İnşaat mühəndisliyində bazalt lifləri üzərində tədqiqat

1.Əsas tətbiq istiqamətləri

• Beton möhkəmləndirici materiallar

Fiber Beton (BFRC): Qısa kəsim Bazalt lifis (6-24 mm) betona qarışdırılır (qarışdırma miqdarı 0,1%-0,5%), bu, çatlara qarşı müqaviməti (çatların enini 30%-50% azaldır), zərbəyə davamlılığı (2-3 dəfə artır) və dayanıqlığı (donma-əriməyə qarşı müqaviməti 40% artır) əhəmiyyətli dərəcədə yaxşılaşdıra bilər.

Polad möhkəmləndirmənin dəyişdirilməsi: Aşındırıcı mühitlərdə (məsələn, dəniz mühəndisliyi), bazalt lifli möhkəmləndirici çubuqlar (BFRP çubuqları) korroziya problemlərinin qarşısını almaq üçün polad armaturları əvəz edə bilər. Məsələn, istifadəsi bfrp Qingdaoda dənizlərarası körpünün dayaqlarının möhkəmləndirilməsinin onun ömrünü 100 ildən çox uzatacağı gözlənilir.

• Struktur möhkəmləndirilməsi və təmiri

Fiber Parça/Mesh Möhkəmləndirilməsi: Bazalt lifli parça (dartılma gücü ≥2000MPa) şüaların və sütunların səthinə yapışdırılır ki, bu da yük daşıma qabiliyyətini 20-30% artıra bilər. Məsələn, Siçuandakı köhnə körpü BF parça ilə möhkəmləndirildikdən sonra yük dərəcəsi Highway-II-dən I Class-a yüksəldilir.

Seysmik möhkəmləndirmə: liflə gücləndirilmiş kompozitlər (BFRP) çevikliyi və enerji istehlak qabiliyyətini artıra bilən və zəlzələyə meyilli ərazilərdəki binalar üçün uyğun olan bükülmüş beton sütunlar.

• Yeni kompozit strukturlar

Bazalt fiber-polimer sendviç panelləri: yüngül damlar və arakəsmə divarları üçün istifadə olunur, həm yüksək möhkəmliyə, həm də istilik izolyasiyasına malikdir (istilik keçiriciliyi ≤ 0,05 W/mK).

3D çap tikinti materialları: bazalt lifi-gücləndirilmiş sement tərkibli materiallar mürəkkəb struktur çapını həyata keçirə və tikinti tullantılarını azalda bilər.

2. Texniki Üstünlüklər və Əsas Məlumatlar

3.Tədqiqatın gedişi və tipik hallar

• Yerli tədqiqat

Tsinghua Universiteti: 25% sıxılma gücü artımı və 60% xlorid ion keçiriciliyinin azalması ilə bazalt lifi-nano-silisium kompozit modifikasiya edilmiş beton işlənib.

Cənub-Şərqi Universiteti: təklif olunan BF/epoksi qatranlı laminat dəmir-beton şüa texnologiyası, yorğunluq müddəti 3 dəfədən çox artır.

• Beynəlxalq tətbiq

Yaponiya: Hanşin zəlzələsindən sonra Osakadakı hündürmərtəbəli bina BF mesh möhkəmləndirilmiş kəsikli divarı qəbul etdi və seysmik performans 40% yaxşılaşdırıldı.

Avropa: BF dəmir-beton dəniz suyu eroziyasına qarşı 50 illik xidmət müddəti ilə İtaliyanın Venesiya şəhərində daşqınlara qarşı mübarizə qapılarında istifadə edilmişdir.

• Mühəndislik İşləri

Çin - Honq-Konq-Zhuhai-Makao körpüsü: Bazalt lifi Kompozit materialdan bəzi dayaqların korroziyaya qarşı qatında istifadə olunur, təmir xərcləri 30% azalır.

ABŞ - San Francisco Bay Area Rapid Transit (BART): BF parça tunel astarının möhkəmləndirilməsində istifadə olunur və deformasiya müqaviməti 25% artır.

4. Çağırışlar və Gələcək İstiqamətlər

• Mövcud problemlər

Qeyri-kafi interfasial birləşdirmə performansı: lif və beton/qatran arasındakı interfeys soyulmağa meyllidir, yeni birləşmə agentləri (məsələn, silan dəyişdiriciləri) inkişaf etdirilməlidir.

Uzunmüddətli performans məlumatlarının olmaması: yüksək temperatur və yüksək rütubətli mühitdə BF möhkəmləndirilməsinin sürünmə xüsusiyyətləri (10 ildən çox məlumat hələ də qeyri-kamildir).

Standart sistemin vahidliyi: müxtəlif ölkələrdə BF materialları üçün mühəndislik dizayn spesifikasiyası hələ tam müəyyən edilməmişdir (Çin GB/T 38143-2019 buraxmışdır, lakin tətbiq detalları dəqiqləşdirilməlidir).

• Gələcək tədqiqat istiqaməti

Ağıllı lifli kompozitlər: struktur sağlamlığın monitorinqinə nail olmaq üçün daxil edilmiş sensorlar (məsələn, gərginlik, çatların özünü dərk etməsi).

Yaşıl hazırlıq texnologiyası: ərimə və çəkmə temperaturunu azaldır (hazırda 1400-1500 ℃ lazımdır) və aşağı karbon prosesini inkişaf etdirin.

Çox miqyaslı sinerji gücləndirmə: gradient kompozitlər yaratmaq üçün karbon lifi və polad lif ilə qarışdırılır.

5. Xülasə

-nin tətbiqi bazalt lifi mülki mühəndislikdə laboratoriyadan mühəndislik təcrübəsinə keçdi və onun qənaətcil və ekoloji cəhətdən təmiz atributları "ikili karbon" məqsədi ilə yaşıl binalara olan tələbata uyğundur. Gələcəkdə genişmiqyaslı infrastruktur, dəniz mühəndisliyi, zəlzələ və fəlakətlərin qarşısının alınması və digər ssenarilərdə genişmiqyaslı tətbiqini sürətləndirmək üçün interfeysin optimallaşdırılması, uzunmüddətli davamlılığın yoxlanılması və digər əsas texnologiyalardan keçmək və eyni zamanda dizayn spesifikasiyalarının və sənaye zəncirinin sinerjisinin təkmilləşdirilməsinə kömək etmək lazımdır.