Glasfibers indflydelse på erosionsbestandigheden af genbrugsbeton (fremstillet af genbrugsbetontilslag) er et emne af betydelig interesse inden for materialevidenskab og anlægsarbejde. Mens genbrugsbeton tilbyder miljømæssige fordele og fordele med hensyn til ressourcegenbrug, er dens mekaniske egenskaber og holdbarhed (f.eks. erosionsbestandighed) ofte ringere end konventionel beton. Glasfiber, som enforstærkende materiale, kan forbedre ydeevnen af genbrugsbeton gennem fysiske og kemiske mekanismer. Her er en detaljeret analyse:
1. Egenskaber og funktioner afGlasfiber
Glasfiber, et uorganisk ikke-metallisk materiale, udviser følgende egenskaber:
Høj trækstyrke: Kompenserer for betonens lave trækevne.
Korrosionsbestandighed: Modstår kemiske angreb (f.eks. kloridioner, sulfater).
Hærdning og revnemodstand**: Brobygger mikrorevner for at forsinke revneudbredelse og reducere permeabilitet.
2. Mangler ved holdbarhed ved genbrugsbeton
Genbrugte tilslag med porøs resterende cementpasta på overfladen fører til:
Svag grænsefladeovergangszone (ITZ): Dårlig binding mellem genbrugte tilslag og ny cementpasta, hvilket skaber permeable veje.
Lav uigennemtrængelighed: Eroderende stoffer (f.eks. Cl⁻, SO₄²⁻) trænger let ind og forårsager stålkorrosion eller omfattende skader.
Dårlig frost- og optøningsbestandighed: Isekspansion i porerne forårsager revner og afskalning.
3. Mekanismer ved glasfiber til forbedring af erosionsbestandighed
(1) Fysiske barriereeffekter
Revnehæmning: Ensartet spredte fibre bygger bro over mikrorevner, blokerer deres vækst og reducerer veje for erosive stoffer.
Forbedret kompakthed: Fibre fylder porerne, hvilket mindsker porøsiteten og bremser diffusionen af skadelige stoffer.
(2) Kemisk stabilitet
Alkali-resistent glasfiber(f.eks. AR-glas): Overfladebehandlede fibre forbliver stabile i miljøer med højt alkaliindhold og undgår nedbrydning.
Forstærkning af grænsefladen: Stærk fiber-matrix-binding minimerer defekter i ITZ'en og reducerer dermed lokaliseret erosionsrisiko.
(3) Modstandsdygtighed over for specifikke erosionstyper
Kloridionresistens: Reduceret revnedannelse bremser Cl⁻penetration og forsinker stålkorrosion.
Modstandsdygtighed over for sulfatangreb: Undertrykt revnevækst mindsker skader fra sulfatkrystallisering og -ekspansion.
Holdbarhed ved frysning og optøning: Fiberfleksibiliteten absorberer stress fra isdannelse og minimerer afskalning af overfladen.
4. Vigtigste indflydelsesfaktorer
Fiberdosering: Optimalt område er 0,5%–2% (efter volumen); overskydende fibre forårsager klyngedannelse og reduceret kompakthed.
Fiberlængde og spredning: Længere fibre (12-24 mm) forbedrer hærdningen, men kræver ensartet fordeling.
Kvaliteten af genbrugstilslag: Høj vandabsorption eller resterende mørtelindhold svækker fiber-matrix-bindingen.
5. Forskningsresultater og praktiske konklusioner
Positive effekter: De fleste undersøgelser viser, at passendeglasfiberTilsætning forbedrer uigennemtrængelighed, kloridresistens og sulfatresistens betydeligt. For eksempel kan 1% glasfiber reducere kloriddiffusionskoefficienterne med 20%-30%.
Langsigtet ydeevne: Fibrenes holdbarhed i alkaliske miljøer kræver opmærksomhed. Alkaliresistente belægninger eller hybridfibre (f.eks. med polypropylen) forbedrer levetiden.
Begrænsninger: Genbrugstilslag af dårlig kvalitet (f.eks. høj porøsitet, urenheder) kan forringe fiberfordelene.
6. Anbefalinger til anvendelse
Egnede scenarier: Marine miljøer, saltholdig jord eller strukturer, der kræver genbrugsbeton med høj holdbarhed.
Blandingsoptimering: Test af fiberdosering, erstatningsforhold for genbrugsaggregater og synergier med tilsætningsstoffer (f.eks. silicadamp).
Kvalitetskontrol: Sørg for ensartet fiberspredning for at undgå klumpning under blanding.
Oversigt
Glasfiber forbedrer erosionsbestandigheden af genbrugsbeton gennem fysisk hærdning og kemisk stabilisering. Dens effektivitet afhænger af fibertype, dosering og kvaliteten af genbrugstilslag. Fremtidig forskning bør fokusere på langsigtet holdbarhed og omkostningseffektive produktionsmetoder for at fremme storskala tekniske applikationer.
Opslagstidspunkt: 28. feb. 2025
