İnşaat mühəndisliyi tətbiqlərində bazalt lifləri üzərində tədqiqatlar

1. Əsas tətbiq istiqamətləri

• Beton möhkəmləndirici materiallar

Lifli Beton (BFRC): Qısa yol Bazalt Lifs (6-24 mm) betona qarışdırılır (qarışdırma miqdarı 0,1%-0,5%), bu da çatlama müqavimətini (çat enini 30%-50% azaltmaq), zərbəyə davamlılığı (2-3 dəfə artırmaq) və davamlılığı (donma-ərimə dövrü müqaviməti 40% artmışdır) əhəmiyyətli dərəcədə yaxşılaşdıra bilər.

Polad armaturların dəyişdirilməsi: Korroziyalı mühitlərdə (məsələn, dəniz mühəndisliyi), bazalt lifli armatur çubuqları (BFRP barları) korroziya problemlərinin qarşısını almaq üçün polad armaturu əvəz edə bilər. Məsələn, istifadəsi bfrp Çindaoda dəniz üzərindən keçən körpünün dayaqlarına möhkəmləndirmənin qoyulmasının onun ömrünü 100 ildən çox uzadacağı gözlənilir.

• Struktur möhkəmləndirmə və təmir

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

Seysmik möhkəmləndirmə: liflə möhkəmləndirilmiş kompozitlər (BFRP) bükülmüş beton sütunlar, elastikliyi və enerji istehlakı qabiliyyətini artıra bilər və zəlzələyə meylli ərazilərdəki binalar üçün uyğundur.

• Yeni kompozit strukturlar

Bazalt lifli polimer sendviç panelləri: həm yüksək möhkəmliyə, həm də istilik izolyasiyasına (istilik keçiriciliyi ≤ 0,05 Vt/mK) malik yüngül dam örtükləri və arakəsmə divarları üçün istifadə olunur.

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

2. Texniki üstünlüklər və əsas məlumatlar

3. Tədqiqat İrəliləyişi və Tipik Hallar

• Daxili tədqiqat

Tsinghua Universiteti: sıxılma möhkəmliyini 25% artıran və xlorid ion keçiriciliyini 60% azaldan bazalt lifli-nano-silika kompozit modifikasiya olunmuş beton hazırlamışdır.

Cənub-Şərq Universiteti: təklif olunan BF/epoksi qatran laminat dəmir-beton şüa texnologiyası, yorğunluq ömrü 3 dəfədən çox uzadılıb.

• Beynəlxalq müraciət

Yaponiya: Hanşin zəlzələsindən sonra Osakadakı çoxmərtəbəli binada BF torlu möhkəmləndirilmiş kəsici divar istifadə edildi və seysmik göstəricilər 40% yaxşılaşdı.

Avropa: İtaliyanın Venesiya şəhərində daşqın nəzarət qapılarında dəniz suyu eroziyasına qarşı 50 illik ömür müddəti ilə BF dəmir-beton materialından istifadə edilmişdir.

• Mühəndislik işləri

Çin - Honkonq-Çjuhay-Makao Körpüsü: Bazalt lifi Bəzi dayaqların korroziyaya qarşı təbəqəsində kompozit materialdan istifadə olunur və bu da təmir xərclərini 30% azaldır.

ABŞ - San Fransisko Körfəzi Bölgəsi Sürətli Tranzit (BART): BF parça tunel astarının möhkəmləndirilməsində istifadə olunur və deformasiya müqaviməti 25% artırılır.

4. Çətinliklər və Gələcək İstiqamətlər

• Mövcud problemlər

Qeyri-kafi sətharası birləşmə performansı: lif və beton/qatran arasındakı səth soyulmaya meyllidir, yeni birləşmə maddələri (məsələn, silan modifikatorları) hazırlanmalıdır.

Uzunmüddətli performans məlumatlarının olmaması: yüksək temperatur və yüksək rütubət mühitində BF armaturunun sürünmə xüsusiyyətləri (10 ildən çox məlumat hələ də qüsurludur).

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

• Gələcək tədqiqat istiqaməti

Ağıllı lif kompozitləri: struktur sağlamlığının monitorinqini (məsələn, gərginlik, çatların özünüdərkini) təmin etmək üçün quraşdırılmış sensorlar.

Yaşıl hazırlıq texnologiyası: ərimə və çəkmə temperaturunu azaldın (hazırda 1400-1500℃ lazımdır) və aşağı karbonlu proses inkişaf etdirin.

Çoxmiqyaslı sinergetik möhkəmləndirmə: qradiyent kompozitlərinin qurulması üçün karbon lifi və polad lifi ilə qarışdırılır.

5. Xülasə

Tətbiqi bazalt lifi Mülki mühəndislikdə laboratoriyadan mühəndislik təcrübəsinə keçib və onun səmərəli və ekoloji cəhətdən təmiz xüsusiyyətləri "ikili karbon" məqsədi altında yaşıl binalara olan tələbatı ödəyir. Gələcəkdə, genişmiqyaslı infrastruktur, dəniz mühəndisliyi, zəlzələ və fəlakətlərin qarşısının alınması və digər ssenarilərdə genişmiqyaslı tətbiqini sürətləndirmək üçün interfeys optimallaşdırması, uzunmüddətli davamlılıq yoxlaması və digər əsas texnologiyalardan keçmək və eyni zamanda dizayn spesifikasiyalarının və sənaye zəncirinin sinerjisinin təkmilləşdirilməsini təşviq etmək lazımdır.