Ảnh hưởng của sợi thủy tinh đến khả năng chống xói mòn của bê tông tái chế (làm từ cốt liệu bê tông tái chế) là một chủ đề được quan tâm đáng kể trong khoa học vật liệu và kỹ thuật dân dụng. Trong khi bê tông tái chế mang lại lợi ích về môi trường và tái chế tài nguyên, các đặc tính cơ học và độ bền của nó (ví dụ, khả năng chống xói mòn) thường kém hơn bê tông thông thường. Sợi thủy tinh, như mộtvật liệu gia cố, có thể nâng cao hiệu suất của bê tông tái chế thông qua các cơ chế vật lý và hóa học. Sau đây là phân tích chi tiết:
1. Tính chất và chức năng củaSợi thủy tinh
Sợi thủy tinh, một vật liệu vô cơ phi kim loại, có những đặc điểm sau:
Độ bền kéo cao: Bù đắp cho khả năng chịu kéo thấp của bê tông.
Khả năng chống ăn mòn: Chống lại sự tấn công của hóa chất (ví dụ như ion clorua, sunfat).
Tăng độ cứng và khả năng chống nứt**: Làm liền các vết nứt nhỏ để làm chậm quá trình lan truyền vết nứt và giảm độ thấm.
2. Nhược điểm về độ bền của bê tông tái chế
Các cốt liệu tái chế có chứa hỗn hợp xi măng còn sót lại xốp trên bề mặt sẽ dẫn đến:
Vùng chuyển tiếp giao diện yếu (ITZ): Liên kết kém giữa cốt liệu tái chế và hồ xi măng mới, tạo ra các đường dẫn thấm.
Độ thấm thấp: Các tác nhân gây xói mòn (ví dụ: Cl⁻, SO₄²⁻) dễ dàng xâm nhập, gây ra sự ăn mòn thép hoặc hư hỏng do giãn nở.
Khả năng chống đóng băng-tan băng kém: Sự giãn nở của băng trong các lỗ chân lông gây ra nứt và bong tróc.
3. Cơ chế của sợi thủy tinh trong việc cải thiện khả năng chống xói mòn
(1) Hiệu ứng rào cản vật lý
Ức chế vết nứt: Các sợi phân tán đồng đều lấp đầy các vết nứt nhỏ, ngăn chặn sự phát triển của chúng và giảm đường đi của tác nhân gây xói mòn.
Độ chặt được cải thiện: Sợi lấp đầy lỗ chân lông, giảm độ xốp và làm chậm quá trình khuếch tán các chất có hại.
(2) Độ ổn định hóa học
Sợi thủy tinh chống kiềm(ví dụ, kính AR): Sợi được xử lý bề mặt vẫn ổn định trong môi trường có độ kiềm cao, tránh bị phân hủy.
Gia cố giao diện: Liên kết sợi-ma trận chắc chắn giúp giảm thiểu các khuyết tật trong ITZ, giảm nguy cơ xói mòn cục bộ.
(3) Khả năng chống lại các loại xói mòn cụ thể
Khả năng chống ion clorua: Giảm hình thành vết nứt làm chậm quá trình thâm nhập của Cl⁻, làm chậm quá trình ăn mòn thép.
Khả năng chống lại sự tấn công của sunfat: Việc ngăn chặn sự phát triển của vết nứt sẽ làm giảm thiểu thiệt hại do quá trình kết tinh và giãn nở của sunfat.
Độ bền khi đóng băng-tan băng: Tính linh hoạt của sợi hấp thụ ứng suất từ quá trình hình thành băng, giảm thiểu hiện tượng bong tróc bề mặt.
4. Các yếu tố ảnh hưởng chính
Liều lượng chất xơ: Phạm vi tối ưu là 0,5%–2% (theo thể tích); chất xơ dư thừa sẽ gây ra tình trạng vón cục và giảm độ chặt.
Chiều dài và độ phân tán của sợi: Sợi dài hơn (12–24 mm) sẽ tăng độ dai nhưng cần phân bố đồng đều.
Chất lượng cốt liệu tái chế: Độ hấp thụ nước cao hoặc hàm lượng vữa còn sót lại làm yếu liên kết sợi-ma trận.
5. Kết quả nghiên cứu và kết luận thực tế
Tác dụng tích cực: Hầu hết các nghiên cứu cho thấy rằng thích hợpsợi thủy tinhbổ sung cải thiện đáng kể khả năng chống thấm, khả năng chống clorua và khả năng chống sunfat. Ví dụ, 1% sợi thủy tinh có thể giảm hệ số khuếch tán clorua xuống 20%–30%.
Hiệu suất dài hạn: Độ bền của sợi trong môi trường kiềm cần được chú ý. Lớp phủ chống kiềm hoặc sợi lai (ví dụ, với polypropylene) giúp tăng tuổi thọ.
Hạn chế: Vật liệu tái chế chất lượng kém (ví dụ: độ xốp cao, tạp chất) có thể làm giảm lợi ích của sợi.
6. Đề xuất ứng dụng
Các tình huống phù hợp: Môi trường biển, đất mặn hoặc các công trình đòi hỏi bê tông tái chế có độ bền cao.
Tối ưu hóa hỗn hợp: Kiểm tra liều lượng sợi, tỷ lệ thay thế cốt liệu tái chế và sự phối hợp với các chất phụ gia (ví dụ, khói silica).
Kiểm soát chất lượng: Đảm bảo sợi phân tán đồng đều để tránh vón cục trong quá trình trộn.
Bản tóm tắt
Sợi thủy tinh tăng cường khả năng chống xói mòn của bê tông tái chế thông qua quá trình gia cường vật lý và ổn định hóa học. Hiệu quả của nó phụ thuộc vào loại sợi, liều lượng và chất lượng cốt liệu tái chế. Nghiên cứu trong tương lai nên tập trung vào độ bền lâu dài và phương pháp sản xuất tiết kiệm chi phí để tạo điều kiện cho các ứng dụng kỹ thuật quy mô lớn.
Thời gian đăng: 28-02-2025
