Recentemente, com o rápido desenvolvimento da construção de rodovias, a tecnologia de estruturas de concreto asfáltico progrediu rapidamente e alcançou um grande número de conquistas técnicas excelentes e consolidadas.
Atualmente, o concreto asfáltico tem sido amplamente utilizado na construção de rodovias, o que demonstra sua importância em projetos de construção. No entanto, ao mesmo tempo em que observamos os avanços alcançados, devemos também estar cientes de que os problemas de deformação e danos no pavimento de concreto asfáltico estão se tornando cada vez mais graves.
Buracos profundos e deformações na superfície da estrada podem ter um impacto significativo na segurança ao dirigir.Fibra de basalto picadaÉ um novo tipo de material fibroso que, com suas propriedades mecânicas únicas, boa estabilidade e alta relação custo-benefício, o torna um excelente material para reforço de concreto.
Desempenho defibra de basalto picada
A fibra de basalto picada é uma fibra mineral inorgânica com comprimento inferior a 50 mm, cortada do substrato de fibra de basalto correspondente e que pode ser dispersa uniformemente no concreto.
Fibra de basalto picadaA fibra de basalto cortada apresenta excelentes propriedades, como alta resistência à tração axial e alto módulo de elasticidade, com resistência à tração de 2250-2550 MPa e módulo de elasticidade superior a 78 GPa. Possui excelente resistência a altas temperaturas, permitindo operação contínua na faixa de -269 a 650 graus Celsius. Apresenta alta resistência à corrosão e estabilidade química em meios corrosivos (ácidos, álcalis e soluções salinas), mantendo alta resistência à corrosão alcalina em soluções alcalinas saturadas, cimento e outros meios alcalinos. A taxa de retenção da resistência à fratura de um único fio é superior a 75%. A fibra de basalto cortada também é compatível com adesivos inorgânicos, com taxa de absorção de umidade inferior a 1% e capacidade de absorção constante ao longo do tempo, o que comprova sua estabilidade, longa vida útil e compatibilidade ambiental durante o uso. Além disso, a fibra de basalto cortada apresenta bom desempenho de isolamento, filtração em altas temperaturas, resistência à radiação e boa permeabilidade às ondas. A Tabela 1 apresenta os indicadores de desempenho técnico do filamento picado de fibra de basalto.
Análise da aplicação de fibras de basalto picadas em pavimentos de concreto asfáltico.
Fibra de basalto picadaO concreto asfáltico é produzido principalmente pela adição de fibra de basalto picada em proporção adequada aos materiais de concreto asfáltico para pavimentação, e pela mistura sob rigorosas condições de proporção, temperatura, umidade, tempo de mistura e outras.
Como é sabido, além das fibras de basalto, materiais fibrosos como fibras de poliéster, fibras de madeira e fibras de lã mineral podem ser utilizados como reforço em concreto asfáltico. No entanto, o uso dessas fibras ao longo de muitos anos demonstra alguns problemas em sua aplicação como reforço em concreto asfáltico, como baixa resistência ao envelhecimento, efeito de reforço insuficiente e riscos à saúde humana.
O surgimento da fibra de basalto picada preencheu uma lacuna tanto em materiais quanto em métodos, resolvendo eficazmente os problemas existentes no pavimento asfáltico convencional e desempenhando um papel importante em sua promoção. Seu papel no pavimento asfáltico se manifesta nos seguintes aspectos:
(1) A fibra de basalto picada, devido à sua baixa absorção de água, pode ser adicionada ao concreto asfáltico para aumentar a espessura do pavimento asfáltico, tornando-o menos propenso a rachaduras e instabilidade do leito da estrada devido à absorção de água e expansão.
(2) O filamento picado de fibra de basalto não só pode aproveitar seu alto módulo e resistência à tração, assim como as fibras de aço, para evitar maior propagação de rachaduras depois que elas aparecem, mas também para evitar situações em que as fibras de aço são propensas a se aglomerarem durante a mistura, o que não é propício ao bombeamento e o processo de construção é complexo.
(3) A fibra de basalto picada é uma fibra típica de ácido nítrico, que possui boa compatibilidade. Devido à sua superfície fofa, ela pode absorver o asfalto, de modo que a fibra de basalto seja distribuída uniformemente no concreto, formando uma camada de interface sólida, melhorando assim a resistência ao envelhecimento e a durabilidade do pavimento de concreto asfáltico.
(4) A fibra de basalto picada possui excelente resistência à temperatura e à deformação. Sua faixa de temperatura de trabalho está entre -270 e 651 graus Celsius, e ela pode manter a estabilidade em ambientes de alta temperatura. Ela também pode prevenir o deslizamento de elementos minerais no concreto, aumentar sua estabilidade e melhorar efetivamente a resistência à deformação por trilha de roda em pavimentos de concreto asfáltico.
Além disso, os filamentos picados de fibra de basalto também apresentam excelente resistência a baixas temperaturas, especialmente para melhorar a resistência à fissão em baixas temperaturas do pavimento de concreto asfáltico.
A adição de fibras de basalto picadas ao concreto asfáltico pode melhorar a resistência ao impacto, a resistência à deformação permanente e as propriedades mecânicas do pavimento asfáltico. Especificamente, as fibras de basalto picadas desempenham um papel crucial no pavimento asfáltico, conferindo-lhe propriedades como resistência a fissuras, impermeabilização, durabilidade, resistência ao impacto, resistência à tração e estética.
Métodos de construção e precauções parafibra de basalto picadaconcreto asfáltico
(1) Temperatura de construção
A temperatura de aplicação do concreto asfáltico com fibras de basalto picadas não deve ser muito baixa, pois as fibras de basalto picadas aumentam a viscosidade do asfalto. Portanto, a temperatura de aplicação do concreto asfáltico com fibras de basalto picadas deve ser superior à do concreto asfáltico comum, caso contrário, poderá ocorrer mistura irregular.
(2) Controle de qualidade da construção
O controle de qualidade na construção de concreto asfáltico com fibras de basalto deve atentar para o controle de qualidade da inspeção, medição e processo de mistura de cada componente do concreto.
Na construção real, diferentes quantidades de basalto picado devem ser selecionadas dentro de uma faixa razoável, de acordo com os requisitos de engenharia. Devido ao fato de as fibras de basalto picadas em si não reagirem com outros componentes e aditivos do concreto, o teor de fibras não alterará a proporção da mistura do concreto original.
Durante a fase de construção, a qualidade dos diversos materiais no concreto reforçado com fibra de basalto picada deve ser calculada e determinada com base na proporção da mistura e na quantidade de material utilizada em cada etapa. He Junyong, Tian Chengyu e outros pesquisadores estudaram a proporção ideal da mistura de concreto reforçado com fibra de basalto por meio de métodos experimentais de planejamento ortogonal. Cinco fatores foram selecionados como principais variáveis no experimento: teor de fibra, relação água/cimento, teor de cinzas volantes, proporção de areia e consumo de água por unidade de medida.
A Tabela 2 mostra as proporções ideais da mistura de concreto reforçado com fibra de basalto obtidas por meio de experimentos.
Experimentos demonstraram que quanto maior a proporção de fibra de basalto picada, melhor o efeito de resistência à fissuração do concreto. A 1,2 kg/m³, dentro de uma determinada faixa, a resistência à compressão do concreto aumenta com o aumento do teor de fibra de basalto picada, depois diminui e aumenta novamente de forma curva.
(3) Sequência e método de alimentação
No processo de mistura defibra de basalto picadaNo concreto asfáltico, a sequência de adição da fibra de basalto picada deve ser considerada. Ao utilizá-la, adicione a fibra de basalto picada juntamente com agregados como areia e pedra. O ideal é adicionar a areia e a pedra simultaneamente. Adicione a fibra de basalto picada à areia, depois adicione o asfalto e misture bem.
O método de adição de fibras pode ser dividido em adição manual e adição automática. A adição manual refere-se à adição manual de fibras de basalto picadas, previamente pesadas após a adição dos agregados quentes ao tanque de mistura. No entanto, suas desvantagens incluem alta intensidade de trabalho, baixa uniformidade da mistura e a necessidade de prolongar o tempo de mistura de acordo com a situação real, para garantir que as fibras sejam dispersas de maneira mais uniforme no concreto asfáltico.
A alimentação automática refere-se ao uso de um alimentador de fibra de basalto para medir automaticamente a quantidade de material a ser adicionada e inseri-lo no recipiente de mistura juntamente com o agregado quente da betoneira. O alimentador de fibra apresenta vantagens como dosagem automática, pré-britagem e mecanismo de transporte a ar, proporcionando uma adição de fibra prática, rápida e precisa. Na prática, os métodos mais adequados devem ser selecionados com base na situação real da obra.
(4) Precauções de pavimentação
Primeiramente, deve-se atentar para a limpeza da superfície de pavimentação; em seguida, pré-aqueça a placa de assentamento da pavimentadora a 120 graus Celsius, controlando a velocidade de pavimentação em torno de 3 a 4 metros por minuto; o coeficiente de desagregação deve ser determinado com base em um teste prático de assentamento no local; a temperatura de pavimentação deve ser mantida em 160 graus Celsius.
(5) Formação e cura
Concreto misturado comfibra de basalto picadaNão devem existir requisitos especiais durante a moldagem, exceto a garantia da completa compactação do concreto asfáltico. Este deve ser compactado o máximo possível em condições de alta temperatura.
Exemplos de aplicação defibra de basalto picadaem pavimento de concreto asfáltico
A Linha de Conexão do Intercâmbio de Haining da Rodovia Jiashao (com uma estrutura de pavimento de 20 cm de base de pedra britada estabilizada com cimento e +6 cm (AC-20C) e +4 cm (AC-16C) de concreto asfáltico) e a Rodovia Provincial 08 foram aprovadas pelo Departamento Municipal de Ciência e Tecnologia de Haining. Com o objetivo de explorar métodos científicos e eficazes para melhorar a resistência da estrada ao afundamento de trilhas de roda, garantir a segurança e a suavidade da rodovia e buscar soluções simples e práticas para o problema, com curto prazo de construção e baixos custos de manutenção, foram realizados testes de cura utilizando concreto asfáltico modificado com fibras de basalto picadas.
Do ponto de vista do efeito do tratamento, a adição de fibra de basalto picada melhora significativamente a estabilidade a altas temperaturas do pavimento de concreto asfáltico, aumenta a durabilidade do pavimento, prolonga sua vida útil e reduz a ocorrência de trilhas de roda secundárias, proporcionando uma forte garantia para a segurança na condução.
Conclusão
Fibra de basalto picadaCom suas propriedades mecânicas únicas, boa estabilidade e baixo custo, as fibras de basalto se tornam um excelente material de reforço para concreto. As perspectivas de aplicação do concreto asfáltico reforçado com fibras de basalto picadas são muito amplas. Os benefícios econômicos e sociais resultarão em uma situação vantajosa para todos, e esse material se tornará um dos principais materiais de construção na área de rodovias no futuro.
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Data da publicação: 13/03/2024