Undersyk nei basaltvezels yn sivile technyk

1. Wichtichste tapassingsrjochtingen

• Betonfersterkende materialen

Faserbeton (BFRC): Koarte wei Basaltfasers (6-24mm) wurde yn beton mingd (minghoeveelheid 0.1%-0.5%), wat de wjerstân tsjin barsten signifikant ferbetterje kin (ferminderje de barstbreedte mei 30%-50%), de ynfloedresistinsje (ferheging mei 2-3 kear), en de duorsumens (ferheging fan 'e wjerstân tsjin friezen-dooijen mei 40%).

Ferfanging fan stielen wapening: Yn korrosive omjouwings (bygelyks marinetechnyk), basaltfaserwapeningsstaven (BFRP-bars) kin stielen fersterking ferfange om korrosjeproblemen te foarkommen. Bygelyks, it gebrûk fan bfrp fersterking yn 'e pylders fan in oerseebrêge yn Qingdao sil nei ferwachting de libbensdoer ferlingje mei mear as 100 jier.

• Strukturele fersterking en reparaasje

Faserdoek/gaasfersterking: Basaltfaserdoek (treksterkte ≥2000MPa) wurdt op it oerflak fan balken en kolommen plakt, wat de draachkapasiteit mei 20%-30% ferheegje kin. Bygelyks, nei't in âlde brêge yn Sichuan fersterke is mei BF-doek, wurdt de draachklasse opwurdearre fan Highway-II nei Klasse I.

Seismyske fersterking: glêstriedfersterke kompositen (BFRP) ynpakte betonnen pylders, dy't de duktiliteit en enerzjyferbrûkende kapasiteit kinne ferbetterje, en binne geskikt foar gebouwen yn gebieten dy't gefoelich binne foar ierdbevings.

• Nije gearstalde struktueren

Basaltfaser-polymeer sandwichpanielen: brûkt foar lichtgewicht dakken en skiedingsmuorren, mei sawol hege sterkte as termyske isolaasje (termyske geleidingsfermogen ≤ 0,05 W/mK).

Boumaterialen foar 3D-printsjen: basaltfaser-fersterke semintmaterialen kinne komplekse struktuerprintsjen realisearje en bouôffal ferminderje.

2. Technyske foardielen en kearngegevens

3. Undersyksfoarútgong en typyske gefallen

• Binnenlânsk ûndersyk

Tsinghua Universiteit: ûntwikkele basaltfaser-nano-silika-komposit modifisearre beton mei 25% ferheging fan 'e druksterkte en 60% fermindering fan chloride-ionenpermeabiliteit.

Súdeastlike Universiteit: foarstelde BF/epoxyharslaminaat fersterke fersterke betonbalketechnology, ferlinging fan wurgenslibben mei mear as 3 kear.

• Ynternasjonale oanfraach

Japan: Nei de ierdbeving fan Hanshin is in heech gebou yn Osaka in BF-gaasfersterke skuormuorre oannaam, en de seismyske prestaasjes waarden mei 40% ferbettere.

Europa: BF-wapene beton waard brûkt yn oerstreamingskontrôlepoarten yn Feneesje, Italië, mei in libbensdoer fan 50 jier tsjin seewettereroazje.

• Yngenieurssaken

Sina - Hongkong-Zhuhai-Macao Brêge: Basaltfaser kompositmateriaal wurdt brûkt yn 'e anty-korrosjelaach fan guon pieren, wêrtroch't de ûnderhâldskosten mei 30% fermindere wurde.

Feriene Steaten - San Francisco Bay Area Rapid Transit (BART): BF-stof wurdt brûkt yn tunnelbekledingfersterking, en de deformaasjewjerstân wurdt mei 25% ferhege.

4. Útdagings en takomstige rjochtingen

• Besteande problemen

Unfoldwaande prestaasjes fan 'e ynterfacebonding: de ynterface tusken fezels en beton/hars is gefoelich foar strippen, nije koppelingsmiddels (bygelyks silaanmodifikatoaren) moatte ûntwikkele wurde.

Gebrek oan prestaasjegegevens op lange termyn: krûpkarakteristiken fan BF-fersterking ûnder in omjouwing mei hege temperatuer en hege fochtigens (mear as 10 jier oan gegevens binne noch ûnfolslein).

Uniformiteit fan standertsysteem: spesifikaasjes foar yngenieursûntwerp foar BF-materialen yn ferskate lannen binne noch net folslein fêststeld (Sina hat GB/T 38143-2019 frijjûn, mar de details fan 'e tapassing moatte noch ferfine wurde).

• Takomstige ûndersyksrjochting

Intelligente fezelkompositen: ynbêde sensoren om strukturele sûnensmonitoring te berikken (bygelyks spanning, selsbewustwêzen fan skuorren).

Griene tariedingstechnology: ferminderje de smelt- en tekentemperatuer (op it stuit nedich 1400-1500 ℃), en ûntwikkelje leech-koalstofproses.

Synergistyske fersterking op meardere skaal: mingjen mei koalstofvezel en stielvezel om gradiëntkompositen te konstruearjen.

5. Gearfetting

De tapassing fan basaltfaser yn sivile technyk is ferhuze fan it laboratoarium nei de yngenieurspraktyk, en syn kosten-effektive en miljeufreonlike eigenskippen passe by de fraach nei griene gebouwen ûnder it doel fan "dual-carbon". Yn 'e takomst is it needsaaklik om de ynterface-optimalisaasje, ferifikaasje fan lange-termyn duorsumens en oare wichtige technologyen troch te brekken, en tagelyk de ferbettering fan ûntwerpspesifikaasjes en yndustriële ketensynergieën te befoarderjen, om de tapassing op grutte skaal yn grutskalige ynfrastruktuer, marine technyk, previnsje fan ierdbevings en rampen en oare senario's te fersnellen.