O impacto da fibra de vidro na resistencia á erosión do formigón reciclado

A influencia da fibra de vidro na resistencia á erosión do formigón reciclado (fabricado con áridos de formigón reciclado) é un tema de grande interese na ciencia dos materiais e na enxeñaría civil. Aínda que o formigón reciclado ofrece vantaxes ambientais e de reciclaxe de recursos, as súas propiedades mecánicas e durabilidade (por exemplo, a resistencia á erosión) adoitan ser inferiores ás do formigón convencional. A fibra de vidro, como...material de reforzo, pode mellorar o rendemento do formigón reciclado mediante mecanismos físicos e químicos. Aquí tes unha análise detallada:

1. Propiedades e funcións defibra de vidro

A fibra de vidro, un material inorgánico non metálico, presenta as seguintes características:
Alta resistencia á tracción: Compensa a baixa capacidade de tracción do formigón.
Resistencia á corrosión: Resiste ataques químicos (por exemplo, ións cloruro, sulfatos).
Endurecemento e resistencia ás fisuras**: serve de ponte para as microfisuras para atrasar a propagación das fisuras e reducir a permeabilidade.

2. Deficiencias de durabilidade do formigón reciclado

Os áridos reciclados con pasta de cemento residual porosa nas súas superficies provocan:
Zona de transición interfacial (ZIT) débil: mala adhesión entre os áridos reciclados e a nova pasta de cemento, o que crea vías permeables.
Baixa impermeabilidade: os axentes erosivos (por exemplo, Cl⁻, SO₄²⁻) penetran facilmente, causando corrosión do aceiro ou danos expansivos.
Mala resistencia á conxelación e ao desconxelación: a expansión do xeo nos poros induce gretas e desconchados.

3. Mecanismos da fibra de vidro para mellorar a resistencia á erosión

(1) Efectos de barreira física
Inhibición de gretas: as fibras uniformemente dispersas serven de ponte para as microgretas, bloqueando o seu crecemento e reducindo as vías para os axentes erosivos.
Compacidade mellorada: as fibras enchen os poros, reducindo a porosidade e freando a difusión de substancias nocivas.

(2) Estabilidade química
fibra de vidro resistente aos álcalis(por exemplo, vidro AR): as fibras tratadas superficialmente permanecen estables en ambientes con alto contido en álcalis, evitando a degradación.
Reforzo da interface: unha forte unión fibra-matriz minimiza os defectos na ITZ, o que reduce os riscos de erosión localizada.

(3) Resistencia a tipos específicos de erosión
Resistencia aos ións de cloruro: a redución da formación de gretas ralentiza a penetración de Cl⁻, o que atrasa a corrosión do aceiro.
Resistencia ao ataque dos sulfatos: a supresión do crecemento de gretas mitiga os danos causados pola cristalización e expansión dos sulfatos.
Durabilidade á conxelación e desconxelación: a flexibilidade da fibra absorbe a tensión da formación de xeo, minimizando o desconxelamento superficial.

4. Factores clave de influencia

Dosificación de fibra: o rango óptimo é de 0,5 % a 2 % (en volume); o exceso de fibras provoca aglomeracións e unha menor compacidade.
Lonxitude e dispersión da fibra: as fibras máis longas (12–24 mm) melloran a tenacidade pero requiren unha distribución uniforme.
Calidade dos áridos reciclados: unha alta absorción de auga ou un contido residual de morteiro debilita a unión fibra-matriz.

5. Resultados da investigación e conclusións prácticas

Efectos positivos: a maioría dos estudos amosan que é axeitadofibra de vidroA adición mellora significativamente a impermeabilidade, a resistencia aos cloruros e a resistencia aos sulfatos. Por exemplo, o 1 % de fibra de vidro pode reducir os coeficientes de difusión de cloruros entre un 20 % e un 30 %.
Rendemento a longo prazo: a durabilidade das fibras en ambientes alcalinos require atención. Os revestimentos resistentes aos álcalis ou as fibras híbridas (por exemplo, con polipropileno) melloran a lonxevidade.
Limitacións: Os agregados reciclados de mala calidade (por exemplo, alta porosidade, impurezas) poden diminuír os beneficios da fibra.

6. Recomendacións de aplicación

Escenarios axeitados: ambientes mariños, solos salinos ou estruturas que requiren formigón reciclado de alta durabilidade.
Optimización da mestura: proba a dosificación de fibra, a proporción de substitución de áridos reciclados e as sinerxías con aditivos (por exemplo, fume de sílice).
Control de calidade: Asegurar unha dispersión uniforme das fibras para evitar a formación de grumos durante a mestura.

Resumo

A fibra de vidro mellora a resistencia á erosión do formigón reciclado mediante o endurecemento físico e a estabilización química. A súa eficacia depende do tipo de fibra, a dosificación e a calidade dos agregados reciclados. A investigación futura debería centrarse na durabilidade a longo prazo e nos métodos de produción rendibles para facilitar aplicacións de enxeñaría a grande escala.