Stiklo pluošto įtaka perdirbto betono (pagaminto iš perdirbtų betono užpildų) atsparumui erozijai yra labai svarbi medžiagų mokslo ir civilinės inžinerijos tema. Nors perdirbtas betonas suteikia naudos aplinkai ir išteklių perdirbimui, jo mechaninės savybės ir ilgaamžiškumas (pvz., atsparumas erozijai) dažnai yra prastesni nei įprasto betono. Stiklo pluoštas, kaiparmuojanti medžiaga, gali pagerinti perdirbto betono eksploatacines savybes fizikiniais ir cheminiais mechanizmais. Pateikiame išsamią analizę:
1. Savybės ir funkcijosStiklo pluoštas
Stiklo pluoštas, neorganinė nemetalinė medžiaga, pasižymi šiomis savybėmis:
Didelis tempiamasis stipris: kompensuoja mažą betono tempiamąją galią.
Atsparumas korozijai: atsparus cheminiams poveikiams (pvz., chlorido jonams, sulfatams).
Grūdinimas ir atsparumas įtrūkimams**: Užkerta kelią mikroįtrūkimams, kad sulėtintų įtrūkimų plitimą ir sumažintų pralaidumą.
2. Perdirbto betono patvarumo trūkumai
Perdirbti užpildai su porėta cemento pasta ant jų paviršiaus sukelia:
Silpna tarpfazinė perėjimo zona (ITZ): Prastas perdirbtų užpildų ir naujos cemento pastos sukibimas, dėl kurio susidaro pralaidūs keliai.
Mažas nepralaidumas: Erozinės medžiagos (pvz., Cl⁻, SO₄²⁻) lengvai įsiskverbia, sukeldamos plieno koroziją arba išsiplėtusią žalą.
Prastas atsparumas šalčiui ir atitirpimui: ledo plėtimasis porose sukelia įtrūkimus ir skilimus.
3. Stiklo pluošto mechanizmai didinant atsparumą erozijai
(1) Fizinių barjerų poveikis
Įtrūkimų slopinimas: tolygiai disperguotos skaidulos užpildo mikroįtrūkimus, blokuodamos jų augimą ir mažindamos erozijos sukėlėjų patekimo kelius.
Padidintas kompaktiškumas: pluoštai užpildo poras, sumažindami poringumą ir sulėtindami kenksmingų medžiagų sklaidą.
(2) Cheminis stabilumas
Šarmams atsparus stiklo pluoštas(pvz., AR stiklas): Paviršiumi apdoroti pluoštai išlieka stabilūs šarminėje aplinkoje, išvengiant degradacijos.
Sąsajos sutvirtinimas: stiprus pluošto ir matricos sujungimas sumažina ITZ defektus, sumažindamas lokalizuotą erozijos riziką.
(3) Atsparumas specifiniams erozijos tipams
Atsparumas chlorido jonams: sumažėjęs įtrūkimų susidarymas sulėtina Cl⁻ prasiskverbimą, atitolindamas plieno koroziją.
Atsparumas sulfatų atakoms: slopinamas įtrūkimų augimas sumažina sulfatų kristalizacijos ir plėtimosi padarytą žalą.
Patvarumas užšaldant ir atšildant: pluošto lankstumas sugeria ledo susidarymo įtempį, sumažindamas paviršiaus pleiskanojimą.
4. Pagrindiniai įtakos veiksniai
Pluošto dozė: optimalus diapazonas yra 0,5–2 % (pagal tūrį); pluošto perteklius sukelia gumulėlių susidarymą ir sumažina kompaktiškumą.
Pluošto ilgis ir išsibarstymas: ilgesni pluoštai (12–24 mm) pagerina grūdinimą, tačiau jiems reikalingas tolygus pasiskirstymas.
Perdirbtų užpildų kokybė: didelė vandens absorbcija arba likęs skiedinio kiekis silpnina pluošto ir matricos sukibimą.
5. Tyrimo rezultatai ir praktinės išvados
Teigiamas poveikis: Dauguma tyrimų rodo, kad tinkamasstiklo pluoštoŠis priedas žymiai pagerina nepralaidumą, atsparumą chloridams ir sulfatams. Pavyzdžiui, 1 % stiklo pluošto gali sumažinti chloridų difuzijos koeficientus 20–30 %.
Ilgalaikis veikimas: Pluoštų patvarumas šarminėje aplinkoje reikalauja dėmesio. Šarmams atsparios dangos arba hibridiniai pluoštai (pvz., su polipropilenu) padidina ilgaamžiškumą.
Apribojimai: prastos kokybės perdirbti užpildai (pvz., didelis poringumas, priemaišos) gali sumažinti pluošto naudą.
6. Taikymo rekomendacijos
Tinkami scenarijai: jūrinė aplinka, druskingi dirvožemiai arba konstrukcijos, kurioms reikalingas labai patvarus perdirbtas betonas.
Mišinio optimizavimas: patikrinkite pluošto dozę, perdirbto užpildo pakeitimo santykį ir sinergiją su priedais (pvz., silicio dioksido dūmais).
Kokybės kontrolė: Užtikrinkite vienodą pluošto dispersiją, kad maišant nesusidarytų gumulėlių.
Santrauka
Stiklo pluoštas padidina perdirbto betono atsparumą erozijai dėl fizinio grūdinimo ir cheminio stabilizavimo. Jo veiksmingumas priklauso nuo pluošto rūšies, dozės ir perdirbto užpildo kokybės. Būsimi tyrimai turėtų būti sutelkti į ilgalaikį patvarumą ir ekonomiškai efektyvius gamybos metodus, siekiant palengvinti didelio masto inžinerinius pritaikymus.
Įrašo laikas: 2025 m. vasario 28 d.
