Di recente, con il rapido sviluppo dell'ingegneria autostradale, la tecnologia delle strutture in calcestruzzo asfaltico ha compiuto rapidi progressi e ha raggiunto un gran numero di risultati tecnici eccellenti e maturi.
Attualmente, il conglomerato bituminoso è ampiamente utilizzato nel settore delle costruzioni stradali, a dimostrazione del suo ruolo fondamentale nei progetti edilizi. Tuttavia, nonostante i risultati ottenuti, è importante sottolineare che i problemi di deformazione e danneggiamento delle pavimentazioni in conglomerato bituminoso stanno diventando sempre più gravi.
Buche profonde e deformazioni del manto stradale possono avere un impatto significativo sulla sicurezza di guida.Fibra di basalto a filamento tagliatoè un nuovo tipo di materiale in fibra, con proprietà meccaniche uniche, buona stabilità e un elevato rapporto qualità-prezzo, che lo rendono un eccellente materiale di rinforzo per il calcestruzzo.
Prestazioni difibra di basalto tritata
Il filamento tagliato di fibra di basalto è una fibra minerale inorganica con una lunghezza inferiore a 50 mm, che viene tagliata dal substrato di fibra di basalto corrispondente e può essere uniformemente dispersa nel calcestruzzo.
Fibra di basalto a filamento tagliatoPresenta eccellenti proprietà come elevata resistenza alla trazione assiale e alto modulo, con una resistenza alla trazione di 2250-2550 MPa e un modulo elastico superiore a 78 GPa; Il basalto a taglio corto ha un'eccezionale resistenza alle alte temperature, che gli consente di lavorare ininterrottamente nell'intervallo da -269 a 650 gradi Celsius; Presenta un'elevata resistenza alla corrosione e stabilità chimica in ambienti corrosivi (acidi, alcali, soluzioni saline) e può mantenere una maggiore resistenza alla corrosione alcalina in soluzioni alcaline sature, cemento e altri ambienti alcalini. Il tasso di ritenzione della resistenza alla frattura del singolo filo è superiore al 75%. Il filamento tritato di fibre di basalto può anche essere compatibile con adesivi inorganici, con un tasso di assorbimento di umidità inferiore all'1% e una capacità di assorbimento che non cambia nel tempo, il che dimostra la loro stabilità del materiale, lunga durata e compatibilità ambientale durante l'uso; Inoltre, il filamento tritato di fibre di basalto offre anche buone prestazioni di isolamento, filtrazione ad alta temperatura, resistenza alle radiazioni e buona permeabilità alle onde. La tabella 1 mostra gli indicatori di prestazione tecnica del filamento tritato di fibra di basalto.
Analisi applicativa del filamento tritato di fibra di basalto nella pavimentazione in calcestruzzo asfaltico
Fibra di basalto a filamento tagliatoIl calcestruzzo asfaltico viene prodotto principalmente aggiungendo fibre di basalto tritate in proporzioni appropriate ai materiali di calcestruzzo asfaltico per superfici stradali e mescolandoli rispettando rigorosamente rapporto di miscelazione, temperatura, umidità, tempo di miscelazione e altre condizioni.
Come è noto, oltre alle fibre di basalto, materiali fibrosi come fibre di poliestere, fibre di legno e fibre di lana minerale possono essere utilizzati come materiali di rinforzo nel calcestruzzo asfaltico. Tuttavia, l'utilizzo di queste fibre per molti anni ha evidenziato alcuni problemi, come scarse prestazioni anti-invecchiamento, scarso effetto rinforzante e danni alla salute umana.
L'avvento delle fibre di basalto a filamenti spezzati ha colmato una lacuna sia nei materiali che nei metodi, risolvendo efficacemente i problemi esistenti nelle pavimentazioni in conglomerato bituminoso esistenti e svolgendo un ruolo importante nel loro miglioramento. Il loro ruolo nelle pavimentazioni in conglomerato bituminoso si manifesta nei seguenti aspetti:
(1) Le fibre di basalto tritate, grazie al loro basso assorbimento d'acqua, possono essere aggiunte al calcestruzzo asfaltico per aumentare lo spessore della pavimentazione stradale, rendendola meno soggetta a crepe e instabilità del manto stradale a causa dell'assorbimento e dell'espansione dell'acqua.
(2) I fili tagliati in fibra di basalto possono non solo sfruttare il loro elevato modulo e la loro elevata resistenza alla trazione, proprio come le fibre di acciaio, per prevenire l'ulteriore espansione delle crepe dopo la loro comparsa, ma anche per evitare situazioni in cui le fibre di acciaio tendono ad aggregarsi durante la miscelazione, il che non favorisce il pompaggio e il processo di costruzione è complesso.
(3) La fibra di basalto tritata è una tipica fibra di acido nitrico, con una buona compatibilità. Grazie alla sua superficie soffice, può assorbire l'asfalto, distribuendosi uniformemente nel calcestruzzo e formando uno strato di interfaccia solido, migliorando così la resistenza all'invecchiamento e la durata della pavimentazione in asfalto.
(4) Le fibre di basalto a trefolo spezzato offrono un'eccellente resistenza alla temperatura e alla deformazione. Il loro intervallo di temperatura di esercizio è compreso tra -270 e 651 gradi Celsius e mantengono la stabilità in ambienti ad alta temperatura. Possono inoltre impedire lo scivolamento degli elementi minerali nel calcestruzzo, migliorandone la stabilità e migliorando efficacemente la resistenza alle alte temperature e alla deformazione da solco della pavimentazione in asfalto.
Inoltre, le fibre di basalto tagliate a filamento presentano anche un'eccellente resistenza alle basse temperature, in particolare per migliorare la resistenza alla fissione a bassa temperatura delle pavimentazioni in calcestruzzo asfaltico.
L'aggiunta di fibre di basalto triturate al calcestruzzo asfaltico può migliorare la resistenza agli urti, la resistenza alla formazione di solchi e le proprietà meccaniche della pavimentazione in calcestruzzo asfaltico. In particolare, le fibre di basalto triturate svolgono un ruolo cruciale nella pavimentazione in calcestruzzo asfaltico, in termini di resistenza alle crepe, resistenza alle infiltrazioni, durevolezza, resistenza agli urti, resistenza alla trazione ed estetica.
Metodi di costruzione e precauzioni perfibra di basalto tritataasfalto calcestruzzo
(1) Temperatura di costruzione
La temperatura di costruzione del calcestruzzo bituminoso a fibre di basalto non deve essere troppo bassa, poiché le fibre di basalto ne aumentano la viscosità. Pertanto, la temperatura di costruzione del calcestruzzo bituminoso a fibre di basalto corte deve essere superiore a quella del calcestruzzo bituminoso ordinario, altrimenti si rischia una miscelazione non uniforme.
(2) Controllo di qualità della costruzione
Il controllo di qualità della costruzione del calcestruzzo di asfalto con fibre di basalto triturate deve prestare attenzione al controllo di qualità del processo di ispezione, misurazione e miscelazione di ciascun materiale componente nel calcestruzzo di fibre di basalto triturate.
Nelle costruzioni reali, è necessario selezionare diverse quantità di basalto tagliato corto entro un intervallo ragionevole, in base ai requisiti ingegneristici. Poiché le fibre di basalto tagliate non reagiscono con altri componenti e additivi del calcestruzzo, il contenuto di fibre non modifica la proporzione di miscela del calcestruzzo originale.
Durante la fase di costruzione, la qualità dei vari materiali del calcestruzzo armato con fibre di basalto tagliate doveva essere calcolata e determinata in base alla proporzione della miscela di costruzione e alla quantità di miscelazione una tantum. He Junyong, Tian Chengyu e altri hanno studiato la proporzione ottimale della miscela di calcestruzzo armato con fibre di basalto attraverso metodi sperimentali di progettazione ortogonale. Cinque fattori, tra cui il contenuto di fibre, il rapporto acqua-cemento, il contenuto di ceneri volanti, il rapporto sabbia e il consumo unitario di acqua, sono stati selezionati come fattori principali nell'esperimento.
Nella tabella 2 sono riportate le proporzioni ottimali della miscela di calcestruzzo rinforzato con fibre di basalto, ottenute tramite esperimenti.
Gli esperimenti hanno dimostrato che maggiore è il contenuto di fibre di basalto tritate, migliore è l'effetto di resistenza alle crepe del calcestruzzo, pari a 1,2 kg/m³. Entro un certo intervallo, la resistenza alla compressione del calcestruzzo aumenta con l'aumento del contenuto di fibre di basalto tritate, per poi diminuire e aumentare in una forma curva.
(3) Sequenza e metodo di alimentazione
Nel processo di miscelazione difibra di basalto tritataPer il calcestruzzo d'asfalto, è necessario considerare la sequenza di alimentazione delle fibre di basalto triturate. Quando si utilizza, aggiungere le fibre di basalto triturate insieme ad aggregati come sabbia e pietra. È preferibile aggiungere sabbia e pietra contemporaneamente. Aggiungere le fibre di basalto triturate alla sabbia, quindi aggiungere asfalto e miscela umida e mescolare.
Il metodo di aggiunta delle fibre può essere suddiviso in aggiunta manuale e aggiunta automatica. L'aggiunta artificiale consiste nell'aggiunta manuale di fibre di basalto triturate, pesate dopo l'aggiunta di aggregati caldi nella vasca di miscelazione. Tuttavia, i suoi svantaggi sono l'elevata intensità di lavoro, la scarsa uniformità di miscelazione e la necessità di prolungare il tempo di miscelazione in base alla situazione reale per garantire una dispersione più uniforme delle fibre nel calcestruzzo asfaltico.
L'alimentazione automatica si riferisce all'utilizzo di un alimentatore di fibre di basalto per misurare automaticamente la quantità di materiale da aggiungere e inserirla nel contenitore di miscelazione insieme all'aggregato caldo del miscelatore. L'alimentatore di fibre presenta vantaggi quali il dosaggio automatico, la pre-frantumazione e il meccanismo di trasporto dell'aria, oltre a funzioni di aggiunta di fibre comode, rapide e precise. Nelle applicazioni pratiche, i metodi appropriati devono essere selezionati in base alla situazione di costruzione effettiva.
(4) Precauzioni per la pavimentazione
Innanzitutto, occorre prestare attenzione alla pulizia della superficie della pavimentazione; quindi preriscaldare la piastra stiratrice della finitrice a 120 gradi Celsius, prestando attenzione alla velocità di pavimentazione, controllandola a circa 3-4 metri al minuto; il coefficiente di allentamento deve essere determinato in base alla prova di posa effettiva del progetto; la temperatura della pavimentazione deve essere mantenuta a 160 gradi Celsius.
(5) Formatura e stagionatura
Calcestruzzo miscelato confibra di basalto tritataNon sono previsti requisiti particolari durante la formatura, se non quello di garantire la completa compattazione del calcestruzzo asfaltico. È necessario compattarlo il più possibile in condizioni di alta temperatura.
Esempi di applicazione difibra di basalto tritatain pavimentazione in asfalto e calcestruzzo
La linea di collegamento dello svincolo di Haining dell'autostrada Jiashao (con una struttura di pavimentazione composta da 20 cm di pietrisco stabilizzato con cemento e +6 cm di asfalto (AC-20C) e +4 cm di asfalto (AC-16C)) e la strada provinciale 08 sono state approvate dall'Ufficio Scientifico e Tecnologico Municipale di Haining. Al fine di esplorare metodi scientifici ed efficaci per migliorare la resistenza della strada alle ormaie, garantire la sicurezza e la scorrevolezza dell'autostrada e cercare di trattare le patologie causate dalle ormaie in modo semplice e pratico, con tempi di costruzione brevi e bassi costi di manutenzione, sono stati condotti test di stagionatura utilizzando asfalto modificato con fibre di basalto triturate.
Dal punto di vista dell'effetto del trattamento, l'aggiunta di fibre di basalto tritate migliora notevolmente la stabilità alle alte temperature della pavimentazione in calcestruzzo asfaltico, ne aumenta la durata, ne prolunga la durata utile e riduce la formazione di solchi secondari, offrendo una forte garanzia per la sicurezza di guida.
Conclusione
Fibra di basalto a filamento tagliatoGrazie alle loro proprietà meccaniche uniche, all'ottima stabilità e al basso costo, sono un eccellente materiale di rinforzo per calcestruzzo. Le prospettive applicative del calcestruzzo bituminoso rinforzato con fibre di basalto sono molto ampie. I vantaggi economici e sociali si tradurranno in una situazione vantaggiosa per tutti, e in futuro diventerà uno dei principali materiali da costruzione nel campo delle costruzioni stradali.
Shanghai Orisen New Material Technology Co., Ltd
M: +86 18683776368 (anche WhatsApp)
Tel:+86 08383990499
Email: grahamjin@jhcomposites.com
Indirizzo: NO.398 New Green Road Xinbang Town Songjiang District, Shanghai
Data di pubblicazione: 13-03-2024