ผลกระทบของใยแก้วต่อความต้านทานการกัดกร่อนของคอนกรีตรีไซเคิล

อิทธิพลของใยแก้วต่อความต้านทานการกัดกร่อนของคอนกรีตรีไซเคิล (ที่ทำจากวัสดุผสมคอนกรีตรีไซเคิล) เป็นหัวข้อที่น่าสนใจอย่างมากในสาขาวิทยาศาสตร์วัสดุและวิศวกรรมโยธา แม้ว่าคอนกรีตรีไซเคิลจะมีประโยชน์ด้านสิ่งแวดล้อมและการรีไซเคิลทรัพยากร แต่คุณสมบัติทางกลและความทนทาน (เช่น ความต้านทานการกัดกร่อน) มักด้อยกว่าคอนกรีตทั่วไป ใยแก้วในฐานะที่เป็น...วัสดุเสริมแรงสามารถเพิ่มประสิทธิภาพของคอนกรีตรีไซเคิลได้ทั้งผ่านกลไกทางกายภาพและทางเคมี ต่อไปนี้คือการวิเคราะห์โดยละเอียด:

1. คุณสมบัติและหน้าที่ของไฟเบอร์กลาส

ไฟเบอร์กลาส ซึ่งเป็นวัสดุอนินทรีย์ที่ไม่ใช่โลหะ มีคุณสมบัติดังต่อไปนี้:
ความแข็งแรงดึงสูง: ช่วยชดเชยความสามารถในการรับแรงดึงต่ำของคอนกรีต
ความต้านทานการกัดกร่อน: ทนทานต่อการโจมตีจากสารเคมี (เช่น ไอออนคลอไรด์ ซัลเฟต)
**เสริมความแข็งแรงและต้านทานการแตกร้าว**: เชื่อมรอยแตกร้าวขนาดเล็กเพื่อชะลอการลุกลามของรอยแตกร้าวและลดการซึมผ่าน

2. ข้อเสียด้านความทนทานของคอนกรีตรีไซเคิล

หินกรวดรีไซเคิลที่มีคราบปูนซีเมนต์เหลืออยู่บนพื้นผิวทำให้เกิดปัญหาดังต่อไปนี้:
บริเวณรอยต่อระหว่างวัสดุที่อ่อนแอ (ITZ): การยึดเกาะที่ไม่ดีระหว่างวัสดุรีไซเคิลกับเนื้อปูนซีเมนต์ใหม่ ทำให้เกิดช่องทางที่ยอมให้น้ำซึมผ่านได้
ความซึมผ่านต่ำ: สารกัดกร่อน (เช่น Cl⁻, SO₄²⁻) สามารถซึมผ่านได้ง่าย ทำให้เหล็กเกิดการกัดกร่อนหรือเสียหายจากการขยายตัว
ความต้านทานต่อการแข็งตัวและการละลายต่ำ: การขยายตัวของน้ำแข็งในรูพรุนทำให้เกิดการแตกร้าวและการหลุดร่อน

3. กลไกของไฟเบอร์กลาสในการเพิ่มความต้านทานต่อการกัดเซาะ

(1) ผลกระทบของสิ่งกีดขวางทางกายภาพ
การยับยั้งการแตกร้าว: เส้นใยที่กระจายตัวอย่างสม่ำเสมอจะเชื่อมรอยแตกร้าวขนาดเล็ก ขัดขวางการขยายตัวของรอยแตกร้าว และลดช่องทางให้สารกัดกร่อนแทรกซึมเข้าไปได้
ความหนาแน่นที่เพิ่มขึ้น: เส้นใยจะเข้าไปเติมเต็มรูพรุน ลดความพรุน และชะลอการแพร่กระจายของสารอันตราย

(2) ความเสถียรทางเคมี
ไฟเบอร์กลาสทนด่าง(เช่น กระจก AR): เส้นใยที่ผ่านการปรับสภาพพื้นผิวจะคงความเสถียรในสภาพแวดล้อมที่มีความเป็นด่างสูง ป้องกันการเสื่อมสภาพ
การเสริมความแข็งแรงบริเวณรอยต่อ: การยึดเกาะที่แข็งแรงระหว่างเส้นใยและเมทริกซ์ช่วยลดข้อบกพร่องในบริเวณรอยต่อระหว่างวัสดุ (ITZ) ซึ่งช่วยลดความเสี่ยงของการสึกกร่อนเฉพาะจุด

(3) ความต้านทานต่อประเภทการกัดเซาะเฉพาะ
ความต้านทานต่อไอออนคลอไรด์: การลดการเกิดรอยแตกทำให้การแทรกซึมของ Cl⁻ ช้าลง ส่งผลให้การกัดกร่อนของเหล็กชะลอลง
ความต้านทานต่อการโจมตีของซัลเฟต: การยับยั้งการเติบโตของรอยแตกช่วยลดความเสียหายจากการตกผลึกและการขยายตัวของซัลเฟต
ความทนทานต่อการแข็งตัวและการละลาย: ความยืดหยุ่นของเส้นใยช่วยดูดซับแรงกดจากการก่อตัวของน้ำแข็ง ลดการแตกร้าวของพื้นผิวให้น้อยที่สุด

4. ปัจจัยสำคัญที่มีอิทธิพล

ปริมาณใยอาหารที่เหมาะสม: ช่วงที่เหมาะสมคือ 0.5%–2% (โดยปริมาตร) ใยอาหารที่มากเกินไปจะทำให้เกิดการจับตัวเป็นก้อนและลดความแน่นของเนื้อสัมผัส
ความยาวและการกระจายตัวของเส้นใย: เส้นใยที่ยาวกว่า (12–24 มม.) ช่วยเพิ่มความแข็งแรง แต่จำเป็นต้องมีการกระจายตัวอย่างสม่ำเสมอ
คุณภาพของวัสดุมวลรวมรีไซเคิล: การดูดซับน้ำสูงหรือปริมาณปูนที่ตกค้างจะทำให้การยึดเกาะระหว่างเส้นใยกับเมทริกซ์อ่อนแอลง

5. ผลการวิจัยและข้อสรุปเชิงปฏิบัติ

ผลดี: การศึกษาส่วนใหญ่แสดงให้เห็นว่าการใช้ปริมาณที่เหมาะสมนั้นเหมาะสมไฟเบอร์กลาสการเติมใยแก้วช่วยปรับปรุงคุณสมบัติการกันซึม ความต้านทานต่อคลอไรด์ และความต้านทานต่อซัลเฟตได้อย่างมีนัยสำคัญ ตัวอย่างเช่น ใยแก้ว 1% สามารถลดค่าสัมประสิทธิ์การแพร่ของคลอไรด์ได้ 20%–30%
ประสิทธิภาพในระยะยาว: ความทนทานของเส้นใยในสภาพแวดล้อมที่เป็นด่างต้องได้รับการพิจารณาเป็นพิเศษ การเคลือบสารกันด่างหรือเส้นใยผสม (เช่น เส้นใยที่ผสมกับโพลีโพรพีลีน) จะช่วยเพิ่มอายุการใช้งานให้ยาวนานขึ้น
ข้อจำกัด: วัสดุมวลรวมรีไซเคิลคุณภาพต่ำ (เช่น มีรูพรุนสูง มีสิ่งเจือปน) อาจลดประโยชน์ของเส้นใยลงได้

6. คำแนะนำในการใช้งาน

สถานการณ์ที่เหมาะสม: สภาพแวดล้อมทางทะเล ดินเค็ม หรือโครงสร้างที่ต้องการคอนกรีตรีไซเคิลที่มีความทนทานสูง
การปรับส่วนผสมให้เหมาะสม: ทดสอบปริมาณเส้นใย อัตราส่วนการทดแทนมวลรวมรีไซเคิล และการทำงานร่วมกันกับสารเติมแต่ง (เช่น ซิลิกาฟูม)
การควบคุมคุณภาพ: ตรวจสอบให้แน่ใจว่าเส้นใยกระจายตัวอย่างสม่ำเสมอเพื่อป้องกันการจับตัวเป็นก้อนระหว่างการผสม

สรุป

ใยแก้วช่วยเพิ่มความต้านทานการกัดกร่อนของคอนกรีตรีไซเคิลด้วยการเสริมความแข็งแรงทางกายภาพและการทำให้เสถียรทางเคมี ประสิทธิภาพขึ้นอยู่กับชนิดของเส้นใย ปริมาณ และคุณภาพของวัสดุมวลรวมรีไซเคิล การวิจัยในอนาคตควรเน้นที่ความทนทานในระยะยาวและวิธีการผลิตที่คุ้มค่าเพื่ออำนวยความสะดวกในการใช้งานทางวิศวกรรมขนาดใหญ่