በሲቪል ምህንድስና አፕሊኬሽኖች ውስጥ ስለ ባሳልት ፋይበር ጥናት
1. ዋና የአጠቃቀም መመሪያዎች
- የኮንክሪት ማጠናከሪያ ቁሳቁሶች
የፋይበር ኮንክሪት (BFRC): አጭር ቁርጥራጭ ባሳልት ፋይበርዎች (6-24ሚሜ) ወደ ኮንክሪት (የድብልቅ መጠኑ 0.1%-0.5%) ይቀላቀላሉ፣ ይህም የስንጥቅ መቋቋምን በእጅጉ ሊያሻሽል ይችላል (የስንጥቅ ስፋትን በ30%-50%)፣ የግጭት መቋቋምን (በ2-3 እጥፍ ይጨምራል) እና ዘላቂነት (የማቀዝቀዣ-የማቅለጥ ብስክሌት መቋቋምን በ40% ጨምሯል)።
የብረት ማጠናከሪያ መተካት፡- በቆርቆሮ አካባቢዎች (ለምሳሌ የባህር ምህንድስና)፣ የባሳልት ፋይበር ማጠናከሪያ አሞሌዎች (የቢኤፍአርፒ አሞሌዎች) የዝገት ችግሮችን ለማስወገድ የብረት ማጠናከሪያን መተካት ይችላል። ለምሳሌ፣ የ ቢኤፍአርፒ በኪንግዳኦ በሚገኝ የባህር ላይ ድልድይ ምሰሶዎች ላይ የሚገነባው ማጠናከሪያ የአገልግሎት ዘመኑን ከ100 ዓመታት በላይ እንደሚያራዝም ይጠበቃል።
- የመዋቅር ማጠናከሪያ እና ጥገና
የፋይበር ጨርቅ/ሜሽ ማጠናከሪያ፡- የባሳልት ፋይበር ጨርቅ (የመሸከም ጥንካሬ ≥2000MPa) በጨረሮች እና በአምዶች ወለል ላይ ይለጠፋል፣ ይህም የጭነት የመሸከም አቅምን በ20%-30% ሊጨምር ይችላል። ለምሳሌ፣ በሲቹዋን ውስጥ አንድ አሮጌ ድልድይ በቢኤፍኤፍ ጨርቅ ከተጠናከረ በኋላ የጭነት ደረጃው ከሀይዌይ-II ወደ ክፍል I ተሻሽሏል።
የሴይስሚክ ማጠናከሪያ፡ በፋይበር የተጠናከሩ ውህዶች (ቢኤፍፒፒ) የተጠቀለሉ የኮንክሪት አምዶች፣ ይህም የመወዛወዝ አቅምን እና የኃይል ፍጆታን የሚጨምር እና በመሬት መንቀጥቀጥ ተጋላጭ በሆኑ አካባቢዎች ላሉ ሕንፃዎች ተስማሚ ነው።
- አዳዲስ የተዋሃዱ መዋቅሮች
የባሳልት ፋይበር-ፖሊመር ሳንድዊች ፓነሎች፡- ቀላል ክብደት ላላቸው ጣሪያዎች እና ለክፍል ግድግዳዎች ጥቅም ላይ የሚውል፣ ከፍተኛ ጥንካሬ እና የሙቀት መከላከያ (የሙቀት ማስተላለፊያ ≤ 0.05 W/mK)።
የ3-ልኬት ህትመት የግንባታ ቁሳቁሶች; የባሳልት ፋይበር- የተጠናከረ የሲሚንቶ ቁሳቁሶች ውስብስብ የሆነ የህንፃ ህትመትን ተግባራዊ ማድረግ እና የግንባታ ቆሻሻን መቀነስ ይችላሉ።
2. ቴክኒካዊ ጥቅሞች እና ዋና መረጃ
| የአፈጻጸም አመልካቾች | የባሳልት ፋይበር | የንፅፅር ቁሳቁስ (የመስታወት ፋይበር) |
| የመሸከም ጥንካሬ | 3000-4800 MPa | 2000-3500 MPa |
| የአልካላይን መቋቋም (pH=13) | የጥንካሬ ማቆየት ≥90% | የመስታወት ፋይበር፡ የጥንካሬ ማቆየት ≤ 50% |
| የአካባቢ ጥቅሞች፡- የምርት የኃይል ፍጆታ 30% የመስታወት ፋይበር ብቻ ሲሆን 100% እንደገና ጥቅም ላይ ሊውል ይችላል። | ||
3. የምርምር እድገት እና የተለመዱ ጉዳዮች
- የሀገር ውስጥ ጥናት
የቺንግዋ ዩኒቨርሲቲ፡- 25% የመጭመቂያ ጥንካሬ እና 60% የክሎራይድ አዮን የመተላለፍ አቅምን የሚቀንስ የባሳሌት ፋይበር-ናኖ-ሲሊካ ኮምፖዚት የተሻሻለ ኮንክሪት አዘጋጅቷል።
የደቡብ ምስራቅ ዩኒቨርሲቲ፡- የቢኤፍ/ኤፖክሲ ሬዚን ላሜኔት የተጠናከረ የኮንክሪት ጨረር ቴክኖሎጂ፣ የድካም ዕድሜ ከ3 እጥፍ በላይ ተዘርግቷል።
- ዓለም አቀፍ ማመልከቻ
ጃፓን፡- ከሃንሺን የመሬት መንቀጥቀጥ በኋላ፣ በኦሳካ የሚገኝ አንድ ከፍተኛ ፎቅ ያለው ሕንፃ የቢኤፍ ሜሽ የተጠናከረ የመሸርሸር ግድግዳን ተግባራዊ አድርጓል፣ እናም የመሬት መንቀጥቀጥ አፈፃፀሙ በ40% ተሻሽሏል።
አውሮፓ፡- በቬኒስ፣ ጣሊያን የጎርፍ መቆጣጠሪያ በሮች ላይ ቢኤፍ የተጠናከረ ኮንክሪት ጥቅም ላይ ውሏል፣ ይህም የባህር ውሃ መሸርሸርን ለመከላከል 50 ዓመታት ዕድሜ አለው።
- የምህንድስና ጉዳዮች
ቻይና - ሆንግ ኮንግ-ዙሃይ-ማካው ድልድይ፡ የባሳልት ፋይበር የተዋሃደ ቁሳቁስ በአንዳንድ ምሰሶዎች ላይ ባለው ፀረ-ዝገት ንብርብር ውስጥ ጥቅም ላይ ይውላል፣ ይህም የጥገና ወጪን በ30% ይቀንሳል።
ዩኤስኤ - የሳን ፍራንሲስኮ የባህር ወሽመጥ አካባቢ ፈጣን ትራንዚት (ባርት)፡ የቢኤፍ ጨርቅ በዋሻ ሽፋን ማጠናከሪያ ውስጥ ጥቅም ላይ ይውላል፣ እና የመበስበስ መቋቋም በ25% ጨምሯል።
4. ተግዳሮቶች እና የወደፊት አቅጣጫዎች
- አሁን ያሉ ችግሮች
በቂ ያልሆነ የፊት ትስስር አፈፃፀም፡ በፋይበር እና በኮንክሪት/ሙጫ መካከል ያለው ግንኙነት ለመላቀቅ የተጋለጠ ነው፣ አዳዲስ የማጣመጃ ወኪሎች (ለምሳሌ፣ የሲላን ማሻሻያዎች) መዘጋጀት አለባቸው።
የረጅም ጊዜ የአፈጻጸም መረጃ እጥረት፡- በከፍተኛ ሙቀት እና ከፍተኛ እርጥበት አካባቢ የቢኤፍ ማጠናከሪያ የመንሸራተቻ ባህሪያት (ከ10 ዓመታት በላይ የሚቆይ መረጃ አሁንም ፍፁም አይደለም)።
የመደበኛ ስርዓት ወጥነት፡- በተለያዩ አገሮች ውስጥ ለቢኤፍ ቁሳቁሶች የምህንድስና ዲዛይን ዝርዝሮች ገና ሙሉ በሙሉ አልተረጋገጡም (ቻይና GB/T 38143-2019 አውጥታለች፣ ነገር ግን የአተገባበሩ ዝርዝሮች ሊሻሻሉ ይገባል)።
- የወደፊት የምርምር አቅጣጫ
ብልህ የፋይበር ውህዶች፡- መዋቅራዊ የጤና ክትትልን ለማሳካት የተካተቱ ዳሳሾች (ለምሳሌ፣ ውጥረት፣ ስንጥቅ ራስን ማወቅ)።
የአረንጓዴ ዝግጅት ቴክኖሎጂ፡- የመቅለጥ እና የመሳል ሙቀትን ይቀንሱ (በአሁኑ ጊዜ ከ1400-1500℃ ያስፈልጋል)፣ እና ዝቅተኛ የካርቦን ሂደትን ያዳብሩ።
ባለብዙ ደረጃ የሲነርጂስቲክ ማጠናከሪያ፡- የግራዲየንት ውህዶችን ለመገንባት ከካርቦን ፋይበር እና ከብረት ፋይበር ጋር መቀላቀል።
5. ማጠቃለያ
የአጠቃቀም የባሳልት ፋይበር በሲቪል ምህንድስና ውስጥ ከላቦራቶሪ ወደ ምህንድስና ልምምድ ተሸጋግሯል፣ እና ወጪ ቆጣቢ እና ለአካባቢ ተስማሚ የሆኑ ባህሪያቱ "ባለሁለት ካርቦን" ግብ ስር ለአረንጓዴ ሕንፃዎች ፍላጎት ያሟላሉ። ወደፊት፣ የበይነገጽ ማመቻቸትን፣ የረጅም ጊዜ ዘላቂነት ማረጋገጫን እና ሌሎች ቁልፍ ቴክኖሎጂዎችን መስበር እና በተመሳሳይ ጊዜ የዲዛይን ዝርዝሮችን እና የኢንዱስትሪ ሰንሰለት ውህደትን ማሻሻል አስፈላጊ ነው፣ ይህም በትላልቅ መሠረተ ልማቶች፣ በባህር ምህንድስና፣ በመሬት መንቀጥቀጥ እና በአደጋ መከላከል እና በሌሎች ሁኔታዎች ውስጥ ሰፊ አተገባበሩን ለማፋጠን ነው።
