De invloed van glasvezel op de erosiebestendigheid van gerecycled beton (gemaakt van gerecyclede betongranulaten) is een onderwerp van aanzienlijke interesse in de materiaalkunde en civiele techniek. Hoewel gerecycled beton voordelen biedt op het gebied van milieu en recycling van grondstoffen, zijn de mechanische eigenschappen en duurzaamheid (bijv. erosiebestendigheid) vaak inferieur aan die van conventioneel beton. Glasvezel, alsversterkingsmateriaal, kan de prestaties van gerecycled beton verbeteren door middel van fysische en chemische mechanismen. Hier is een gedetailleerde analyse:
1. Eigenschappen en functies vanGlasvezel
Glasvezel, een anorganisch, niet-metalen materiaal, vertoont de volgende kenmerken:
Hoge treksterkte: Compenseert de lage treksterkte van beton.
Corrosiebestendigheid: Biedt weerstand tegen chemische aanvallen (bijv. chloride-ionen, sulfaten).
Versteviging en scheurbestendigheid**: Overbrugt microscheuren om scheurvoortplanting te vertragen en de permeabiliteit te verminderen.
2. Tekortkomingen in de duurzaamheid van gerecycled beton
Gerecycleerde toeslagmaterialen met poreuze restcementpasta op het oppervlak veroorzaken:
Zwakke grensvlakovergangszone (ITZ): Slechte binding tussen gerecyclede aggregaten en nieuwe cementpasta, waardoor permeabele paden ontstaan.
Lage waterdichtheid: Erosieve stoffen (bijv. Cl⁻, SO₄²⁻) dringen gemakkelijk door en veroorzaken corrosie of uitzettingsschade aan het staal.
Slechte vorst-dooibestendigheid: ijsuitzetting in poriën veroorzaakt scheuren en afbrokkeling.
3. Mechanismen van glasvezel bij het verbeteren van erosieweerstand
(1) Fysieke barrière-effecten
Scheurremming: Gelijkmatig verspreide vezels overbruggen microscheuren, blokkeren de groei ervan en beperken de doorgang voor erosieve stoffen.
Verbeterde compactheid: vezels vullen de poriën, waardoor de porositeit afneemt en de verspreiding van schadelijke stoffen wordt vertraagd.
(2) Chemische stabiliteit
Alkalibestendige glasvezel(bijv. AR-glas): Oppervlaktebehandelde vezels blijven stabiel in omgevingen met een hoge alkalische waarde, waardoor degradatie wordt voorkomen.
Versterking van de interface: sterke vezel-matrixbinding minimaliseert defecten in de ITZ en vermindert zo het risico op plaatselijke erosie.
(3) Weerstand tegen specifieke erosietypen
Weerstand tegen chloride-ionen: Minder scheurvorming vertraagt de Cl⁻-penetratie en daarmee de corrosie van staal.
Weerstand tegen sulfaataanvallen: onderdrukte scheurgroei beperkt de schade door sulfaatkristallisatie en -uitzetting.
Duurzaamheid bij vriezen en dooien: de flexibiliteit van de vezels absorbeert de spanning die ontstaat door ijsvorming, waardoor afbrokkeling van het oppervlak tot een minimum wordt beperkt.
4. Belangrijkste beïnvloedende factoren
Vezeldosering: Het optimale bereik is 0,5%–2% (op volumebasis); overtollige vezels veroorzaken klontering en verminderde compactheid.
Vezellengte en -spreiding: Langere vezels (12–24 mm) verbeteren de taaiheid, maar vereisen een gelijkmatige verdeling.
Kwaliteit van de gerecyclede toeslagmaterialen: Een hoge waterabsorptie of restmortelgehalte verzwakt de binding tussen vezel en matrix.
5. Onderzoeksresultaten en praktische conclusies
Positieve effecten: De meeste onderzoeken tonen aan dat geschikteglasvezelToevoeging verbetert de waterdichtheid, chloridebestendigheid en sulfaatbestendigheid aanzienlijk. Zo kan 1% glasvezel de chloridediffusiecoëfficiënt met 20% tot 30% verlagen.
Langetermijnprestaties: De duurzaamheid van vezels in alkalische omgevingen vereist aandacht. Alkalibestendige coatings of hybride vezels (bijv. met polypropyleen) verlengen de levensduur.
Beperkingen: Gerecyclede aggregaten van slechte kwaliteit (bijv. hoge porositeit, onzuiverheden) kunnen de voordelen van vezels verminderen.
6. Toepassingsaanbevelingen
Geschikte scenario's: maritieme omgevingen, zoute grond of constructies waarvoor zeer duurzaam gerecycled beton nodig is.
Optimalisatie van de mix: test de vezeldosering, de vervangingsverhouding van gerecycled aggregaat en synergieën met additieven (bijv. silica fume).
Kwaliteitscontrole: Zorg voor een gelijkmatige verdeling van de vezels om klontering tijdens het mengen te voorkomen.
Samenvatting
Glasvezel verbetert de erosiebestendigheid van gerecycled beton door middel van fysieke versteviging en chemische stabilisatie. De effectiviteit ervan hangt af van het type vezel, de dosering en de kwaliteit van het gerecyclede aggregaat. Toekomstig onderzoek zou zich moeten richten op duurzaamheid op lange termijn en kosteneffectieve productiemethoden om grootschalige technische toepassingen mogelijk te maken.
Plaatsingstijd: 28-02-2025
