Құрылыс саласындағы базальт талшықтарын зерттеу

1. Негізгі қолдану нұсқаулары

• Бетонды нығайту материалдары

Талшықты бетон (BFRC): қысқа жол Базальт талшығыs (6-24 мм) бетонға араластырылады (араластыру мөлшері 0,1%-0,5%), бұл жарықшақтарға төзімділікті (жарықшақ енін 30%-50%-ға азайту), соққыға төзімділікті (2-3 есе арттыру) және беріктікті (қатып қалу-еріту цикліне төзімділік 40%-ға артады) айтарлықтай жақсарта алады.

Болат арматурасын ауыстыру: коррозиялық ортада (мысалы, теңіз инженериясы), базальт талшықты арматуралық шыбықтар (BFRP барлары) коррозия проблемаларын болдырмау үшін болат арматурасын алмастыра алады. Мысалы, пайдалану bfrp Циндаодағы теңіз арқылы өтетін көпірдің тіректерін нығайту оның қызмет ету мерзімін 100 жылдан астамға ұзартады деп күтілуде.

• Құрылымдық нығайту және жөндеу

Талшықты мата/тормен нығайту: Базальт талшықты мата (созылу беріктігі ≥2000 МПа) арқалықтар мен бағандардың бетіне жабыстырылады, бұл жүк көтеру қабілетін 20%-30%-ға арттыра алады. Мысалы, Сычуаньдағы ескі көпір BF матамен нығайтылғаннан кейін, жүктеме шегі II тас жолдан I класқа дейін көтеріледі.

Сейсмикалық арматура: талшықты-арматураланған композиттер (BFRP) оралған бетон бағандар, олар икемділікті және энергия тұтыну қабілетін арттыра алады және жер сілкінісі қаупі бар аймақтардағы ғимараттарға жарамды.

• Жаңа композиттік құрылымдар

Базальт талшықты-полимерлі сэндвич панельдері: жеңіл шатырлар мен аралық қабырғалар үшін қолданылады, беріктігі жоғары және жылу оқшаулауы жоғары (жылу өткізгіштігі ≤ 0,05 Вт/мК).

3D басып шығаруға арналған құрылыс материалдары: базальт талшығы- Арматураланған цементті материалдар күрделі құрылымды басып шығаруды жүзеге асыра алады және құрылыс қалдықтарын азайтады.

2. Техникалық артықшылықтар және негізгі деректер

3. Зерттеудің барысы және типтік жағдайлар

• Отандық зерттеулер

Цинхуа университеті: сығылу беріктігі 25%-ға артатын және хлорид иондарының өткізгіштігі 60%-ға төмендейтін базальт талшықты-нано-кремний диоксиді композитті модификацияланған бетонды әзірледі.

Оңтүстік-шығыс университеті: шаршау мерзімін 3 еседен астамға ұзартатын BF/эпоксидті шайыр ламинатын күшейтілген темірбетон арқалық технологиясын ұсынды.

• Халықаралық өтінім

Жапония: Ханшин жер сілкінісінен кейін Осакадағы көп қабатты ғимарат BF торлы арматураланған ығысу қабырғасын қабылдады, ал сейсмикалық көрсеткіштер 40%-ға жақсарды.

Еуропа: Италияның Венеция қаласындағы су тасқынына қарсы қақпаларда теңіз суының эрозиясына қарсы 50 жыл қызмет ету мерзімімен BF темірбетон бетоны қолданылды.

• Инженерлік істер

Қытай - Гонконг-Чжухай-Макао көпірі: Базальт талшығы Кейбір тіректердің коррозияға қарсы қабатында композиттік материал қолданылады, бұл техникалық қызмет көрсету құнын 30%-ға төмендетеді.

АҚШ - Сан-Франциско шығанағы аймағындағы жылдам транзит (BART): BF матасы туннель төсемдерін арматуралауда қолданылады, ал деформацияға төзімділік 25%-ға артады.

4. Қиындықтар және болашақ бағыттар

• Бар мәселелер

Фазааралық байланыстың жеткіліксіздігі: талшық пен бетон/шайыр арасындағы интерфейс аршуға бейім, жаңа байланыстырушы агенттерді (мысалы, силан модификаторларын) әзірлеу қажет.

Ұзақ мерзімді өнімділік деректерінің болмауы: жоғары температура мен жоғары ылғалдылық ортасында BF арматурасының сырғыма сипаттамалары (10 жылдан астам деректер әлі де жетілмеген).

Стандартты жүйенің біркелкілігі: әртүрлі елдердегі BF материалдарына арналған инженерлік жобалау сипаттамалары әлі толық анықталған жоқ (Қытай GB/T 38143-2019 шығарды, бірақ қолдану мәліметтері нақтылануы керек).

• Болашақ зерттеу бағыты

Ақылды талшықты композиттер: құрылымдық денсаулықты бақылауға арналған ендірілген сенсорлар (мысалы, деформация, жарықшақтардың өзін-өзі тануы).

Жасыл дайындау технологиясы: балқу және тарту температурасын төмендетіңіз (қазіргі уақытта 1400-1500 ℃ қажет) және төмен көміртекті процесті дамытыңыз.

Көп масштабты синергетикалық арматура: градиенттік композиттерді құру үшін көміртекті талшықпен және болат талшықпен араластыру.

5.Қысқаша мазмұны

Қолданылуы базальт талшығы Азаматтық құрылыс саласындағы технология зертханадан инженерлік тәжірибеге көшті, және оның үнемді және экологиялық таза қасиеттері «қос көміртекті» мақсат бойынша жасыл ғимараттарға деген сұранысқа сай келеді. Болашақта интерфейсті оңтайландыру, ұзақ мерзімді беріктік тексеру және басқа да негізгі технологияларды енгізу, сонымен бірге жобалау сипаттамаларын және өнеркәсіптік тізбек синергиясын жақсартуды ілгерілету қажет, бұл оны ауқымды инфрақұрылымда, теңіз инженериясында, жер сілкінісі мен апаттардың алдын алуда және басқа да сценарийлерде кең ауқымды қолдануды жеделдетуге мүмкіндік береді.