De invloed van glasvezel op de erosiebestendigheid van gerecycled beton.

De invloed van glasvezel op de erosiebestendigheid van gerecycled beton (gemaakt van gerecyclede betonaggregaten) is een onderwerp van grote belangstelling in de materiaalkunde en civiele techniek. Hoewel gerecycled beton voordelen biedt op het gebied van milieu en grondstoffenrecycling, zijn de mechanische eigenschappen en duurzaamheid (bijvoorbeeld erosiebestendigheid) vaak inferieur aan die van conventioneel beton. Glasvezel, als eenversterkingsmateriaal, kan de prestaties van gerecycled beton verbeteren door middel van fysische en chemische mechanismen. Hier volgt een gedetailleerde analyse:

1. Eigenschappen en functies vanGlasvezel

Glasvezel, een anorganisch, niet-metallisch materiaal, vertoont de volgende eigenschappen:
Hoge treksterkte: compenseert de lage treksterkte van beton.
Corrosiebestendigheid: Bestand tegen chemische aantasting (bijv. chloride-ionen, sulfaten).
Versteviging en scheurweerstand**: Overbrugt microscheurtjes om scheurvoortplanting te vertragen en de doorlaatbaarheid te verminderen.

2. Duurzaamheidsgebreken van gerecycled beton

Gerecyclede aggregaten met poreuze restcementpasta op hun oppervlak leiden tot:
Zwakke grensvlakovergangszone (ITZ): Slechte hechting tussen gerecyclede aggregaten en nieuwe cementpasta, waardoor doorlaatbare paden ontstaan.
Lage ondoordringbaarheid: Erosieve stoffen (bijv. Cl⁻, SO₄²⁻) dringen gemakkelijk door, waardoor staalcorrosie of uitzettingsschade ontstaat.
Slechte vorstbestendigheid: ijsuitzetting in poriën veroorzaakt scheuren en afbrokkeling.

3. Mechanismen van glasvezel bij het verbeteren van de erosiebestendigheid

(1) Fysieke barrière-effecten
Scheurremming: Gelijkmatig verdeelde vezels overbruggen microscheurtjes, blokkeren hun groei en verminderen de mogelijkheden voor erosieve stoffen.
Verbeterde compactheid: Vezels vullen poriën, waardoor de porositeit afneemt en de verspreiding van schadelijke stoffen wordt vertraagd.

(2) Chemische stabiliteit
Alkalibestendig glasvezel(bijv. AR-glas): Oppervlaktebehandelde vezels blijven stabiel in sterk alkalische omgevingen, waardoor degradatie wordt voorkomen.
Versterking van de interface: Sterke vezel-matrixbinding minimaliseert defecten in de ITZ, waardoor het risico op plaatselijke erosie wordt verminderd.

(3) Weerstand tegen specifieke erosietypen
Chloride-ionenbestendigheid: Verminderde scheurvorming vertraagt ​​de indringing van Cl⁻, waardoor staalcorrosie wordt uitgesteld.
Bestand tegen sulfaataantasting: Onderdrukking van scheurgroei beperkt schade door sulfaatkristallisatie en -uitzetting.
Vorst-dooibestendigheid: De flexibiliteit van de vezels absorbeert de spanning die ontstaat door ijsvorming, waardoor afbrokkeling van het oppervlak wordt geminimaliseerd.

4. Belangrijkste beïnvloedende factoren

Vezeldosering: Het optimale bereik ligt tussen 0,5% en 2% (op basis van volume); te veel vezels veroorzaken klontering en verminderen de compactheid.
Vezellengte en -spreiding: Langere vezels (12–24 mm) verbeteren de taaiheid, maar vereisen een uniforme verdeling.
Kwaliteit van gerecyclede aggregaten: Een hoge waterabsorptie of een hoog gehalte aan restmortel verzwakt de hechting tussen vezels en matrix.

5. Onderzoeksresultaten en praktische conclusies

Positieve effecten: De meeste onderzoeken tonen aan dat passendeglasvezelToevoeging verbetert de ondoordringbaarheid, chloridebestendigheid en sulfaatbestendigheid aanzienlijk. Zo kan 1% glasvezel de chloride-diffusiecoëfficiënt met 20%–30% verlagen.
Prestaties op lange termijn: De duurzaamheid van vezels in alkalische omgevingen vereist aandacht. Alkalibestendige coatings of hybride vezels (bijvoorbeeld met polypropyleen) verlengen de levensduur.
Beperkingen: Aggregaten van slechte kwaliteit (bijv. hoge porositeit, onzuiverheden) kunnen de voordelen van vezels verminderen.

6. Aanbevelingen voor de toepassing

Geschikte scenario's: Maritieme omgevingen, zoute bodems of constructies die zeer duurzaam gerecycled beton vereisen.
Mixoptimalisatie: Test de vezeldosering, de vervangingsverhouding van gerecycled aggregaat en de synergie met additieven (bijv. silicaroet).
Kwaliteitscontrole: Zorg voor een gelijkmatige vezelverdeling om klontering tijdens het mengen te voorkomen.

Samenvatting

Glasvezel verbetert de erosiebestendigheid van gerecycled beton door fysieke versteviging en chemische stabilisatie. De effectiviteit hangt af van het vezeltype, 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 toepassingen in de bouw te bevorderen.