Mit der rasanten Entwicklung des Straßenbaus hat auch die Technologie für Asphaltbetonkonstruktionen in jüngster Zeit rasante Fortschritte gemacht und zahlreiche ausgereifte und hervorragende technische Errungenschaften erreicht.
Asphaltbeton wird derzeit häufig im Straßenbau eingesetzt, was seine wichtige Rolle bei Bauprojekten unterstreicht. Trotz der erzielten Erfolge sollten wir uns jedoch auch darüber im Klaren sein, dass die Verformungs- und Beschädigungsprobleme von Asphaltbetonfahrbahnen immer schwerwiegender werden.
Starke Schlaglöcher und Deformationen der Fahrbahnoberfläche können die Fahrsicherheit erheblich beeinträchtigen.Geschnittener Strang aus Basaltfasernist ein neuartiges Fasermaterial mit einzigartigen mechanischen Eigenschaften, guter Stabilität und hohem Preis-Leistungs-Verhältnis, was es zu einem hervorragenden Betonbewehrungsmaterial macht.
Leistung vongeschnittener Strang aus Basaltfasern
Bei Basaltfaser-Schnittfasern handelt es sich um anorganische Mineralfasern mit einer Länge von weniger als 50 mm, die aus dem entsprechenden Basaltfasersubstrat geschnitten werden und gleichmäßig im Beton verteilt werden können.
Geschnittener Strang aus BasaltfasernSie weisen hervorragende Eigenschaften auf, wie z. B. eine hohe axiale Zugfestigkeit und einen hohen Elastizitätsmodul (mit einer Zugfestigkeit von 2250–2550 MPa und einem Elastizitätsmodul von über 78 GPa). Kurzschnittbasalt weist eine hervorragende Hochtemperaturbeständigkeit auf, sodass er im Bereich von -269 bis 650 Grad Celsius dauerhaft eingesetzt werden kann. Er weist eine hohe Korrosionsbeständigkeit und chemische Stabilität in korrosiven Medien (Säuren, Laugen, Salzlösungen) auf und kann eine höhere Beständigkeit gegen alkalische Korrosion in gesättigten alkalischen Lösungen sowie Zement und anderen alkalischen Medien aufrechterhalten. Die Retentionsrate der Bruchfestigkeit einzelner Drähte liegt bei über 75 %. Geschnittene Basaltfasern sind auch mit anorganischen Klebstoffen kompatibel, wobei ihre Feuchtigkeitsaufnahmerate unter 1 % und ihre Absorptionskapazität sich im Laufe der Zeit nicht ändern, was ihre Materialstabilität, lange Lebensdauer und Umweltverträglichkeit während des Gebrauchs beweist. Darüber hinaus weisen geschnittene Basaltfasern auch gute Isoliereigenschaften, Hochtemperaturfiltration, Strahlungsbeständigkeit und gute Wellendurchlässigkeit auf. Tabelle 1 zeigt die technischen Leistungsindikatoren von geschnittenen Basaltfasern.
Anwendungsanalyse von geschnittenen Basaltfasern in Asphaltbetonbelägen
Geschnittener Strang aus BasaltfasernAsphaltbeton wird hauptsächlich hergestellt, indem den Asphaltbetonmaterialien für Straßenoberflächen in einem geeigneten Verhältnis gehackte Basaltfasern hinzugefügt werden und diese unter strengen Bedingungen hinsichtlich Mischungsverhältnis, Temperatur, Feuchtigkeit, Mischzeit und anderen Bedingungen gemischt werden.
Bekanntlich können neben Basaltfasern auch Polyesterfasern, Holzfasern und Mineralwollefasern als Verstärkungsmaterialien für Asphaltbeton verwendet werden. Die langjährige Verwendung dieser Fasern zeigt jedoch, dass ihre Verwendung als Verstärkungsmaterialien in Asphaltbeton mit einigen Problemen verbunden ist. So weisen sie beispielsweise eine schwache Alterungsbeständigkeit, eine schwache Verstärkungswirkung und gesundheitliche Schäden auf.
Das Aufkommen von Basaltfaser-Schnittfasern schließt eine Lücke in Material und Verfahren, löst effektiv die Probleme bestehender Asphaltbetondecken und trägt maßgeblich zu deren Weiterentwicklung bei. Seine Rolle in Asphaltbetondecken zeigt sich in folgenden Aspekten:
(1) Aufgrund ihrer geringen Wasseraufnahme können gehackte Basaltfasern dem Asphaltbeton zugesetzt werden, um die Dicke der Asphaltdecke zu erhöhen und sie so weniger anfällig für Risse und Instabilität des Straßenbetts aufgrund von Wasseraufnahme und -ausdehnung zu machen.
(2) Geschnittene Basaltfaserstränge können nicht nur wie Stahlfasern ihren hohen Elastizitätsmodul und ihre Zugfestigkeit nutzen, um eine weitere Ausbreitung von Rissen nach ihrer Entstehung zu verhindern, sondern auch um Situationen zu vermeiden, in denen Stahlfasern beim Mischen zum Verklumpen neigen, was dem Pumpen nicht förderlich ist und den Bauprozess komplex macht.
(3) Die gehackte Basaltfaser ist eine typische Salpetersäurefaser mit guter Verträglichkeit. Aufgrund ihrer flauschigen Oberfläche kann sie Asphalt aufnehmen, sodass sich die Basaltfaser gleichmäßig im Beton verteilt und eine feste Grenzflächenschicht bildet. Dies verbessert die Alterungsbeständigkeit und Haltbarkeit der Asphaltbetondecke.
(4) Geschnittene Basaltfasern weisen eine hervorragende Temperatur- und Dehnungsbeständigkeit auf. Ihr Betriebstemperaturbereich liegt zwischen minus 270 und 651 Grad Celsius, und sie bleiben auch bei hohen Temperaturen stabil. Sie verhindern außerdem das Abrutschen mineralischer Elemente im Beton, erhöhen dessen Stabilität und verbessern die Hochtemperaturbeständigkeit von Asphaltbetonbelägen gegen Spurrillenbildung.
Darüber hinaus verfügen geschnittene Basaltfasern auch über eine ausgezeichnete Kältebeständigkeit, insbesondere zur Verbesserung der Kältespaltbeständigkeit von Asphaltbetonbelägen.
Die Zugabe von Basaltfaser-Schnittfasern zu Asphaltbeton kann die Schlagfestigkeit, Spurrinnenbeständigkeit und die mechanischen Eigenschaften von Asphaltbetonbelägen verbessern. Insbesondere spielen Basaltfaser-Schnittfasern eine entscheidende Rolle bei Asphaltbetonbelägen, beispielsweise hinsichtlich Rissbeständigkeit, Sickerfestigkeit, Haltbarkeit, Schlagfestigkeit, Zugfestigkeit und Ästhetik.
Baumethoden und Vorsichtsmaßnahmen fürgeschnittener Strang aus BasaltfasernAsphaltbeton
(1) Konstruktionstemperatur
Die Verarbeitungstemperatur von Basaltfaser-Asphaltbeton sollte nicht zu niedrig sein, da dieser die Viskosität des Asphalts erhöht. Daher sollte die Verarbeitungstemperatur von Kurzschnitt-Basaltasphaltbeton höher sein als die von normalem Asphaltbeton, da es sonst leicht zu ungleichmäßiger Vermischung kommt.
(2) Bauqualitätskontrolle
Bei der Qualitätskontrolle beim Bau von Asphaltbeton aus Basaltfasern sollte der Qualitätskontrolle der Inspektion, Messung und des Mischvorgangs jedes einzelnen Materialbestandteils im Asphaltbeton aus Basaltfasern besondere Aufmerksamkeit gewidmet werden.
Im tatsächlichen Bauwesen sollten unterschiedliche Mengen an Kurzschnittbasalt entsprechend den technischen Anforderungen in einem angemessenen Rahmen ausgewählt werden. Da geschnittene Basaltfasern selbst nicht mit anderen Betonbestandteilen und Zusatzmitteln reagieren, verändert der Fasergehalt das Mischungsverhältnis des ursprünglichen Betons nicht.
Während der Bauphase sollte die Qualität verschiedener Materialien in Basaltfaser-Stahlbeton anhand des Baumischungsverhältnisses und der einmaligen Mischmenge berechnet und bestimmt werden. He Junyong, Tian Chengyu und andere untersuchten das optimale Mischungsverhältnis von Basaltfaserbeton mithilfe orthogonaler experimenteller Methoden. Fünf Faktoren, darunter Fasergehalt, Wasser-Zement-Verhältnis, Flugaschegehalt, Sandverhältnis und Wasserverbrauch, wurden als Hauptfaktoren im Experiment ausgewählt.
Tabelle 2 zeigt die durch Experimente ermittelten optimalen Mischungsverhältnisse von Basaltfaserbeton.
Experimente haben gezeigt, dass die Rissbeständigkeit des Betons umso besser ist, je höher der Anteil an geschnittenen Basaltfasern ist. Bei einem Anteil von 1,2 kg/m³ nimmt die Druckfestigkeit des Betons innerhalb eines bestimmten Bereichs mit zunehmendem Anteil an geschnittenen Basaltfasern zu, nimmt dann ab und anschließend in gekrümmter Form zu.
(3) Fütterungsreihenfolge und -methode
Im Mischprozess vongeschnittener Strang aus BasaltfasernBei Asphaltbeton sollte die Zugabereihenfolge der Basaltfaser-Schnittfasern beachtet werden. Bei der Verwendung sollten die Basaltfaser-Schnittfasern zusammen mit Zuschlagstoffen wie Sand und Steinen hinzugefügt werden. Am besten fügen Sie Sand und Steine gleichzeitig hinzu. Geben Sie die Basaltfaser-Schnittfasern zum Sand, dann Asphalt und Nassmischung hinzu und verrühren Sie alles.
Die Faserzugabe kann in manuelle und automatische Zugabe unterteilt werden. Bei der künstlichen Zugabe werden abgewogene Basaltfaser-Schnittstränge manuell zugegeben, nachdem heiße Zuschlagstoffe in den Mischbehälter gegeben wurden. Die Nachteile sind jedoch der hohe Arbeitsaufwand, die geringe Mischgleichmäßigkeit und die Notwendigkeit, die Mischzeit je nach Situation zu verlängern, um eine gleichmäßigere Verteilung der Fasern im Asphaltbeton zu gewährleisten.
Automatische Zuführung bezeichnet die Verwendung eines Basaltfaserdosierers, der die zuzugebende Materialmenge automatisch misst und zusammen mit dem heißen Zuschlagstoff des Mischers in den Mischbehälter gibt. Der Faserdosierer bietet Vorteile wie automatische Dosierung, Vorzerkleinerung und Luftfördermechanismus und verfügt über eine komfortable, schnelle und präzise Faserzugabe. In der Praxis sollten geeignete Methoden basierend auf der tatsächlichen Bausituation ausgewählt werden.
(4) Vorsichtsmaßnahmen beim Pflastern
Zunächst muss auf die Sauberkeit der Pflasteroberfläche geachtet werden. Anschließend muss die Bügelplatte des Pflasterers auf 120 Grad Celsius vorgeheizt werden. Dabei ist auf die Einbaugeschwindigkeit zu achten, die bei etwa 3 bis 4 Metern pro Minute liegen sollte. Der Lockerungskoeffizient muss anhand der tatsächlichen Probeverlegung des Projekts ermittelt werden. Die Einbautemperatur muss bei 160 Grad Celsius gehalten werden.
(5) Formgebung und Aushärtung
Beton gemischt mitgeschnittener Strang aus BasaltfasernBeim Formen sollten keine besonderen Anforderungen gestellt werden, außer dass der Asphaltbeton vollständig verdichtet werden muss. Die Verdichtung sollte bei hohen Temperaturen so weit wie möglich erfolgen.
Anwendungsbeispiele vongeschnittener Strang aus Basaltfasernin Asphaltbetonpflaster
Die Haining-Anschlussstrecke der Jiashao-Schnellstraße (mit einer Straßendecke aus 20 cm zementstabilisierter Schotterunterlage und über 6 cm (AC-20C) Asphaltbeton und über 4 cm (AC-16C) Asphaltbeton) und die Provinzstraße 08 wurden vom Wissenschafts- und Technologiebüro der Stadt Haining genehmigt. Um wissenschaftliche und wirksame Methoden zur Verbesserung der Spurrinnenresistenz der Straße zu erforschen, die Sicherheit und Ebenheit der Autobahn zu gewährleisten und Spurrinnenkrankheiten auf einfache und bequeme Weise mit kurzer Bauzeit und geringen Wartungskosten zu behandeln, wurden Aushärtungstests mit modifiziertem Asphaltbeton mit geschnittenen Basaltfasern durchgeführt.
Aus Sicht der Behandlungswirkung verbessert die Zugabe von gehackten Basaltfasern die Hochtemperaturstabilität von Asphaltbetonbelägen erheblich, erhöht die Haltbarkeit des Belags, verlängert seine Lebensdauer und verringert die Entstehung von sekundären Spurrillen, was eine starke Garantie für die Fahrsicherheit darstellt.
Abschluss
Geschnittener Strang aus BasaltfasernDank ihrer einzigartigen mechanischen Eigenschaften, ihrer guten Stabilität und ihrer geringen Kosten eignen sie sich hervorragend als Betonbewehrungsmaterial. Die Anwendungsgebiete von Basaltfaser-Asphaltbeton sind vielfältig. Sowohl der wirtschaftliche als auch der soziale Nutzen sorgen für eine Win-Win-Situation, und er wird sich zukünftig zu einem der wichtigsten Baumaterialien im Straßenbau entwickeln.
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Veröffentlichungszeit: 13. März 2024