Impactul fibrei de sticlă asupra rezistenței la eroziune a betonului reciclat

Influența fibrei de sticlă asupra rezistenței la eroziune a betonului reciclat (fabricat din agregate de beton reciclat) este un subiect de interes semnificativ în știința materialelor și ingineria civilă. Deși betonul reciclat oferă beneficii pentru mediu și reciclarea resurselor, proprietățile sale mecanice și durabilitatea (de exemplu, rezistența la eroziune) sunt adesea inferioare betonului convențional. Fibra de sticlă, ca...material de armare, poate îmbunătăți performanța betonului reciclat prin mecanisme fizice și chimice. Iată o analiză detaliată:

1. Proprietăți și funcții aleFibră de sticlă

Fibra de sticlă, un material anorganic nemetalic, prezintă următoarele caracteristici:
Rezistență ridicată la tracțiune: Compensează capacitatea scăzută la tracțiune a betonului.
Rezistență la coroziune: Rezistă atacurilor chimice (de exemplu, ioni de clorură, sulfați).
Durificare și rezistență la fisuri**: Acoperă microfisurile pentru a întârzia propagarea fisurilor și a reduce permeabilitatea.

2. Deficiențe de durabilitate ale betonului reciclat

Agregatele reciclate cu pastă de ciment reziduală poroasă pe suprafețele lor duc la:
Zonă de tranziție interfacială (ITZ) slabă: Legătură slabă între agregatele reciclate și pasta de ciment nouă, creând căi permeabile.
Impermeabilitate scăzută: Agenții erozivi (de exemplu, Cl⁻, SO₄²⁻) penetrează ușor, provocând coroziunea oțelului sau deteriorări extinse.
Rezistență slabă la îngheț-dezgheț: Expansiunea gheții în pori induce fisuri și exfoliere.

3. Mecanismele fibrei de sticlă în îmbunătățirea rezistenței la eroziune

(1) Efecte de barieră fizică
Inhibarea fisurilor: Fibrele dispersate uniform acoperă microfisurile, blocând creșterea acestora și reducând căile de pătrundere pentru agenții erozivi.
Compacitate sporită: Fibrele umplu porii, reducând porozitatea și încetinind difuzia substanțelor nocive.

(2) Stabilitate chimică
Fibră de sticlă rezistentă la alcali(de exemplu, sticlă AR): Fibrele tratate la suprafață rămân stabile în medii cu conținut ridicat de alcali, evitând degradarea.
Ranforsarea interfeței: Legătura puternică dintre fibră și matrice minimizează defectele din ITZ, reducând riscurile de eroziune localizată.

(3) Rezistență la anumite tipuri de eroziune
Rezistența la ionii de clorură: Formarea redusă a fisurilor încetinește penetrarea Cl⁻, întârziind coroziunea oțelului.
Rezistență la atacul sulfaților: Suprimarea creșterii fisurilor atenuează daunele cauzate de cristalizarea și expansiunea sulfatului.
Durabilitate la îngheț-dezgheț: Flexibilitatea fibrelor absoarbe stresul cauzat de formarea gheții, reducând la minimum exfolierea suprafeței.

4. Factori cheie de influență

Dozajul de fibre: Intervalul optim este de 0,5%–2% (în volum); excesul de fibre provoacă aglomerarea și reducerea compactității.
Lungimea și dispersia fibrelor: Fibrele mai lungi (12–24 mm) îmbunătățesc rezistența, dar necesită o distribuție uniformă.
Calitatea agregatelor reciclate: Absorbția ridicată de apă sau conținutul rezidual de mortar slăbește legătura dintre fibre și matrice.

5. Rezultatele cercetării și concluzii practice

Efecte pozitive: Majoritatea studiilor arată că este adecvatfibră de sticlăAdaosul îmbunătățește semnificativ impermeabilitatea, rezistența la cloruri și rezistența la sulfați. De exemplu, 1% fibră de sticlă poate reduce coeficienții de difuzie a clorurilor cu 20%–30%.
Performanță pe termen lung: Durabilitatea fibrelor în medii alcaline necesită atenție. Acoperirile rezistente la alcali sau fibrele hibride (de exemplu, cu polipropilenă) sporesc longevitatea.
Limitări: Agregatele reciclate de calitate slabă (de exemplu, porozitate ridicată, impurități) pot diminua beneficiile fibrelor.

6. Recomandări de aplicare

Scenarii adecvate: medii marine, soluri saline sau structuri care necesită beton reciclat de înaltă durabilitate.
Optimizarea amestecului: Testați dozajul de fibre, raportul de înlocuire a agregatelor reciclate și sinergiile cu aditivi (de exemplu, fum de silice).
Controlul calității: Asigurați o dispersie uniformă a fibrelor pentru a evita aglomerarea în timpul amestecării.

Rezumat

Fibra de sticlă îmbunătățește rezistența la eroziune a betonului reciclat prin întărire fizică și stabilizare chimică. Eficacitatea sa depinde de tipul de fibră, dozaj și calitatea agregatului reciclat. Cercetările viitoare ar trebui să se concentreze pe durabilitatea pe termen lung și pe metodele de producție eficiente din punct de vedere al costurilor pentru a facilita aplicații inginerești la scară largă.