Esplorado pri bazaltaj fibroj en aplikoj de konstruinĝenieriko

1. Ĉefaj aplikaĵaj instrukcioj

• Betonaj plifortigaj materialoj

Fibra Betono (BFRC): Mallongigo Bazalta Fibros (6-24mm) estas miksitaj en betonon (miksa kvanto 0.1%-0.5%), kio povas signife plibonigi fendreziston (redukti fendlarĝon je 30%-50%), frapreziston (pliiĝi je 2-3-oble), kaj daŭripovon (frost-degela cikla rezisto pliiĝis je 40%).

Anstataŭigo de ŝtala plifortigo: En korodaj medioj (ekz. mara inĝenierarto), bazaltfibraj plifortigaj stangoj (BFRP-stangoj) povas anstataŭigi ŝtalan plifortigon por eviti korodajn problemojn. Ekzemple, la uzo de bfrp plifortigo en la pilastroj de transmara ponto en Qingdao supozeble plilongigos ĝian vivdaŭron al pli ol 100 jaroj.

• Struktura plifortigo kaj riparo

Fibra Ŝtofo/Reta Plifortigo: Bazaltfibra ŝtofo (streĉa forto ≥2000MPa) estas gluita sur la surfacon de traboj kaj kolonoj, kio povas pliigi la ŝarĝoportantan kapaciton je 20%-30%. Ekzemple, post kiam malnova ponto en Siĉuano estas plifortigita per BF-ŝtofo, la ŝarĝo-rangigo estas ĝisdatigita de Ŝoseo-II al Klaso I.

Sisma plifortigo: fibro-plifortigitaj kompozitoj (BFRP) envolvitaj betonaj kolonoj, kiuj povas plibonigi la duktilecon kaj energikonsuman kapaciton, kaj taŭgas por konstruaĵoj en tertremo-emaj areoj.

• Novaj kompozitaj strukturoj

Bazaltfibro-polimeraj sandviĉpaneloj: uzataj por malpezaj tegmentoj kaj disigaj muroj, kun kaj alta forto kaj termika izolado (termokondukteco ≤ 0.05 W/mK).

3D-presado de konstrumaterialoj: bazalta fibro-plifortigitaj cementaj materialoj povas realigi kompleksan strukturan presadon kaj redukti konstruan rubon.

2. Teknikaj Avantaĝoj kaj Kernaj Datumoj

3.Esplorprogreso kaj tipaj kazoj

• Hejma esplorado

Universitato Tsinghua: evoluigis bazaltfibro-nano-silikoksikokompozitan modifitan betonon kun 25%-a pliigo de kunprema forto kaj 60%-a redukto de kloridjona permeablo.

Sudorienta Universitato: proponita BF/epoksirezina lamenigita plifortikigita betona traba teknologio, lacecvivo plilongigita je pli ol 3-oble.

• Internacia apliko

Japanio: Post la tertremo de Hanŝin, nubskrapulo en Osako adoptis BF-maŝon plifortigitan ŝirmuron, kaj la sisma elfaro pliboniĝis je 40%.

Eŭropo: BF ŝtalbetono estis uzata en inundokontrolpordegoj en Venecio, Italio, kun vivdaŭro de 50 jaroj kontraŭ marakva erozio.

• Inĝenieraj Kazoj

Ĉinio - Ponto Honkongo-Ĝuajjo-Makao: Bazalta fibro kompozita materialo estas uzata en la kontraŭkoroda tavolo de iuj pilastroj, reduktante la bontenadkostojn je 30%.

Usono - San Francisco Bay Area Rapid Transit (BART): BF-ŝtofo estas uzata en tunelaj tegaĵaj plifortigoj, kaj la deformada rezisto estas pliigita je 25%.

4. Defioj kaj Estontaj Direktoj

• Ekzistantaj problemoj

Nesufiĉa interfaca ligado: la interfaco inter fibro kaj betono/rezino emas disŝiriĝi, novaj kunligaj agentoj (ekz., silanaj modifiloj) devas esti evoluigitaj.

Manko de longdaŭraj datumoj pri rendimento: rampaj karakterizaĵoj de BF-plifortigo sub altaj temperaturoj kaj alta humideco (pli ol 10 jaroj da datumoj estas ankoraŭ neperfektaj).

Unuformeco de la norma sistemo: inĝenieraj dezajnaj specifoj por BF-materialoj en diversaj landoj ankoraŭ ne estas plene establitaj (Ĉinio publikigis GB/T 38143-2019, sed la aplikaj detaloj estas rafinendaj).

• Estonta esplordirekto

Inteligentaj fibraj kompozitoj: enigitaj sensiloj por atingi strukturan sanmonitoradon (ekz., deformado, memkonscio pri fendetoj).

Verda preparteknologio: malaltigi la fandtemperaturon kaj tirtemperaturon (nuntempe necesas 1400-1500℃), kaj evoluigi malaltkarbonan procezon.

Plurskala sinergia plifortigo: miksado kun karbonfibro kaj ŝtalfibro por konstrui gradientajn kompozitojn.

5. Resumo

La apliko de bazalta fibro en konstruinĝenieriko transiris de la laboratorio al inĝeniera praktiko, kaj ĝiaj kostefikaj kaj ekologie amikaj atributoj konvenas al la postulo je verdaj konstruaĵoj sub la celo de "duobla-karbona". En la estonteco, necesas trarompi la interfacan optimumigon, longdaŭran daŭripovan kontrolon kaj aliajn ŝlosilajn teknologiojn, kaj samtempe antaŭenigi la plibonigon de dezajnaj specifoj kaj sinergiojn de industriaj ĉenoj, por akceli ĝian grandskalan aplikon en grandskala infrastrukturo, mara inĝenierado, tertremo kaj katastrofpreventado kaj aliaj scenaroj.