A’ leigeil soraidh slàn le stàilinn is cruadhtan? Tha snàithleach basalt a’ brosnachadh “ar-a-mach stuthan” ann am bun-structar aig àirde ìosal.

An aghaidh cùl-raon àrdachadh luathaichte “eaconamaidh ìosal-àirde”, tha togail bun-structair - leithid làraichean togail is tighinn air tìr drònaichean, puirt-adhair itealain choitcheann, mòr-ionadan logistics ìosal-àirde, agus tùir seòlaidh is conaltraidh - a’ faicinn àrdachadh mòr ann an iarrtas. Chan e a-mhàin gum feum na goireasan sin coinneachadh ri riatanasan bunaiteach airson Aotrom dealbhadh, neart àrd, agus fad-beatha, ach cuideachd atharrachadh a rèir suidheachaidhean obrachaidh iom-fhillte anns a bheil gnàth-shìde anabarrach, spraeadh salainn mara, agus cleachdadh àrd-tricead, agus iad uile a’ co-thaobhadh ri slighe leasachaidh uaine agus ìosal-charboin. Mar “stuth gnìomhachais uaine an 21mh linn,” tha snàithleach basalt air a dhèanamh a-mhàin à creag bholcànach nàdarra tro phròiseas leaghaidh agus tarraing aig teòthachdan eadar 1,450 ° C agus 1,550 ° C. Tha na buannachdan coileanaidh sònraichte aige a’ freagairt gu foirfe ri iarrtasan teann bun-structair ìosal-àirde, agus tha e an-dràsta a’ cumhachdachadh ùrachadh bun-structair tro dhiofar shlighean teicnigeach. An coimeas ri stuthan traidiseanta leithid stàilinn agus cruadhtan, chan eil dùmhlachd ach 2.6–2.8 g / cm³ aig snàithleach basalt agus neart tensile a’ ruighinn 3,000–4,000 MPa. Tha e a’ cothlamadh strì an aghaidh teòthachd àrd sàr-mhath (a’ seasamh an aghaidh teòthachd cleachdaidh leantainneach os cionn 260°C, le fulangas geàrr-ùine airson teòthachd os cionn 300°C), strì an aghaidh creimeadh (a’ cumail suas còrr air 90% de a choileanadh ann an àrainneachdan searbhagach, alcalin agus spraeadh salainn), agus insulation dealain nas fheàrr agus follaiseachd tonn electromagnetic. A bharrachd air an sin, tha a bheatha sgìths còrr is 50% nas fhaide na beatha stuthan traidiseanta, agus tha a phròiseas cinneasachaidh ag ithe 70% nas lugha de lùth agus a’ gineadh 60% nas lugha de sgaoilidhean carbon dà-ogsaid na cinneasachadh stàilinn, ga dhèanamh na stuth air leth freagarrach airson leasachadh àrd-inbhe bun-structair ìosal-àirde a bhrosnachadh.

Tha na prìomh shlighean tro am bi snàithleach basalt a’ cumhachdachadh togail bun-structair aig àirde ìosal a’ tionndadh timcheall air ceithir prìomh raointean. Le bhith a’ cleachdadh ùr-ghnàthachadh stuthan agus atharrachadh phròiseasan, bidh e a’ coileanadh nan amasan ioma-thaobhach a thaobh coileanadh bun-structair a leasachadh, cosgaisean a bharrachadh, agus beatha seirbheis a leudachadh.

Is e a’ chiad fhear de na raointean sin leasachadh rèabhlaideach air Rèileachan-adhair a' phuirt-adhair agus àrd-ùrlaran—pàirt chudromach ann a bhith a’ dèanamh cinnteach à obrachaidhean sàbhailteachd togail is tighinn air tìr taobh a-staigh eaconamaidh ìosal-àirde. Tha raointean-laighe traidiseanta buailteach do chùisean leithid sgàineadh agus crìonadh air adhbhrachadh le cearcallan reothadh is leaghadh, luchdan troma, agus gluasadan àrd-tricead itealain; a bharrachd air an sin, tha cosgaisean cumail suas airson raointean-laighe mar sin gu sònraichte ro àrd ann an àrainneachdan anabarrach, leithid àrdchlàran àrd-àirde agus roinnean cladaich.Snàithleach basalt a’ coileanadh adhartas teicneòlach tro dhà phrìomh dhòigh-obrach: An toiseach, le bhith a’ toirt a-steach snàithleanan basalt gearraichte - aig co-mheas meud de 0.3% - a-steach do choincrit, tha lìonra trì-thaobhach a’ cur stad air sgàineadh air a chruthachadh. Bidh seo gu h-èifeachdach a’ cuingealachadh sgàinidhean cabhsaire gu taobh a-staigh 0.02 mm, agus mar sin a’ neartachadh strì an aghaidh sgàineadh gu mòr. San dàrna àite, le bhith a’ cur griodan snàithleach basalt taobh a-staigh sreathan bonn no uachdar an raon-laighe gus mogal neartachaidh stàilinn traidiseanta a chuir na àite, tha strì an aghaidh deformachadh agus ionracas structarail iomlan a’ chabhsair air an neartachadh tuilleadh. Gus coinneachadh ri riatanasan eadar-mheasgte diofar àrainneachdan obrachaidh, faodar ro-innleachd neartachaidh measgaichte a’ cothlamadh “snàithleanan basalt agus gràinneagan rubair” a chleachdadh cuideachd. Nuair a ruigeas susbaint nan gràinneagan rubair 10%, bidh neart teannachaidh a’ choincrit ag àrdachadh 27.5%, bidh a neart lùbadh ag èirigh 19.6%, agus bidh a strì an aghaidh reothadh is leaghadh a’ leasachadh aig an aon àm le 11.1%. Bidh an fhuasgladh seo gu h-èifeachdach a’ fuasgladh chùisean èiginneach leithid milleadh reothadh is leaghadh aig puirt-adhair àrd-àirde agus creimeadh ceò salainn aig puirt-adhair cladaich. Tha cleachdaidhean practaigeach air sealltainn gu bheil comas giùlain luchdan aig raointean-laighe puirt-adhair a bhios a’ cleachdadh na teicneòlais seo a’ sìor àrdachadh 30% agus beatha sgìths a’ sìor leudachadh 50%; a bharrachd air sin, tha an cearcall cumail suas air a leudachadh bhon chòig bliadhna traidiseanta gu deich bliadhna. Aig aon phort-adhair eadar-nàiseanta far an deach an teicneòlas seo a chur an gnìomh, chaidh beatha seirbheis an raon-laighe a leudachadh 30%, agus chaidh cosgaisean cumail suas a lùghdachadh 40%, agus mar thoradh air sin tha èifeachdas obrachaidh air a leasachadh gu mòr.

Tha an dàrna raon ùr-ghnàthachaidh a’ toirt a-steach lughdachadh cuideam thùir smachd trafaic adhair agus goireasan seòlaidh. Mar “ionadan neoni” trafaic adhair ìosal-àirde, feumaidh na goireasan sin chan e a-mhàin dèanamh cinnteach à seasmhachd structarail - a’ gabhail a-steach strì an aghaidh gnìomhachd gaoithe agus crith-thalmhainn - ach cuideachd co-chòrdalachd electromagnetic sàr-mhath a bhith aca gus casg a chuir air bacadh le comharran seòlaidh agus conaltraidh. Aig an aon àm, tha feum air fuasgladh èiginneach air na dùbhlain a tha an lùib togail àrd-àirde - gu sònraichte na duilgheadasan a tha an sàs agus na clàran-ama pròiseict leudaichte. Tha teicneòlas snàithleach basalt a’ coileanadh adhartas san raon seo tro bhith a’ cleachdadh dhòighean-obrach molltair aonaichte airson stuthan co-dhèanta. Le bhith a’ cleachdadh co-dhèanamh Basalt Fiber Reinforced Polymer (BFRP) gus structaran cruadhtan ath-neartaichte traidiseanta a chuir an àite, faodar cuideam iomlan tùir smachd a lùghdachadh 70%, agus aig an aon àm tha an aghaidh aige an aghaidh feachdan gaoithe agus crith-thalmhainn air a mheudachadh 50%. A bharrachd air an sin, tha insulation dealain sònraichte an stuth agus follaiseachd tonn electromagnetic a’ dèanamh cinnteach nach eil e a’ cur bacadh air obrachadh àbhaisteach uidheamachd dealanach, leithid radar agus siostaman conaltraidh. Airson nodan giùlain luchdan èiginneach taobh a-staigh an structair, faodar “siostam tar-chinealach basalt snàithleach-alùmanum alùmanum” a ghabhail os làimh; Anns a’ rèiteachadh seo, thathas a’ cleachdadh aloidhean alùmanaim gus comas giùlain luchd nan nodan a neartachadh, agus tha na prìomh phàirtean structarail air an togail à BFRP gus dèanamh cinnteach à cuideam aotrom agus strì an aghaidh creimeadh, agus mar sin a’ coileanadh cothromachadh as fheàrr eadar coileanadh agus sàbhailteachd. A bharrachd air an sin, leigidh amalachadh feallsanachd dealbhaidh modúlach le prìomh phàirtean thùir smachd snàithleach basalt a bhith air an dèanamh ro-làimh ann an suidheachadh factaraidh, agus chan fheum iad ach cruinneachadh agus spliseadh air an làrach. Tha an dòigh-obrach seo a’ giorrachadh a’ chearcall togail gu mòr - còrr air 40% - agus aig an aon àm a’ lughdachadh nan cunnartan co-cheangailte ri obair aig àirde àrd agus a’ lughdachadh chunnartan sàbhailteachd togail san fharsaingeachd. Ann an roinnean le gnàth-shìde mara, tha strì nan tùir sin agus goireasan seòlaidh co-cheangailte riutha ri creimeadh spraeadh salainn gu sònraichte air leth math, a’ leigeil leotha beatha seirbheis 20-bliadhna a chrìochnachadh gun a bhith a’ nochdadh comharran aois mòr. Às deidh gabhail ri tùr smachd snàithleach basalt aig port-adhair itealain choitcheann, chan e a-mhàin gun deach clàr-ama an togail a lùghdachadh gu mòr, ach chaidh cosgais iomlan a’ chearcall-beatha a lughdachadh cuideachd le 35%, agus mar sin a’ sealltainn luach eaconamach agus teicnigeach mòr.

Is e an treas taobh cudromach neartachadh a’ bhun-structair taice airson lìonraidhean trafaic ìosal-àirde. Tha seo a’ toirt a-steach goireasan leithid drochaidean, tunailean, agus drochaidean-rèile a tha a’ ceangal diofar phuingean togail/tuirlingidh agus mòr-ionadan logistics. Feumaidh na structaran sin seasamh ri luchdan trafaic àrd-tricead; a bharrachd air an sin, leis gu bheil cuid dhiubh suidhichte fon talamh no ann an sgìrean cladaich, tha iad an aghaidh riatanasan gu math teann a thaobh comas giùlain luchdan, neo-sheasmhachd, agus seasmhachd. Bidh snàithleach basalt a’ cur ris an oidhirp seo sa mhòr-chuid tro dhà shlighe: ath-chur rebar agus neartachadh structarail. Ann am pròiseactan togail ùra, faodaidh ath-chur rebar stàilinn traidiseanta gu tur le rebar snàithleach basalt - gu sònraichte ann am pàirtean deatamach leithid prìomh girders drochaid agus lìnigeadh tunail - cuideam structarail a lughdachadh 50% agus comas giùlain luchdan a mheudachadh 60%. A bharrachd air an sin, tha e a’ leudachadh beatha na seirbheis bhon 50 bliadhna traidiseanta gu 80 bliadhna agus a’ cur às don fheum air dìon cathodic (mar as trice riatanach airson rebar stàilinn), agus mar sin a’ lughdachadh gu mòr cosgaisean cumail suas fad-ùine. Airson ùrachadh is leudachadh bun-structair a tha a’ fàs sean, leigidh cleachdadh mogaill snàithleach basalt airson neartachadh structarail le comas giùlain luchdan agus strì an aghaidh crith-thalmhainn nan goireasan a th’ ann mar-thà a leasachadh gu luath, a’ dèiligeadh gu h-èifeachdach ris na h-uireasbhaidhean coileanaidh a dh’ fhaodadh bacadh a chur air an co-chòrdalachd ri iarrtasan eaconamaidh ìosal-àirde. Gus coileanadh ceangail eadar-aghaidh a bharrachadh tuilleadh, faodar dòigh-obrach “neartachadh sineirgisteach snàithleach basalt-nanomaterial” a chleachdadh; le bhith a’ cleachdadh nanomaterials gus uachdar nan snàithleach atharrachadh, tha neart a’ cheangail eadar-aghaidh eadar na snàithleach agus a’ chruadhtan air a mheudachadh le 47%, agus mar sin a’ dèanamh cinnteach à buaidh an neartachaidh a mheudachadh. Ann am pròiseact ùrachaidh drochaid-rèile airson ionad logistics ìosal-àirde, leasaich cleachdadh neartachadh snàithleach basalt ìre strì an aghaidh crith-thalmhainn na drochaid gu soirbheachail bho Ìre 7 gu Ìre 9, a’ coinneachadh gu h-iomlan ri iarrtasan trafaic àrd-tricead bho charbadan logistics ìosal-àirde. Aig an aon àm, chaidh na cosgaisean ùrachaidh a lùghdachadh le 40%, agus chaidh beatha na seirbheis a leudachadh le 50%, agus mar sin a’ coileanadh ùrachadh èifeachdach is buadhmhor air an goireas a tha a’ fàs sean. Mu dheireadh, tha ùrachadh air goireasan taiceil agus siostaman gnìomh ann. Ged nach eil na goireasan sin a’ dèanamh suas na prìomh structaran giùlain luchdan, tha buaidh dhìreach aca air èifeachdas obrachaidh agus sàbhailteachd iomlan bun-structair ìosal-àirde; tha eisimpleirean a’ toirt a-steach loidhnichean-phìoban drèanaidh puirt-adhair, siostaman solair connaidh, agus giùlan dìon airson càbaill cumhachd. Tro theicneòlasan atharrachaidh co-dhèanta, chaidh snàithleach basalt a chleachdadh gus loidhnichean-phìoban co-dhèanta snàithleach basalt a leasachadh. Nuair a thèid an cleachdadh ann an siostaman drèanaidh is solair connaidh puirt-adhair, tha an strì sònraichte aca an aghaidh searbhagan, alcalan, agus creimeadh a’ leudachadh beatha seirbheis nan loidhnichean-phìoban còrr is trì uiread.

A bharrachd air an sin, bidh iad a’ cuir às do chùisean aodion air adhbhrachadh le meadhanan creimneach, agus mar sin a’ lughdachadh gu mòr chunnartan obrachaidh is cumail suas. Ann an raon dìon càball cumhachd, tha feartan insulation mòran nas fheàrr aig giùlan càball snàithleach basalt an taca ri stuthan pìobaireachd traidiseanta; chaidh an raon strì an aghaidh teòthachd aca a leudachadh bho 70 ° C gu 200 ° C, a’ lughdachadh gu h-èifeachdach chunnartan teine ​​​​ann an àrainneachdan àrd-theodhachd. A bharrachd air an sin, tha iad a’ nochdadh strì an aghaidh buaidh agus aois sàr-mhath, gan dèanamh freagarrach airson àrainneachdan a-muigh iom-fhillte. Tha tagradh nas adhartaiche a’ toirt a-steach amalachadh domhainn snàithleach basalt le stuthan snasail - gu sònraichte, le bhith a’ cur mothachairean a-steach rè pròiseas saothrachaidh nam pàirtean gus leigeil le sgrùdadh slàinte structarail. Leigidh an comas seo le bhith a’ glacadh dàta ann an àm fìor leithid atharrachaidhean cuideam agus atharrachaidhean teòthachd taobh a-staigh nan goireasan, a’ comasachadh rabhaidhean ùineail a thaobh cunnartan sàbhailteachd a dh’ fhaodadh a bhith ann. Mu dheireadh, tha seo a’ stiùireadh cruth-atharrachadh bun-structair ìosal-àirde bho mhodail de “chumail suas fulangach” gu fear de “rabhadh ro-ghnìomhach,” agus mar sin a’ neartachadh sàbhailteachd obrachaidh agus earbsachd.