Utjecaj fiberglasa na otpornost recikliranog betona na eroziju

Utjecaj fiberglasa na otpornost recikliranog betona (napravljenog od recikliranih betonskih agregata) na eroziju je tema od značajnog interesa u nauci o materijalima i građevinarstvu. Iako reciklirani beton nudi ekološke prednosti i prednosti recikliranja resursa, njegova mehanička svojstva i trajnost (npr. otpornost na eroziju) često su inferiorne u odnosu na konvencionalni beton. Fiberglas, kao...materijal za ojačanje, može poboljšati performanse recikliranog betona putem fizičkih i hemijskih mehanizama. Evo detaljne analize:

1. Svojstva i funkcijeFiberglas

Fiberglas, neorganski nemetalni materijal, pokazuje sljedeće karakteristike:
Visoka zatezna čvrstoća: Kompenzuje nisku zateznu čvrstoću betona.
Otpornost na koroziju: Otporan na hemijske napade (npr. hloridne ione, sulfate).
Ojačavanje i otpornost na pucanje**: Premošćuje mikropukotine kako bi usporio širenje pukotina i smanjio propusnost.

2. Nedostaci recikliranog betona u pogledu trajnosti

Reciklirani agregati s poroznim rezidualnim cementnim pastama na svojim površinama dovode do:
Slaba međufazna prelazna zona (ITZ): Slaba veza između recikliranih agregata i nove cementne paste, što stvara propusne puteve.
Niska nepropusnost: Erozivni agensi (npr. Cl⁻, SO₄²⁻) lako prodiru, uzrokujući koroziju čelika ili ekspanzivna oštećenja.
Slaba otpornost na smrzavanje i odmrzavanje: Širenje leda u porama uzrokuje pucanje i ljuštenje.

3. Mehanizmi djelovanja fiberglasa u poboljšanju otpornosti na eroziju

(1) Efekti fizičke barijere
Inhibicija pukotina: Ravnomjerno raspršena vlakna premošćuju mikropukotine, blokirajući njihov rast i smanjujući puteve za erozivne agense.
Povećana kompaktnost: Vlakna ispunjavaju pore, smanjujući poroznost i usporavajući difuziju štetnih supstanci.

(2) Hemijska stabilnost
Stakloplastika otporna na alkalije(npr. AR-staklo): Površinski tretirana vlakna ostaju stabilna u okruženjima s visokim udjelom alkalija, izbjegavajući degradaciju.
Ojačanje međupovršine: Snažno vezivanje vlakana i matrice minimizira defekte u ITZ-u, smanjujući lokalizirane rizike od erozije.

(3) Otpornost na specifične vrste erozije
Otpornost na hloridne ione: Smanjeno stvaranje pukotina usporava prodiranje Cl⁻, odlažući koroziju čelika.
Otpornost na napad sulfata: Potisnuti rast pukotina ublažava oštećenja od kristalizacije i širenja sulfata.
Otpornost na smrzavanje i odmrzavanje: Fleksibilnost vlakana apsorbira naprezanje od stvaranja leda, minimizirajući površinsko ljuštenje.

4. Ključni faktori uticaja

Doziranje vlakana: Optimalni raspon je 0,5%–2% (po volumenu); višak vlakana uzrokuje grupiranje i smanjenu kompaktnost.
Dužina i disperzija vlakana: Duža vlakna (12–24 mm) poboljšavaju ojačavanje, ali zahtijevaju ravnomjernu raspodjelu.
Kvalitet recikliranog agregata: Visoka apsorpcija vode ili zaostali sadržaj maltera slabi vezu vlakana i matrice.

5. Rezultati istraživanja i praktični zaključci

Pozitivni efekti: Većina studija pokazuje da odgovarajućefiberglasaDodatak značajno poboljšava nepropusnost, otpornost na hlorid i otpornost na sulfate. Na primjer, 1% fiberglasa može smanjiti koeficijente difuzije hlorida za 20%-30%.
Dugoročne performanse: Trajnost vlakana u alkalnim okruženjima zahtijeva pažnju. Premazi otporni na alkalije ili hibridna vlakna (npr. sa polipropilenom) produžavaju vijek trajanja.
Ograničenja: Reciklirani agregati lošeg kvaliteta (npr. visoka poroznost, nečistoće) mogu umanjiti koristi vlakana.

6. Preporuke za primjenu

Odgovarajući scenariji: Morska okruženja, slana tla ili konstrukcije koje zahtijevaju visoko izdržljiv reciklirani beton.
Optimizacija mješavine: Testiranje doze vlakana, omjera zamjene recikliranog agregata i sinergije s aditivima (npr. silikatna prašina).
Kontrola kvaliteta: Osigurati ravnomjernu disperziju vlakana kako bi se izbjeglo stvaranje grudvica tokom miješanja.

Sažetak

Staklena vlakna poboljšavaju otpornost recikliranog betona na eroziju putem fizičkog ojačavanja i hemijske stabilizacije. Njegova efikasnost zavisi od vrste vlakana, doziranja i kvaliteta recikliranog agregata. Buduća istraživanja trebaju se fokusirati na dugoročnu izdržljivost i isplative metode proizvodnje kako bi se olakšale inženjerske primjene velikih razmjera.