کاربرد اخیر رشته خرد شده الیاف بازالت در روسازی آسفالت

اخیراً با توسعه سریع ساخت و ساز مهندسی بزرگراه، فناوری سازه های بتنی آسفالتی پیشرفت سریعی داشته و به تعداد زیادی دستاوردهای فنی بالغ و عالی رسیده است.

در حال حاضر بتن آسفالت به طور گسترده ای در زمینه بزرگراه سازی مورد استفاده قرار گرفته است و جایگاه مهم آن را در پروژه های عمرانی برجسته می کند.با این حال، ضمن دیدن دستاوردهای به دست آمده، باید به این نکته نیز توجه داشت که مشکلات تغییر شکل و آسیب روسازی آسفالتی به طور فزاینده ای جدی می شود.

چاله ها و تغییر شکل های شدید در سطح جاده می تواند تأثیر قابل توجهی بر ایمنی رانندگی داشته باشد.رشته خرد شده فیبر بازالتیک نوع جدید از مواد الیافی است که با خواص مکانیکی منحصر به فرد، پایداری خوب و نسبت عملکرد بالا، آن را به یک ماده تقویت کننده بتن عالی تبدیل کرده است.

کاراییرشته خرد شده فیبر بازالت
رشته خرد شده الیاف بازالت یک الیاف معدنی معدنی با طول کمتر از 50 میلی متر است که از بستر الیاف بازالت مربوطه بریده شده و می تواند به طور یکنواخت در بتن پراکنده شود.

رشته خرد شده فیبر بازالتدارای خواص عالی مانند استحکام کششی محوری بالا و مدول بالا، با استحکام کششی 2250-2550MPa و مدول الاستیک بیشتر از 78 GPa.بازالت برش کوتاه دارای مقاومت فوق العاده در دمای بالا است و به آن اجازه می دهد به طور مداوم در محدوده -269 تا 650 درجه سانتیگراد کار کند.مقاومت در برابر خوردگی و پایداری شیمیایی بالا در محیط های خورنده (محلول های اسیدی، قلیایی، نمکی) دارد و می تواند مقاومت بالاتری در برابر خوردگی قلیایی در محلول های قلیایی اشباع و سیمان و سایر محیط های قلیایی حفظ کند.میزان ماندگاری استحکام شکست تک سیم بیشتر از 75 درصد است.رشته خرد شده فیبر بازالت همچنین می تواند با چسب های معدنی سازگار باشد، با نرخ جذب رطوبت کمتر از 1٪ و ظرفیت جذبی که در طول زمان تغییر نمی کند، که ثابت می کند پایداری مواد، طول عمر طولانی و سازگاری با محیط زیست در طول استفاده.علاوه بر این، رشته خرد شده فیبر بازالت نیز عملکرد عایق خوبی، فیلتراسیون در دمای بالا، مقاومت در برابر تشعشع و نفوذپذیری موج خوب دارد.جدول 1 شاخص های عملکرد فنی رشته خرد شده الیاف بازالت را نشان می دهد.

تحلیل کاربرد رشته خرد شده الیاف بازالت در روسازی بتنی آسفالتی
رشته خرد شده فیبر بازالتبتن آسفالتی عمدتاً با افزودن رشته خرد شده الیاف بازالت به نسبت مناسب به مصالح بتن آسفالتی سطوح جاده و اختلاط آنها تحت نسبت اختلاط دقیق، دما، رطوبت، زمان اختلاط و سایر شرایط ساخته می شود.
همانطور که مشخص است، علاوه بر الیاف بازالت، مواد الیافی مانند الیاف پلی استر، الیاف چوب و الیاف پشم معدنی همگی می توانند به عنوان مواد تقویت کننده در تقویت بتن آسفالتی استفاده شوند.با این حال، استفاده از این الیاف در طول سالیان متمادی نشان می دهد که هنگام استفاده از آنها به عنوان مواد تقویت کننده در بتن آسفالتی مشکلاتی مانند عملکرد ضعیف ضد پیری، اثر استحکام ضعیف و مضر برای سلامت انسان وجود دارد.
ظهور رشته خرد شده با الیاف بازالت، شکافی را در مواد و روش ها پر کرده است و به طور موثر مشکلات موجود در روسازی بتن آسفالتی موجود را حل کرده و نقش بسزایی در ارتقای آن ایفا می کند.نقش آن در روسازی بتنی آسفالتی در جنبه های زیر آشکار می شود:
(1) رشته خرد شده الیاف بازالت، به دلیل جذب آب کم، می تواند به بتن آسفالتی اضافه شود تا ضخامت روسازی آسفالت افزایش یابد و کمتر در معرض ترک خوردگی و ناپایداری بستر به دلیل جذب و انبساط آب باشد.
(2) رشته خرد شده الیاف بازالت نه تنها می تواند از مدول بالا و استحکام کششی آنها، درست مانند الیاف فولادی، برای جلوگیری از گسترش بیشتر ترک ها پس از ظاهر شدن آنها استفاده کند، بلکه از موقعیت هایی که الیاف فولادی در حین اختلاط مستعد جمع شدن هستند نیز جلوگیری می کند. که برای پمپاژ مساعد نیست و فرآیند ساخت پیچیده است.
(3) فیبر بازالت خرد شده یک فیبر اسید نیتریک معمولی است که سازگاری خوبی دارد.از آنجایی که سطح آن کرکی است، می تواند آسفالت را جذب کند، به طوری که الیاف بازالت به طور مساوی در بتن توزیع می شود و یک لایه رابط جامد تشکیل می دهد تا مقاومت در برابر پیری و دوام روسازی بتن آسفالتی را بهبود بخشد.
(4) رشته خرد شده فیبر بازالت دارای مقاومت در برابر فشار و دما عالی است.محدوده دمای کاری آن بین منفی 270 تا 651 درجه سانتیگراد است و می تواند در محیط های با دمای بالا پایداری خود را حفظ کند.همچنین می تواند از لغزش عناصر معدنی در بتن جلوگیری کند، پایداری آن را افزایش داده و به طور موثر مقاومت در برابر فشارهای شیاردار روسازی بتن آسفالتی را بهبود بخشد.
علاوه بر این، رشته های خرد شده با الیاف بازالت نیز مقاومت بسیار خوبی در دمای پایین دارند، به ویژه برای بهبود مقاومت شکافت در دمای پایین روسازی بتن آسفالتی.
افزودن رشته خرد شده الیاف بازالت به بتن آسفالتی می تواند مقاومت در برابر ضربه، مقاومت شیاردار و خواص مکانیکی روسازی بتن آسفالتی را بهبود بخشد.به طور خاص، رشته های خرد شده با الیاف بازالت نقش مهمی در روسازی بتن آسفالتی مانند مقاومت در برابر ترک، ضد نشت، دوام، مقاومت در برابر ضربه، استحکام کششی و زیبایی دارد.

روش های ساخت و ساز و اقدامات احتیاطی برایرشته خرد شده فیبر بازالتبتن آسفالت
(1) دمای ساخت و ساز
دمای ساخت بتن آسفالت رشته خرد شده با الیاف بازالت نباید خیلی کم باشد، زیرا رشته خرد شده الیاف بازالت باعث افزایش ویسکوزیته آسفالت می شود.بنابراین دمای ساخت بتن آسفالتی کوتاه برش بازالتی باید بیشتر از بتن آسفالتی معمولی باشد در غیر این صورت ایجاد اختلاط ناهموار آسان خواهد بود.

(2) کنترل کیفیت ساخت و ساز
کنترل کیفیت ساخت بتن آسفالتی رشته ای خرد شده با الیاف بازالت باید به کنترل کیفیت بازرسی، اندازه گیری و فرآیند اختلاط هر یک از مواد در بتن رشته ای خرد شده با الیاف بازالت توجه کند.
در ساخت و ساز واقعی، مقادیر مختلف بازالت برش کوتاه باید در محدوده معقولی با توجه به الزامات مهندسی انتخاب شود.با توجه به اینکه خود رشته های خرد شده الیاف بازالت با سایر اجزا و مواد افزودنی بتن واکنش نمی دهند، محتوای الیاف باعث تغییر نسبت مخلوط بتن اصلی نمی شود.
در طول دوره ساخت، کیفیت مواد مختلف در بتن آرمه رشته خرد شده با الیاف بازالت باید بر اساس نسبت مخلوط ساختمانی و مقدار اختلاط یکباره محاسبه و تعیین شود.He Junyong، Tian Chengyu و دیگران نسبت اختلاط بهینه بتن مسلح با الیاف بازالت را از طریق روش‌های آزمایشی طراحی متعامد مطالعه کردند.پنج عامل شامل محتوای فیبر، نسبت سیمان آب، محتوای خاکستر بادی، نسبت ماسه و مصرف آب واحد به عنوان عوامل اصلی در آزمایش انتخاب شدند.
جدول 2 نسبت اختلاط بهینه بتن مسلح با الیاف بازالت را نشان می دهد که از طریق آزمایش ها به دست آمده است.

آزمایش‌ها نشان داده‌اند که هر چه نسبت محتوای رشته خرد شده الیاف بازالت بیشتر باشد، اثر مقاومت در برابر ترک بتن بهتر است، به میزان 1.2 کیلوگرم بر متر مکعب در محدوده معین، مقاومت فشاری بتن با افزایش محتوای الیاف بازالت افزایش می‌یابد. رشته خرد شده، سپس کاهش می یابد و به شکل منحنی افزایش می یابد.

(3) ترتیب و روش تغذیه
در فرآیند اختلاط ازرشته خرد شده فیبر بازالتبتن آسفالت، توالی تغذیه رشته خرد شده الیاف بازالت باید در نظر گرفته شود.هنگام استفاده، رشته خرد شده الیاف بازالت را همراه با مصالحی مانند ماسه و سنگ اضافه کنید.بهتر است ماسه و سنگ را همزمان اضافه کنید.رشته خرد شده الیاف بازالت را به ماسه اضافه کنید، سپس آسفالت را اضافه کرده و مخلوط مرطوب کنید و هم بزنید.

روش افزودن فیبر را می توان به افزودن دستی و افزودن خودکار تقسیم کرد.افزودن مصنوعی به اضافه کردن دستی رشته های خرد شده الیاف بازالت که پس از افزودن سنگدانه های داغ به مخزن اختلاط وزن شده اند، اشاره دارد.با این حال، معایب آن، شدت کار بالا، یکنواختی اختلاط کم، و نیاز به افزایش زمان اختلاط با توجه به وضعیت واقعی برای اطمینان از پراکندگی یکنواخت الیاف در بتن آسفالتی است.

تغذیه خودکار به استفاده از فیدر بازالت برای اندازه گیری خودکار مقدار مواد اضافه شده و قرار دادن آن در دیگ مخلوط کن به همراه سنگدانه داغ میکسر اشاره دارد.فیدر فیدر دارای مزایایی مانند اندازه گیری خودکار، پیش خرد کردن و مکانیسم انتقال هوا است و دارای عملکردهای افزودن فیبر راحت، سریع و دقیق است.در کاربردهای عملی، روش های مناسب باید بر اساس وضعیت ساخت و ساز واقعی انتخاب شوند.

(4) اقدامات احتیاطی سنگفرش
اولاً باید به تمیزی سطح سنگفرش توجه شود.سپس صفحه اتو سنگفرش را تا 120 درجه سانتیگراد گرم کنید، در حالی که به سرعت سنگفرش توجه کنید، آن را در حدود 3 تا 4 متر در دقیقه کنترل کنید.ضریب شل شدن باید بر اساس تخمگذار آزمایشی واقعی پروژه تعیین شود.دمای سنگفرش باید در 160 درجه سانتیگراد حفظ شود.

(5) تشکیل و درمان
بتن مخلوط شده بارشته خرد شده فیبر بازالتدر حین قالب گیری، به جز برای اطمینان از تراکم کامل بتن آسفالت، هیچ الزامات خاصی نباید داشته باشد.باید تا حد امکان تحت شرایط دمای بالا فشرده شود.

نمونه های کاربردی ازرشته خرد شده فیبر بازالتدر روسازی بتنی آسفالت
خط اتصال تبادل Haining از بزرگراه Jiashao (با ساختار روسازی از پایه سنگ خرد شده با سیمان تثبیت شده 20 سانتی متر و بتن آسفالت + 6 سانتی متر (AC-20C) و بتن آسفالت + 4 سانتی متر (AC-16C)) و جاده استانی 08 توسط دفتر علم و فناوری شهرداری هاینینگبه منظور بررسی روش های علمی و موثر برای بهبود مقاومت جاده در برابر شیارها، اطمینان از ایمنی و روان بودن بزرگراه و تلاش برای درمان بیماری های شیاردار به روشی ساده و راحت، با مدت زمان ساخت و ساز کوتاه و هزینه های نگهداری کم، تست های درمان با استفاده از بتن آسفالت اصلاح شده با رشته خرد شده الیاف بازالت انجام شد.
از منظر اثر درمان، افزودن رشته خرد شده الیاف بازالت تا حد زیادی پایداری روسازی بتنی آسفالتی را در دمای بالا بهبود می بخشد، دوام روسازی را افزایش می دهد، عمر مفید آن را افزایش می دهد و از وقوع شیارهای ثانویه می کاهد و تضمینی قوی ارائه می دهد. برای ایمنی رانندگی

نتیجه
رشته خرد شده فیبر بازالتبا خواص مکانیکی منحصر به فرد، پایداری خوب و هزینه کم، آنها را به یک ماده تقویت کننده بتن عالی تبدیل کرده است.چشم انداز کاربرد بتن آسفالتی تقویت شده رشته ای خرد شده با الیاف بازالت بسیار گسترده است.منافع اقتصادی و اجتماعی هر دو به یک وضعیت برد-برد دست خواهد یافت و به یکی از مصالح ساختمانی اصلی در زمینه بزرگراه سازی در آینده تبدیل خواهد شد.