ผลกระทบของไฟเบอร์กลาสต่อความต้านทานการกัดเซาะของคอนกรีตรีไซเคิล

อิทธิพลของไฟเบอร์กลาสต่อความต้านทานการกัดเซาะของคอนกรีตรีไซเคิล (ที่ผลิตจากมวลรวมคอนกรีตรีไซเคิล) เป็นหัวข้อที่น่าสนใจอย่างมากในสาขาวิทยาศาสตร์วัสดุและวิศวกรรมโยธา แม้ว่าคอนกรีตรีไซเคิลจะมีประโยชน์ต่อสิ่งแวดล้อมและการรีไซเคิลทรัพยากร แต่คุณสมบัติเชิงกลและความทนทาน (เช่น ความต้านทานการกัดเซาะ) ของคอนกรีตรีไซเคิลมักจะด้อยกว่าคอนกรีตทั่วไป ไฟเบอร์กลาสในฐานะวัสดุเสริมแรงสามารถเพิ่มประสิทธิภาพของคอนกรีตรีไซเคิลผ่านกลไกทางกายภาพและทางเคมี ต่อไปนี้คือการวิเคราะห์โดยละเอียด:

1. คุณสมบัติและหน้าที่ของไฟเบอร์กลาส

ไฟเบอร์กลาสซึ่งเป็นวัสดุอนินทรีย์ที่ไม่ใช่โลหะ มีลักษณะเฉพาะดังต่อไปนี้:
ความแข็งแรงแรงดึงสูง: ชดเชยความสามารถในการรับแรงดึงต่ำของคอนกรีต
ความทนทานต่อการกัดกร่อน: ทนทานต่อการกัดกร่อนทางเคมี (เช่น ไอออนคลอไรด์ ซัลเฟต)
เสริมความแข็งแกร่งและทนต่อการแตกร้าว**: เชื่อมรอยร้าวขนาดเล็กเพื่อชะลอการแพร่กระจายของรอยร้าวและลดการซึมผ่าน

2. ข้อบกพร่องด้านความทนทานของคอนกรีตรีไซเคิล

วัสดุรวมรีไซเคิลที่มีซีเมนต์ตกค้างที่มีรูพรุนบนพื้นผิวจะนำไปสู่:
โซนการเปลี่ยนผ่านระหว่างส่วนต่อประสานที่อ่อนแอ (ITZ): การยึดเกาะที่ไม่ดีระหว่างมวลรวมรีไซเคิลและซีเมนต์เพสต์ใหม่ ทำให้เกิดเส้นทางที่สามารถซึมผ่านได้
ความสามารถในการกันน้ำต่ำ: สารกัดกร่อน (เช่น Cl⁻, SO₄²⁻) แทรกซึมได้ง่าย ทำให้เกิดการกัดกร่อนของเหล็กหรือความเสียหายขยายตัว
ความต้านทานต่อการแข็งตัวและละลายต่ำ: การขยายตัวของน้ำแข็งในรูพรุนทำให้เกิดรอยแตกร้าวและหลุดลอก

3. กลไกของไฟเบอร์กลาสในการปรับปรุงความต้านทานการกัดเซาะ

(1) ผลกระทบจากอุปสรรคทางกายภาพ
การยับยั้งการแตกร้าว: เส้นใยที่กระจายตัวสม่ำเสมอจะเชื่อมรอยร้าวขนาดเล็ก ปิดกั้นการเจริญเติบโตและลดเส้นทางของสารกัดกร่อน
ความกระชับที่เพิ่มขึ้น: เส้นใยเติมเต็มรูพรุน ลดความพรุน และชะลอการแพร่กระจายของสารอันตราย

(2) ความเสถียรทางเคมี
ไฟเบอร์กลาสทนด่าง(เช่น กระจก AR): เส้นใยที่ผ่านการเคลือบพื้นผิวจะมีเสถียรภาพในสภาพแวดล้อมที่มีด่างสูง จึงหลีกเลี่ยงการเสื่อมสภาพ
การเสริมความแข็งแกร่งของอินเทอร์เฟซ: การเชื่อมต่อระหว่างไฟเบอร์และเมทริกซ์ที่แข็งแรงช่วยลดข้อบกพร่องใน ITZ และลดความเสี่ยงของการกัดเซาะในบริเวณนั้น

(3) ความต้านทานต่อการกัดเซาะประเภทเฉพาะ
ความต้านทานไอออนคลอไรด์: การเกิดรอยแตกร้าวที่ลดลงทำให้การแทรกซึมของคลอไรด์ช้าลง ส่งผลให้การกัดกร่อนเหล็กล่าช้า
ความต้านทานการโจมตีของซัลเฟต: การเจริญเติบโตของรอยแตกร้าวที่ถูกยับยั้งจะบรรเทาความเสียหายจากการตกผลึกและการขยายตัวของซัลเฟต
ความทนทานต่อการแข็งตัวและละลาย: ความยืดหยุ่นของเส้นใยช่วยดูดซับแรงที่เกิดจากการก่อตัวของน้ำแข็ง ช่วยลดการแตกของพื้นผิว

4. ปัจจัยที่มีอิทธิพลสำคัญ

ปริมาณเส้นใย: ช่วงที่เหมาะสมคือ 0.5%–2% (ตามปริมาตร) เส้นใยส่วนเกินจะทำให้จับตัวกันและมีความแน่นลดลง
ความยาวและการกระจายตัวของเส้นใย: เส้นใยที่ยาวกว่า (12–24 มม.) จะช่วยปรับปรุงความเหนียว แต่ต้องมีการกระจายตัวที่สม่ำเสมอ
คุณภาพของมวลรวมรีไซเคิล: การดูดซึมน้ำที่สูงหรือปริมาณปูนที่เหลือทำให้การยึดเกาะระหว่างไฟเบอร์กับเมทริกซ์อ่อนแอลง

5. ผลการวิจัยและข้อสรุปเชิงปฏิบัติ

ผลเชิงบวก: การศึกษาส่วนใหญ่แสดงให้เห็นว่าเหมาะสมไฟเบอร์กลาสการเติมสารเพิ่มปริมาณนี้ช่วยปรับปรุงคุณสมบัติการกันน้ำ ความต้านทานต่อคลอไรด์ และความต้านทานต่อซัลเฟตได้อย่างมีนัยสำคัญ ตัวอย่างเช่น ไฟเบอร์กลาส 1% สามารถลดค่าสัมประสิทธิ์การแพร่ของคลอไรด์ได้ 20%–30%
ประสิทธิภาพระยะยาว: ความทนทานของเส้นใยในสภาพแวดล้อมที่เป็นด่างต้องได้รับการดูแลเอาใจใส่ การเคลือบสารทนด่างหรือเส้นใยไฮบริด (เช่น โพลีโพรพิลีน) ช่วยเพิ่มอายุการใช้งาน
ข้อจำกัด: วัสดุรีไซเคิลคุณภาพต่ำ (เช่น มีรูพรุนสูง สิ่งเจือปน) อาจทำให้ประโยชน์ของเส้นใยลดลง

6. คำแนะนำการใช้งาน

สถานการณ์ที่เหมาะสม: สภาพแวดล้อมทางทะเล ดินเค็ม หรือโครงสร้างที่ต้องใช้คอนกรีตรีไซเคิลที่มีความทนทานสูง
การเพิ่มประสิทธิภาพของการผสม: ทดสอบปริมาณเส้นใย อัตราส่วนการทดแทนมวลรวมรีไซเคิล และการทำงานร่วมกันกับสารเติมแต่ง (เช่น ซิลิกาฟูม)
การควบคุมคุณภาพ: ให้แน่ใจว่าเส้นใยกระจายตัวสม่ำเสมอเพื่อหลีกเลี่ยงการจับตัวเป็นก้อนในระหว่างการผสม

สรุป

ไฟเบอร์กลาสช่วยเพิ่มความทนทานต่อการกัดเซาะของคอนกรีตรีไซเคิลผ่านกระบวนการเสริมความแข็งแรงทางกายภาพและการทำให้เสถียรทางเคมี ประสิทธิภาพของไฟเบอร์กลาสขึ้นอยู่กับชนิดของเส้นใย ปริมาณการใช้ และคุณภาพของมวลรวมรีไซเคิล การวิจัยในอนาคตควรมุ่งเน้นไปที่ความทนทานในระยะยาวและวิธีการผลิตที่คุ้มค่า เพื่อรองรับการใช้งานทางวิศวกรรมขนาดใหญ่