Klaaskiust mõju ringlussevõetud betooni erosioonikindlusele (valmistatud ringlussevõetud betoonist agregaatidest) on materjaliteaduse ja tsiviilehituse vastu oluline huvi. Ehkki ringlussevõetud betoon pakub keskkonna- ja ressursside ringlussevõtu eeliseid, on selle mehaanilised omadused ja vastupidavus (nt erosiooniresistentsus) tavapärasest betoonist sageli madalamad. Klaaskiud, kui atugevdusmaterjal, võib suurendada ringlussevõetud betooni jõudlust füüsikaliste ja keemiliste mehhanismide kaudu. Siin on üksikasjalik analüüs:
1. omadused ja funktsioonidKlaaskiust
Anorgaanilise mittemetallilise materjali klaaskiust näitavad järgmised omadused:
Kõrge tõmbetugevus: kompenseerib betooni madala tõmbevõimsust.
Korrosiooniresistentsus: peab vastu keemilistele rünnakutele (nt kloriidiioonid, sulfaadid).
Karastus- ja pragunemiskindlus **: sillad mikrokraadid pragude leviku edasilükkamiseks ja läbilaskvuse vähendamiseks.
2. ringlussevõetud betooni vastupidavuse puudused
Ringlussevõetud täitematerjalid, mille pindadel on poorne jääktsementpastaga, viivad:
Nõrk pindadevaheline üleminekutsoon (ITZ): taaskasutatud agregaatide ja uue tsemendipasta vahel halb side, luues läbilaskvad rajad.
Madal läbitungmatu: erosiivsed ained (nt Cl⁻, So₄²⁻) tungivad hõlpsalt, põhjustades terasest korrosiooni või ulatuslikke kahjustusi.
Halb külmutamisse vastupidavus: jääde laienemine poorides kutsub esile pragunemist ja säkkimist.
3. Klaaskiudmehhanismid erosioonikindluse parandamisel
(1) Füüsilise barjääri efektid
Pragude pärssimine: ühtlaselt hajutatud kiud sillavad mikrokrakid, blokeerides nende kasvu ja vähendades erosiivsete ainete radasid.
Suurenenud kompaktsus: kiud täidavad poorid, vähendades poorsust ja aeglustades kahjulike ainete difusiooni.
(2) Keemiline stabiilsus
Leelisresistent klaaskiud(nt AR-klaasi): pinnaga töödeldud kiud püsivad stabiilsena kõrgel alkali keskkonnas, vältides lagunemist.
Liidese tugevdamine: tugev kiudude maatriksisidemed minimeerib ITZ-i defekte, vähendades lokaliseeritud erosiooniriske.
(3) Resistentsus konkreetsetele erosioonitüüpidele
Kloriidioonide takistus: vähenenud pragude moodustumine aeglustab Cl⁻penerationi, viivitades terase korrosiooni.
Sulfaadi rünnaku takistus: surutud pragude kasv leevendab sulfaadi kristalliseerumise ja laienemise kahjustusi.
Külmutamise-sulatamine vastupidavus: kiudainete painduvus neelab jää moodustumise stressi, minimeerides pinna spallingut.
4. peamised mõjutavad tegurid
Kiudude annus: optimaalne vahemik on 0,5–2% (mahu järgi); Liigsed kiud põhjustavad klastrit ja vähenenud kompaktsust.
Kiudude pikkus ja dispersioon: pikemad kiud (12–24 mm) parandavad karastamist, kuid nõuavad ühtlast jaotust.
Ringlussevõetud agregaatide kvaliteet: kõrge vee imendumine või mördi jääksisaldus nõrgendab kiudude maatriksi sidumist.
5. Uurimistulemused ja praktilised järeldused
Positiivsed mõjud: enamik uuringuid näitavad seda sobivatklaaskiustLisamine parandab märkimisväärselt läbitungimatust, kloriidiresistentsust ja sulfaadiresistentsust. Näiteks võib 1%klaaskiud vähendada kloriidide difusioonikoefitsiente 20–30%.
Pikaajaline jõudlus: kiudude vastupidavus aluselises keskkonnas nõuab tähelepanu. Leelise suhtes vastupidavad katted või hübriidkiud (nt polüpropüleeniga) suurendavad pikaealisust.
Piirangud: halva kvaliteediga ringlussevõetud agregaadid (nt kõrge poorsus, lisandid) võivad vähendada kiudude eeliseid.
6. Rakendussoovitused
Sobivad stsenaariumid: merekeskkond, soolalahuse mullad või struktuurid, mis nõuavad kõrget ringlussevõetud betooni.
Segu optimeerimine: testi kiudude annus, ringlussevõetud agregaadi asendamise suhe ja sünergia lisanditega (nt ränidioksiidi suitsu).
Kvaliteedikontroll: veenduge, et kiudainete dispersioon vältida segamise ajal.
Kokkuvõte
Klaaskiud suurendab ringlussevõetud betooni erosiooniresistentsust füüsilise karastamise ja keemilise stabiliseerimise kaudu. Selle efektiivsus sõltub kiudainete tüübist, annusest ja ringlussevõetud koondkvaliteedist. Tulevased uuringud peaksid keskenduma pikaajalisele vastupidavusele ja kulutõhusatele tootmismeetoditele, et hõlbustada suuremahulisi insenerirakendusi.
Postiaeg: 28. veebruar 20125
