الاستخدام الحديث لخيوط ألياف البازلت المقطعة على رصف الأسفلت

في الآونة الأخيرة مع التطور السريع في بناء هندسة الطرق السريعة، حققت تكنولوجيا هياكل الخرسانة الإسفلتية تقدماً سريعاً ووصلت إلى عدد كبير من الإنجازات التقنية الناضجة والممتازة.

في الوقت الحاضر، يُستخدم الإسفلت الخرساني على نطاق واسع في مجال بناء الطرق السريعة، مما يُبرز أهميته في مشاريع البناء. ومع ذلك، مع ملاحظة الإنجازات المُحققة، يجب أن ندرك أيضًا أن مشاكل تشوه وتلف رصف الإسفلت الخرساني تزداد خطورة.

يمكن أن يكون للحفر الشديدة والتشوهات الموجودة على سطح الطريق تأثيرًا كبيرًا على سلامة القيادة.خيوط ألياف البازلت المقطعةهو نوع جديد من مواد الألياف، مع خصائصه الميكانيكية الفريدة، والاستقرار الجيد، ونسبة الأداء العالية من حيث التكلفة، مما يجعله مادة ممتازة لتقوية الخرسانة.

أداءخيوط ألياف البازلت المقطعة
خيوط الألياف البازلتية المقطعة هي ألياف معدنية غير عضوية بطول أقل من 50 مم، يتم قطعها من ركيزة الألياف البازلتية المقابلة ويمكن توزيعها بشكل موحد في الخرسانة.

خيوط ألياف البازلت المقطعةتتميز ألياف البازلت المقطعة بخصائص ممتازة، مثل قوة الشد المحورية العالية ومعامل المرونة العالي، حيث تتراوح قوة الشد بين 2250 و2550 ميجا باسكال، ومعامل المرونة الذي يزيد عن 78 جيجا باسكال. تتميز ألياف البازلت المقطعة بمقاومة ممتازة لدرجات الحرارة العالية، مما يسمح لها بالعمل بشكل مستمر في نطاق درجات حرارة تتراوح بين -269 و650 درجة مئوية. تتميز بمقاومة عالية للتآكل واستقرار كيميائي في البيئات المسببة للتآكل (مثل المحاليل الحمضية والقلوية والملحية)، ويمكنها الحفاظ على مقاومة أعلى للتآكل القلوي في المحاليل القلوية المشبعة والأسمنت والوسائط القلوية الأخرى. يزيد معدل الاحتفاظ بقوة كسر السلك الواحد عن 75%. تتوافق ألياف البازلت المقطعة أيضًا مع المواد اللاصقة غير العضوية، حيث يقل معدل امتصاص الرطوبة عن 1%، وسعة الامتصاص التي لا تتغير بمرور الوقت، مما يثبت ثباتها المادي، وعمرها الافتراضي الطويل، وتوافقها البيئي أثناء الاستخدام. بالإضافة إلى ذلك، تتميز ألياف البازلت المقطعة بأداء عزل جيد، وترشيح عالي الحرارة، ومقاومة للإشعاع، ونفاذية جيدة للموجات. يوضح الجدول 1 مؤشرات الأداء الفنية لخيوط الألياف البازلتية المقطعة.

تحليل تطبيق ألياف البازلت المقطعة في رصف الأسفلت الخرساني
خيوط ألياف البازلت المقطعةيتم تصنيع الخرسانة الإسفلتية بشكل أساسي عن طريق إضافة خيوط الألياف البازلتية المقطعة بنسبة مناسبة إلى مواد الخرسانة الإسفلتية لسطح الطريق، وخلطها تحت نسبة خلط صارمة، ودرجة الحرارة، والرطوبة، ووقت الخلط، وظروف أخرى.
كما هو معروف، بالإضافة إلى ألياف البازلت، يمكن استخدام مواد ليفية أخرى، مثل ألياف البوليستر وألياف الخشب وألياف الصوف المعدني، كمواد تسليح في خرسانة الأسفلت. ومع ذلك، يُظهر استخدام هذه الألياف لسنوات طويلة وجود بعض المشاكل عند استخدامها كمواد تسليح في خرسانة الأسفلت، مثل ضعف مقاومتها للشيخوخة، وضعف تأثيرها التقويسي، وضررها على صحة الإنسان.
لقد سدّ ظهور ألياف البازلت المقطعة فجوةً في المواد والأساليب، محققةً حلّاً فعالاً للمشاكل الموجودة في رصف الأسفلت الخرساني الحالي، ولعب دوراً كبيراً في تطويره. ويتجلى دورها في رصف الأسفلت الخرساني في الجوانب التالية:
(1) يمكن إضافة خيوط ألياف البازلت المقطعة، بسبب امتصاصها المنخفض للمياه، إلى الخرسانة الإسفلتية لزيادة سمك رصف الإسفلت، مما يجعله أقل عرضة للتشقق وعدم استقرار قاع الطريق بسبب امتصاص الماء والتمدد.
(2) لا يمكن لخيوط الألياف البازلتية المفرومة الاستفادة من معامل المرونة العالي وقوة الشد، تمامًا مثل ألياف الفولاذ، لمنع المزيد من توسع الشقوق بعد ظهورها فحسب، بل وأيضًا لتجنب المواقف التي تكون فيها ألياف الفولاذ عرضة للتكتل أثناء الخلط، وهو ما لا يساعد على الضخ، وعملية البناء معقدة.
(3) ألياف البازلت المفرومة هي ألياف حمض النيتريك النموذجية، وتتميز بتوافق جيد. نظرًا لسطحها الرقيق، يمكنها امتصاص الأسفلت، مما يسمح بتوزيع ألياف البازلت بالتساوي في الخرسانة، وتشكيل طبقة واجهة صلبة، مما يحسن مقاومة الشيخوخة ومتانة رصف الأسفلت الخرساني.
(4) تتميز ألياف البازلت المقطعة بمقاومة ممتازة للحرارة والإجهاد. يتراوح نطاق درجة حرارة تشغيلها بين 270 و651 درجة مئوية تحت الصفر، مما يحافظ على ثباتها في بيئات درجات الحرارة العالية. كما أنها تمنع انزلاق العناصر المعدنية في الخرسانة، وتعزز ثباتها، وتُحسّن بشكل فعال مقاومة رصف الأسفلت الخرساني لدرجات الحرارة العالية للإجهاد الناتج عن التكسير.
بالإضافة إلى ذلك، تتمتع خيوط الألياف البازلتية المقطعة أيضًا بمقاومة ممتازة لدرجات الحرارة المنخفضة، وخاصة لتحسين مقاومة الانشطار في درجات الحرارة المنخفضة لرصف الخرسانة الإسفلتية.
إضافة ألياف البازلت المقطعة إلى الخرسانة الإسفلتية يُحسّن مقاومة الصدمات، ومقاومة التكسير، والخصائص الميكانيكية لرصف الخرسانة الإسفلتية. وتحديدًا، تلعب ألياف البازلت المقطعة دورًا محوريًا في رصف الخرسانة الإسفلتية، من حيث مقاومة التشققات، ومنع التسرب، والمتانة، ومقاومة الصدمات، وقوة الشد، والجماليات.

طرق البناء والاحتياطات اللازمةخيوط ألياف البازلت المقطعةالخرسانة الإسفلتية
(1) درجة حرارة البناء
يجب ألا تكون درجة حرارة بناء خرسانة الأسفلت المقطعة بألياف البازلت منخفضة جدًا، لأنها تزيد من لزوجة الأسفلت. لذلك، يجب أن تكون درجة حرارة بناء خرسانة الأسفلت المقطعة بألياف البازلت أعلى من درجة حرارة بناء خرسانة الأسفلت العادية، وإلا فسيكون من السهل حدوث خلط غير متساوٍ.

(2) مراقبة جودة البناء
يجب أن تولي مراقبة جودة بناء الخرسانة الإسفلتية المقطعة بألياف البازلت الاهتمام بمراقبة جودة عملية الفحص والقياس والخلط لكل مادة مكونة في الخرسانة الإسفلتية المقطعة بألياف البازلت.
في البناء الفعلي، ينبغي اختيار كميات مختلفة من البازلت المُقطّع ضمن نطاق معقول وفقًا للمتطلبات الهندسية. ولأن ألياف البازلت المُقطّعة لا تتفاعل مع مكونات الخرسانة الأخرى والمواد المضافة، فإن محتوى الألياف لن يُغيّر نسبة خلط الخرسانة الأصلية.
خلال فترة البناء، يجب حساب جودة المواد المختلفة في الخرسانة المسلحة بألياف البازلت المقطعة وتحديدها بناءً على نسبة خليط البناء وكمية الخلط لمرة واحدة. درس هي جون يونغ وتيان تشنغ يو وآخرون النسبة المثلى لخلط الخرسانة المسلحة بألياف البازلت من خلال أساليب تجريبية للتصميم المتعامد. وتم اختيار خمسة عوامل رئيسية في التجربة، وهي: محتوى الألياف، ونسبة الماء إلى الأسمنت، ومحتوى الرماد المتطاير، ونسبة الرمل، واستهلاك الماء للوحدة.
يوضح الجدول 2 نسب الخلطة المثالية للخرسانة المسلحة بألياف البازلت التي تم الحصول عليها من خلال التجارب.

وقد أظهرت التجارب أنه كلما زادت نسبة محتوى خيوط ألياف البازلت المقطعة، كان تأثير مقاومة التشقق للخرسانة أفضل، عند 1.2 كجم / م 3 ضمن نطاق معين، تزداد قوة ضغط الخرسانة مع زيادة محتوى خيوط ألياف البازلت المقطعة، ثم تقل وتزداد في شكل منحني.

(3) تسلسل التغذية وطريقة التغذية
في عملية خلطخيوط ألياف البازلت المقطعةفي الخرسانة الإسفلتية، يجب مراعاة تسلسل تغذية ألياف البازلت المقطعة. عند الاستخدام، يُضاف ألياف البازلت المقطعة مع مواد ركام مثل الرمل والحجر. يُفضل إضافة الرمل والحجر معًا. يُضاف ألياف البازلت المقطعة إلى الرمل، ثم يُضاف الأسفلت والخليط الرطب ويُقلب.

يمكن تقسيم طريقة إضافة الألياف إلى إضافة يدوية وإضافة آلية. أما الإضافة الاصطناعية، فتعني إضافة ألياف البازلت المقطعة يدويًا، بعد وزنها بعد إضافة الركام الساخن إلى خزان الخلط. إلا أن عيوبها تتمثل في كثافة العمل، وضعف تجانس الخلط، وضرورة تمديد وقت الخلط وفقًا للحالة الفعلية لضمان توزيع الألياف بشكل أكثر توازنًا في الخرسانة الإسفلتية.

التغذية التلقائية هي استخدام وحدة تغذية ألياف البازلت لقياس كمية المواد المضافة تلقائيًا، ووضعها في وعاء الخلط مع الركام الساخن للخلاط. تتميز وحدة تغذية الألياف بمزايا مثل القياس التلقائي، والتكسير المسبق، وآلية النقل الهوائي، بالإضافة إلى وظائف إضافة ألياف سهلة وسريعة ودقيقة. في التطبيقات العملية، ينبغي اختيار الطرق المناسبة بناءً على حالة البناء الفعلية.

(4) احتياطات الرصف
أولاً، يجب الاهتمام بنظافة سطح الرصف؛ ثم قم بتسخين لوح الكي الخاص بالرصف إلى 120 درجة مئوية، مع الانتباه إلى سرعة الرصف، والتحكم فيها بحوالي 3 إلى 4 أمتار في الدقيقة؛ يجب تحديد معامل التخفيف بناءً على وضع التجربة الفعلية للمشروع؛ يجب الحفاظ على درجة حرارة الرصف عند 160 درجة مئوية.

(5) التشكيل والمعالجة
الخرسانة المختلطة معخيوط ألياف البازلت المقطعةلا ينبغي أن تكون هناك متطلبات خاصة أثناء عملية التشكيل، باستثناء ضمان ضغط الخرسانة الإسفلتية بالكامل. يجب ضغطها قدر الإمكان في درجات حرارة عالية.

أمثلة تطبيقية علىخيوط ألياف البازلت المقطعةفي رصف الأسفلت الخرساني
وافق مكتب العلوم والتكنولوجيا في بلدية هاينينغ على خط ربط تقاطع هاينينغ لطريق جياشاو السريع (بهيكل رصف من حجر مكسر مُثبت بالإسمنت بسمك 20 سم، وخرسانة أسفلتية بسمك +6 سم (AC-20C)، وخرسانة أسفلتية بسمك +4 سم (AC-16C) والطريق الإقليمي رقم 08). ولاستكشاف أساليب علمية وفعّالة لتحسين مقاومة الطريق للتخدد، وضمان سلامته وانسيابيته، والسعي لعلاج أمراض التخدد بطريقة سهلة ومريحة، مع فترة بناء قصيرة وتكاليف صيانة منخفضة، أُجريت اختبارات المعالجة باستخدام خرسانة أسفلتية مُعدّلة مع ألياف بازلتية مقطعة.
من منظور تأثير العلاج، فإن إضافة خيوط الألياف البازلتية المفرومة تعمل على تحسين استقرار رصف الخرسانة الإسفلتية في درجات الحرارة العالية بشكل كبير، وتعزز متانة الرصيف، وتطيل عمره الافتراضي، وتقلل من حدوث الأخاديد الثانوية، مما يوفر ضمانًا قويًا لسلامة القيادة.

خاتمة
خيوط ألياف البازلت المقطعةبفضل خصائصها الميكانيكية الفريدة، وثباتها الجيد، وتكلفتها المنخفضة، تُعدّ مادةً ممتازةً لتسليح الخرسانة. وتتمتع الخرسانة الإسفلتية المُدعّمة بألياف البازلت المُقطّعة بآفاق استخدام واسعة. وستُحقق فوائد اقتصادية واجتماعية مُتبادلة، وستُصبح من مواد البناء الرئيسية في مجال بناء الطرق السريعة مستقبلًا.

شركة شنغهاي أوريسين لتكنولوجيا المواد الجديدة المحدودة
م: +86 18683776368 (واتساب أيضًا)
ت:+86 08383990499
Email: grahamjin@jhcomposites.com
العنوان: رقم 398، طريق نيو جرين، مدينة شينبانج، منطقة سونغجيانغ، شنغهاي