Влияние стекловолокна на стойкость к эрозии переработанного бетона

Влияние стекловолокна на стойкость к эрозии переработанного бетона (изготовленного из переработанных бетонных заполнителей) является предметом значительного интереса в материаловении и гражданском строительстве. Хотя переработанный бетон обладает экологическими преимуществами и преимуществами в плане переработки ресурсов, его механические свойства и долговечность (например, стойкость к эрозии) часто уступают обычному бетону. Стекловолокно, как...армирующий материалЭто может улучшить эксплуатационные характеристики переработанного бетона за счет физических и химических механизмов. Ниже представлен подробный анализ:

1. Свойства и функцииСтекловолокно

Стекловолокно, неорганический неметаллический материал, обладает следующими характеристиками:
Высокая прочность на растяжение: компенсирует низкую прочность бетона на растяжение.
Коррозионная стойкость: устойчивость к химическому воздействию (например, хлорид-ионам, сульфатам).
Повышение прочности и трещиностойкости**: Перекрывает микротрещины, замедляя их распространение и снижая проницаемость.

2. Недостатки переработанного бетона с точки зрения долговечности

Использование переработанных заполнителей с пористой остаточной цементной пастой на поверхности приводит к следующим результатам:
Слабая переходная зона на границе раздела фаз (ПЗП): Плохое сцепление между переработанными заполнителями и новой цементной пастой, создающее проницаемые каналы.
Низкая непроницаемость: эрозионные агенты (например, Cl⁻, SO₄²⁻) легко проникают, вызывая коррозию стали или расширение.
Низкая морозостойкость: расширение льда в порах вызывает растрескивание и отслаивание.

3. Механизмы повышения эрозионной стойкости стекловолокна

(1) Эффекты физического барьера
Предотвращение образования трещин: Равномерно распределенные волокна перекрывают микротрещины, блокируя их рост и уменьшая пути для эрозионных агентов.
Повышенная плотность: Волокна заполняют поры, снижая пористость и замедляя диффузию вредных веществ.

(2) Химическая стабильность
Щелочестойкое стекловолокно(например, AR-стекло): Волокна с обработанной поверхностью сохраняют стабильность в средах с высокой щелочностью, предотвращая деградацию.
Усиление межфазной границы: Прочная связь между волокном и матрицей минимизирует дефекты в переходной зоне, снижая риск локальной эрозии.

(3) Устойчивость к определенным типам эрозии
Устойчивость к хлорид-ионам: Снижение образования трещин замедляет проникновение Cl⁻, откладывая коррозию стали.
Устойчивость к воздействию сульфатов: подавление роста трещин снижает повреждения, вызванные кристаллизацией и расширением сульфатов.
Морозостойкость: гибкость волокон поглощает напряжение, возникающее при образовании льда, минимизируя отслаивание поверхности.

4. Ключевые факторы влияния

Дозировка волокна: оптимальный диапазон составляет 0,5%–2% (по объему); избыток волокна приводит к образованию комков и снижению плотности.
Длина и распределение волокон: более длинные волокна (12–24 мм) улучшают упрочнение, но требуют равномерного распределения.
Качество переработанных заполнителей: высокое водопоглощение или остаточное содержание раствора ослабляют связь между волокнами и матрицей.

5. Результаты исследований и практические выводы

Положительные эффекты: Большинство исследований показывают, что соответствующие меры оказывают положительное воздействие.стекловолокноДобавление стекловолокна значительно улучшает водонепроницаемость, устойчивость к хлоридам и сульфатам. Например, 1% стекловолокна может снизить коэффициенты диффузии хлоридов на 20–30%.
Долговечность: необходимо уделять внимание износостойкости волокон в щелочной среде. Щелочестойкие покрытия или гибридные волокна (например, с полипропиленом) повышают срок их службы.
Ограничения: Низкое качество переработанных заполнителей (например, высокая пористость, примеси) может снизить полезные свойства волокна.

6. Рекомендации по применению

Подходящие сценарии: морская среда, засоленные грунты или конструкции, требующие использования высокопрочного переработанного бетона.
Оптимизация состава смеси: тестирование дозировки волокна, коэффициента замещения переработанного заполнителя и синергии с добавками (например, микрокремнеземом).
Контроль качества: Обеспечьте равномерное распределение волокон, чтобы избежать образования комков во время смешивания.

Краткое содержание

Стекловолокно повышает стойкость переработанного бетона к эрозии за счет физического упрочнения и химической стабилизации. Его эффективность зависит от типа волокна, дозировки и качества переработанного заполнителя. Будущие исследования должны быть сосредоточены на обеспечении долговечности и экономически эффективных методах производства для облегчения крупномасштабного инженерного применения.