Құрылыс құрылысындағы базальт талшықтарын зерттеу

1. Қолданудың негізгі бағыттары

• Арматуралық бетон материалдары

Талшықты бетон (BFRC): Қысқа кесу Базальт талшығыs (6-24мм) бетонға араластырылады (араласу мөлшері 0,1%-0,5%), бұл жарықшаққа төзімділікті (жарылу енін 30%-50%-ға азайту), соққыға төзімділікті (2-3 есе ұлғайту) және ұзақ мерзімділікті (мұздату-еріту цикліне төзімділігін 40%-ға арттыру) айтарлықтай жақсартуға мүмкіндік береді.

Болат арматураны ауыстыру: коррозиялық ортада (мысалы, теңіз техникасы), базальт талшықты арматура (BFRP жолақтары) коррозия мәселелерін болдырмау үшін болат арматураны ауыстыра алады. Мысалы, пайдалану bfrp Циндаодағы теңіз көпірінің тіректерін күшейту оның қызмет ету мерзімін 100 жылдан астам ұзартады деп күтілуде.

• Құрылымдық нығайту және жөндеу

Талшықты шүберек/торлы арматура: Базальт талшықты мата (созылу беріктігі ≥2000МПа) арқалықтар мен бағандардың бетіне жабыстырылады, бұл жүкті көтеру қабілетін 20%-30%-ға арттырады. Мысалы, Сычуаньдағы ескі көпірді BF матасымен нығайтқаннан кейін, жүктеме көрсеткіші Highway-II-ден I сыныпқа дейін жаңартылады.

Сейсмикалық күшейту: талшықты арматураланған композиттер (BFRP) икемділік пен энергияны тұтыну қабілетін арттыратын және жер сілкінісі қаупі бар аймақтардағы ғимараттарға жарамды оралған бетон бағаналар.

• Жаңа композиттік құрылымдар

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

3D басып шығару құрылыс материалдары: базальт талшығы- арматураланған цементті материалдар күрделі құрылымды басып шығаруды жүзеге асырады және құрылыс қалдықтарын азайтады.

2. Техникалық артықшылықтар және негізгі деректер

3. Зерттеу барысы және типтік жағдайлар

• Отандық зерттеулер

Цинхуа университеті: қысу беріктігін 25%-ға арттыратын және хлор иондарының өткізгіштігін 60%-ға төмендететін базальт талшықты-нано-кремний композиттік модификацияланған бетон әзірледі.

Оңтүстік-Шығыс университеті: ұсынылған BF/эпоксидті шайырлы ламинат темірбетонды арқалық технологиясы, шаршау мерзімі 3 еседен астам ұзартылды.

• Халықаралық қолдану

Жапония: Ханшин жер сілкінісінен кейін Осакадағы көп қабатты ғимарат BF торлы арматураланған қабырға қабырғасын қабылдады және сейсмикалық өнімділік 40% жақсарды.

Еуропа: BF темірбетоны Венециядағы (Италия) су тасқынына қарсы қақпаларда қолданылды, теңіз суы эрозиясына қарсы қызмет ету мерзімі 50 жыл.

• Инженерлік жағдайлар

Қытай - Гонконг-Чжухай-Макао көпірі: Базальт талшығы композициялық материал кейбір пирстердің коррозияға қарсы қабатында қолданылады, бұл техникалық қызмет көрсету құнын 30% төмендетеді.

АҚШ - Сан-Франциско шығанағы аймағының жылдам транзиті (BART): BF матасы туннель төсемдерін нығайтуда қолданылады және деформацияға төзімділігі 25% артады.

4. Қиындықтар және болашақ бағыттары

• Бар проблемалар

Фазааралық байланыстыру өнімділігі жеткіліксіз: талшық пен бетон/шайыр арасындағы интерфейс аршуға бейім, жаңа ілінісу агенттерін (мысалы, силан модификаторлары) әзірлеу қажет.

Ұзақ мерзімді өнімділік деректерінің болмауы: жоғары температура және жоғары ылғалдылық жағдайында BF арматурасының сусымалы сипаттамалары (10 жылдан астам деректер әлі де жетілмеген).

Стандартты жүйенің біркелкілігі: әртүрлі елдерде BF материалдарына арналған инженерлік дизайн спецификациялары әлі толық белгіленбеген (Қытай GB/T 38143-2019 шығарды, бірақ қолдану туралы мәліметтер нақтылануы керек).

• Болашақ зерттеу бағыты

Интеллектуалды талшықты композиттер: құрылымдық денсаулық мониторингіне қол жеткізу үшін енгізілген сенсорлар (мысалы, штамм, жарықшақтардың өзін-өзі тануы).

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

Көп ауқымды синергетикалық күшейту: градиентті композиттерді құру үшін көміртекті талшық пен болат талшықты араластыру.

5.Қорытынды

қолданбасы базальт талшығы құрылыс инженериясы зертханадан инженерлік тәжірибеге көшті және оның үнемді және экологиялық таза атрибуттары «қос көміртекті» мақсаты бойынша жасыл ғимараттарға сұранысқа сәйкес келеді. Болашақта кең ауқымды инфрақұрылымда, теңіз құрылысында, жер сілкінісі мен апаттардың алдын алуда және басқа да сценарийлерде кең ауқымды қолдануды жеделдету үшін интерфейсті оңтайландыру, ұзақ мерзімді ұзақ мерзімді тексеру және басқа да негізгі технологияларды бұзып, сонымен бірге дизайн сипаттамалары мен өнеркәсіптік тізбектің синергетикасын жақсартуға ықпал ету қажет.