Der Einfluss von Glasfaser auf die Erosionsbeständigkeit von recyceltem Beton

Der Einfluss von Glasfaser auf den Erosionsresistenz von recyceltem Beton (hergestellt aus recycelten Betonaggregaten) ist ein Thema von erheblichem Interesse an Materialwissenschaft und Bauingenieurwesen. Während recycelter Beton Umwelt- und Ressourcen-Recycling-Vorteile bietet, sind seine mechanischen Eigenschaften und seine Haltbarkeit (z. B. Erosionsbeständigkeit) häufig unter dem herkömmlichen Beton unterlegen. Glasfaser wie aVerstärkungsmaterialkann die Leistung von recyceltem Beton durch physikalische und chemische Mechanismen verbessern. Hier ist eine detaillierte Analyse:

1. Eigenschaften und Funktionen vonGlasfaser

Fiberglass, ein anorganisches nicht-metallisches Material, weist die folgenden Eigenschaften auf:
Hohe Zugfestigkeit: Vergütt die niedrige Zugkapazität von Beton.
Korrosionsresistenz: widersteht chemischen Angriffen (z. B. Chloridionen, Sulfate).
Härtung und Risswiderstand **: Brückenmikramme, um die Rissausbreitung zu verzögern und die Permeabilität zu verringern.

2. Haltbarkeit Mängel von recyceltem Beton

Recycelte Aggregate mit poröser Restzementpaste auf ihren Oberflächen führen zu:
Schwache Grenzflächenübergangszone (ITZ): Schlechte Bindung zwischen recycelten Aggregaten und neuer Zementpaste, die durchlässige Wege erzeugen.
Niedrige Undurchlässigkeit: Erosive Mittel (z. B. cl⁻, so₄²⁻) durchdringen leicht und verursachen Stahlkorrosion oder expansive Schäden.
Schlechtes Einfrieren-Auftau-Widerstand: Die Eisporsion in Poren induziert das Riss und Ablauf.

3. Fasermechanismen bei der Verbesserung der Erosionsresistenz

(1) Auswirkungen der physikalischen Barriere
Crack -Hemmung: Einheitlich dispergierte Fasernbrücken -Mikrorisse, blockieren ihr Wachstum und reduzieren Wege für erosive Wirkstoffe.
Verbesserte Kompaktheit: Fasern füllen Poren, senken die Porosität und verlangsamen die Diffusion schädlicher Substanzen.

(2) Chemische Stabilität
Alkali-resistente Glasfaser(z. B. AR-Glas): Oberflächenbehandelte Fasern bleiben in hohen Alkalikumgebungen stabil und vermeiden Verschlechterung.
Grenzflächenverstärkung: Starke Faser-Matrix-Bindung minimiert Defekte im ITZ und verringert die lokalisierten Erosionsrisiken.

(3) Widerstand gegen bestimmte Erosionstypen
Chloridionenwiderstand: Reduzierte Rissbildung verlangsamt die CL⁻Penetration und verzögert die Stahlkorrosion.
Sulfatangriffwiderstand: Unterdrückte Risswachstum mildert Schäden durch Sulfatkristallisation und -ausdehnung.
Freeze-Tau-Haltbarkeit: Faserflexibilität absorbiert Spannung von der Eisbildung und minimiert die Oberflächenverletzung.

4. Einflussfaktoren wichtiger Einflussfaktoren

Faserdosis: Der optimale Bereich beträgt 0,5% –2% (nach Volumen); Überschüssige Fasern verursachen Clustering und verringerte Kompaktheit.
Faserlänge und Dispersion: Längere Fasern (12–24 mm) verbessern die Härte, erfordern jedoch eine einheitliche Verteilung.
Qualität von recycelten Aggregaten: Hochwasserabsorption oder verbleibender Mörsergehalt schwächt die Faser-Matrix-Bindung.

5. Forschungsergebnisse und praktische Schlussfolgerungen

Positive Effekte: Die meisten Studien zeigen, dass angemessenGlasfaserDie Addition verbessert signifikant die Impermeabilität, die Chloridresistenz und die Sulfatresistenz. Beispielsweise kann 1%Glasfaser die Chloriddiffusionskoeffizienten um 20%–30%reduzieren.
Langzeitleistung: Die Haltbarkeit von Fasern in alkalischen Umgebungen erfordert Aufmerksamkeit. Alkali-resistente Beschichtungen oder Hybridfasern (z. B. mit Polypropylen) verbessern die Langlebigkeit.
Einschränkungen: Recycelte Aggregate mit schlechter Qualität (z. B. hohe Porosität, Verunreinigungen) können die Nutzen der Faser verringern.

6. Anwendungsempfehlungen

Geeignete Szenarien: Meeresumgebungen, Kochsalzlösung oder Strukturen, die einen recycelten Beton mit hoher Durabilität erfordern.
Optimierung der Mischung: Testfaserdosis, recyceltes Aggregatersatzverhältnis und Synergien mit Additiven (z. B. Silica -Rauch).
Qualitätskontrolle: Stellen Sie eine gleichmäßige Faserdispersion sicher, um das Verklumpen beim Mischen zu vermeiden.

Zusammenfassung

Glasfaser verstärkt die Erosionsbeständigkeit von recyceltem Beton durch physikalische Härten und chemische Stabilisierung. Seine Wirksamkeit hängt von Fasertyp, Dosierung und recycelten Gesamtqualität ab. Zukünftige Forschungen sollten sich auf langfristige Haltbarkeit und kostengünstige Produktionsmethoden konzentrieren, um groß angelegte technische Anwendungen zu erleichtern.