Fuerschung iwwer Basaltfaseren an der Bauingenieurwesen

1. Haaptanwendungsrichtlinnen

• Betonarméierungsmaterialien

Faserbeton (BFRC): Ofkierzung Basaltfasers (6-24mm) ginn an de Beton gemëscht (Mëschquantitéit 0,1%-0,5%), wat d'Rëssbeständegkeet (Reduktioun vun der Rëssbreet ëm 30%-50%), d'Schlagbeständegkeet (Erhéijung ëm 2-3 Mol) an d'Haltbarkeet (Erhéijung vun der Gefrier- an Optau-Zyklusbeständegkeet ëm 40%) däitlech verbessere kann.

Ersatz vun der Stahlarméierung: A korrosiven Ëmfeld (z.B. Marinebau) kënnen Basaltfaserarméierungsstawe (BFRP-Riegel) kann Stahlverstäerkung ersetzen, fir Korrosiounsproblemer ze vermeiden. Zum Beispill, d'Benotzung vun bfrp D'Verstäerkung vun de Piliere vun enger Mierbréck zu Qingdao soll hir Liewensdauer ëm méi wéi 100 Joer verlängeren.

• Strukturell Verstäerkung a Reparatur

Fasergewebe/Netzverstäerkung: Basaltfasergewebe (Zuchfestigkeit ≥2000 MPa) gëtt op d'Uewerfläch vu Träger a Sailen gepecht, wat d'Droekapazitéit ëm 20%-30% erhéije kann. Zum Beispill, nodeems eng al Bréck zu Sichuan mat BF-Gewebe verstäerkt gouf, gëtt d'Droekapazitéit vun Highway-II op Klass I eropgesat.

Seismesch Verstäerkung: faserverstäerkt Kompositmaterialien (BFRP) agewéckelte Betonsailen, déi d'Duktilitéit an d'Energieverbrauchskapazitéit verbesseren kënnen, a gëeegent sinn fir Gebaier an Äerdbiewenufällegen Gebidder.

• Nei Kompositstrukturen

Basaltfaser-Polymer-Sandwichpanneauen: gi fir liicht Diech an Trennwänn benotzt, mat héijer Festigkeit a Wärmeisolatioun (Wärmeleitfäegkeet ≤ 0,05 W/mK).

Baumaterial fir 3D-Drock: Basaltfaser-verstäerkt Zementmaterialien kënnen den Drock vu komplexe Strukturen realiséieren a Bauoffall reduzéieren.

2. Technesch Virdeeler a Kärdaten

3. Fuerschungsfortschrëtt a typesch Fäll

• Inlandsfuerschung

Tsinghua Universitéit: entwéckelt modifizéiert Basaltfaser-Nano-Kieszel-Kompositbeton mat enger Erhéijung vun der Drockfestigkeit ëm 25% an enger Reduktioun vun der Chloridionenpermeabilitéit ëm 60%.

Southeast University: proposéiert BF/Epoxyharz-Laminat-Verstäerkt Betonbalkentechnologie, Middegkeetsliewensdauer ëm méi wéi dräimol verlängert.

• International Uwendung

Japan: Nom Äerdbiewen zu Hanshin gouf an engem Héichhaus zu Osaka eng mat BF-Netz verstäerkt Schermauer agesat, an d'seismesch Leeschtung gouf ëm 40% verbessert.

Europa: BF-Arméibeton gouf a Schutzpaarten zu Venedeg, Italien, mat enger Liewensdauer vu 50 Joer géint Mierwaassererosioun benotzt.

• Ingenieursfäll

China - Hong Kong-Zhuhai-Macao Bréck: Basaltfaser Kompositmaterial gëtt an der Antikorrosiounsschicht vu verschiddene Piliere benotzt, wat d'Ënnerhaltskäschten ëm 30% reduzéiert.

USA - San Francisco Bay Area Rapid Transit (BART): BF-Stoff gëtt fir d'Verstäerkung vun Tunnelverkleedungen benotzt, an d'Deformatiounsbeständegkeet gëtt ëm 25% erhéicht.

4. Erausfuerderungen a zukünfteg Richtungen

• Bestehend Problemer

Net genuch Grenzflächenverbindungsleistung: d'Grenzfläch tëscht Faser a Beton/Harz ass ufälleg fir Ofstrippen, nei Kopplungsmëttel (z.B. Silanmodifikatoren) mussen entwéckelt ginn.

Mangel u laangfristege Leistungsdaten: Schleifcharakteristike vun der BF-Arméierung ënner héijen Temperaturen an héijer Fiichtegkeet (méi wéi 10 Joer Daten sinn nach ëmmer onvollstänneg).

Eenheetlechkeet vum Standardsystem: D'Ingenieurskonstruktiounsspezifikatioune fir BF-Materialien a verschiddene Länner sinn nach net vollstänneg etabléiert (China huet GB/T 38143-2019 erausginn, awer d'Uwendungsdetailer mussen nach verfeinert ginn).

• Zukunftsrichtung vun der Fuerschung

Intelligent Faserkomposite: agebaute Sensoren fir d'Iwwerwaachung vun der struktureller Gesondheet (z.B. Dehnung, Rëss-Selbstbewosstsinn).

Gréng Virbereedungstechnologie: Reduktioun vun der Schmelz- an Zéitemperatur (aktuell gebraucht 1400-1500 ℃), an Entwécklung vun engem CO2-arme Prozess.

Synergistesch Verstäerkung a verschiddene Skalen: Vermëschung mat Kuelefaser a Stolfaser fir Gradientkompositen ze konstruéieren.

5. Zesummefassung

D'Applikatioun vun Basaltfaser Am Bauingenieurwesen ass d'Aarbecht vum Laboratoire an d'Ingenieurspraxis iwwergaangen, an seng käschtegënschteg an ëmweltfrëndlech Eegeschafte passen der Nofro no grénge Gebaier ënnert dem Zil vun "Dual-Carbon". An Zukunft ass et néideg, d'Interface-Optimiséierung, d'Verifizéierung vun der laangfristeger Haltbarkeet an aner Schlësseltechnologien duerchzebriechen, an zur selwechter Zäit d'Verbesserung vun Designspezifikatiounen a Synergien an der Industriekette ze fërderen, fir seng grouss Uwendung an der grousser Infrastruktur, am Marinebau, an der Äerdbiewen- a Katastrophenpräventioun an anere Szenarien ze beschleunegen.