Basalto zuntzen ikerketa ingeniaritza zibileko aplikazioetan

1. Aplikazio-jarraibide nagusiak

• Hormigoizko indartze materialak

Zuntz Hormigoia (BFRC): Laburdura Basalto zuntzas (6-24 mm) hormigoian nahasten dira (nahasketa-kopurua % 0,1-0,5), eta horrek nabarmen hobetu dezake pitzaduren aurkako erresistentzia (pitzaduraren zabalera % 30-50 murriztea), inpaktuaren aurkako erresistentzia (2-3 aldiz handitzea) eta iraunkortasuna (izozte-urtze zikloen aurkako erresistentzia % 40 handitzea).

Altzairuzko indargarrien ordezkapena: Ingurune korrosiboetan (adibidez, itsas ingeniaritza), basalto-zuntzezko indargarri-barrak (BFRP barrak) altzairuzko indargarriak ordezka ditzake korrosio arazoak saihesteko. Adibidez, honen erabilera bfrp Qingdaoko itsasoz haraindiko zubi baten pilareak indartzeak bere bizitza 100 urte baino gehiago luzatzea espero da.

• Egitura-indartzea eta konponketa

Zuntz-oihal/sare-errefortzua: Basalto-zuntzezko oihala (trakzio-erresistentzia ≥2000MPa) habe eta zutabeen gainazalean itsasten da, eta horrek karga-ahalmena % 20-30 handitu dezake. Adibidez, Sichuaneko zubi zahar bat BF oihalarekin indartu ondoren, karga-balorazioa II. autobidetik I. klasera igotzen da.

Sismikoen indartzea: zuntz-indartutako konpositeak (BFRP) hormigoizko zutabe bilduak, harikortasuna eta energia-kontsumoaren gaitasuna hobetu ditzaketenak, eta lurrikara-joera duten eremuetan dauden eraikinetarako egokiak dira.

• Egitura konposatu berriak

Basalto zuntz-polimerozko sandwich panelak: teilatu arinetarako eta horma-artekoetarako erabiltzen dira, erresistentzia handikoak eta isolamendu termiko handikoak (eroankortasun termikoa ≤ 0,05 W/mK).

3D inprimatzeko eraikuntza-materialak: basalto-zuntzZementuzko materialek indartutako egitura konplexuen inprimaketa lor dezakete eta eraikuntza-hondakinak murriztu.

2. Abantaila teknikoak eta oinarrizko datuak

3. Ikerketaren Aurrerapena eta Kasu Tipikoak

• Barne ikerketa

Tsinghua Unibertsitateak basalto-zuntz nano-silize konpositezko hormigoi aldatua garatu du, konpresio-erresistentzia % 25 handituz eta kloruro ioien iragazkortasuna % 60 murriztuz.

Hego-ekialdeko Unibertsitatea: BF/epoxi erretxina laminatuzko hormigoi armatuzko habe-teknologia proposatu da, nekearen iraupena 3 aldiz baino gehiago luzatu da.

• Nazioarteko eskaera

Japonia: Hanshin lurrikararen ondoren, Osakako eraikin orratz batek BF sare indartuz indartutako zizaila-horma hartu zuen, eta errendimendu sismikoa % 40 hobetu zen.

Europa: BF hormigoi armatua erabili zen Veneziako (Italia) uholdeen kontrol-ateetan, itsasoko uraren higaduraren aurkako 50 urteko iraupenarekin.

• Ingeniaritza Kasuak

Txina - Hong Kong-Zhuhai-Macao zubia: Basalto zuntza material konposatua erabiltzen da pilare batzuen korrosioaren aurkako geruzan, mantentze-kostua % 30 murriztuz.

AEB - San Francisco Bay Area Rapid Transit (BART): BF ehuna tunelen estalduraren indargarri gisa erabiltzen da, eta deformazioarekiko erresistentzia % 25 handitzen da.

4. Erronkak eta etorkizuneko norabideak

• Dauden arazoak

Lotura-errendimendu eskasa gainazalean: zuntzaren eta hormigoiaren/erretxinaren arteko interfazea apurtzeko joera du, beraz, akoplamendu-agente berriak garatu behar dira (adibidez, silano aldatzaileak).

Epe luzeko errendimendu-datuen falta: BF armaduraren mugimendu-ezaugarriak tenperatura eta hezetasun handiko inguruneetan (10 urte baino gehiagoko datuak oraindik ez dira akatsik).

Sistema estandarraren uniformetasuna: hainbat herrialdetako BF materialen ingeniaritza-diseinuaren zehaztapenak ez dira oraindik guztiz ezarri (Txinak GB/T 38143-2019 argitaratu du, baina aplikazioaren xehetasunak findu behar dira).

• Etorkizuneko ikerketaren norabidea

Zuntz konposite adimendunak: txertatutako sentsoreak egitura-osasunaren monitorizazioa lortzeko (adibidez, deformazioa, pitzaduraren autokontzientzia).

Prestaketa-teknologia berdea: urtze- eta marrazketa-tenperatura murriztea (gaur egun 1400-1500 ℃ behar dira), eta karbono gutxiko prozesua garatzea.

Eskala anitzeko sinergiko indargarria: karbono-zuntz eta altzairu-zuntzarekin nahastea gradiente konpositeak eraikitzeko.

5. Laburpena

Aplikazioa basalto-zuntz Ingeniaritza zibilean, laborategitik ingeniaritza praktikara igaro da, eta bere kostu-eraginkortasuneko eta ingurumenarekiko errespetuzko ezaugarriek eraikin berdeen eskaerari erantzuten diote "karbono bikoitza" helburuaren pean. Etorkizunean, interfazearen optimizazioa, epe luzeko iraunkortasunaren egiaztapena eta beste teknologia gako batzuk gainditu behar dira, eta, aldi berean, diseinuaren zehaztapenen hobekuntza eta industria-kateen sinergiak sustatzea, azpiegitura handietan, itsas ingeniaritzan, lurrikararen eta hondamendien prebentzioan eta beste eszenatoki batzuetan eskala handian aplikatzea bizkortzeko.