സിവിൽ എഞ്ചിനീയറിംഗ് ആപ്ലിക്കേഷനുകളിൽ ബസാൾട്ട് നാരുകളെക്കുറിച്ചുള്ള ഗവേഷണം
1. പ്രധാന ആപ്ലിക്കേഷൻ നിർദ്ദേശങ്ങൾ
- കോൺക്രീറ്റ് ശക്തിപ്പെടുത്തൽ വസ്തുക്കൾ
ഫൈബർ കോൺക്രീറ്റ് (BFRC): ഷോർട്ട് കട്ട് ബസാൾട്ട് ഫൈബർs (6-24mm) കോൺക്രീറ്റിൽ കലർത്തുന്നു (മിക്സിംഗ് അളവ് 0.1%-0.5%), ഇത് വിള്ളൽ പ്രതിരോധം (വിള്ളലിന്റെ വീതി 30%-50% കുറയ്ക്കുക), ആഘാത പ്രതിരോധം (2-3 മടങ്ങ് വർദ്ധിപ്പിക്കുക), ഈട് (ഫ്രീസ്-ഥാ സൈക്ലിംഗ് പ്രതിരോധം 40% വർദ്ധിച്ചു) എന്നിവ ഗണ്യമായി മെച്ചപ്പെടുത്തും.
ഉരുക്ക് ബലപ്പെടുത്തലിന്റെ മാറ്റിസ്ഥാപിക്കൽ: നാശകരമായ പരിതസ്ഥിതികളിൽ (ഉദാ: മറൈൻ എഞ്ചിനീയറിംഗ്), ബസാൾട്ട് ഫൈബർ ബലപ്പെടുത്തൽ ബാറുകൾ (BFRP ബാറുകൾ) ഉരുക്ക് ബലപ്പെടുത്തൽ മാറ്റിസ്ഥാപിക്കാൻ കഴിയും, ഇത് തുരുമ്പെടുക്കൽ പ്രശ്നങ്ങൾ ഒഴിവാക്കാൻ സഹായിക്കും. ഉദാഹരണത്തിന്, ഉപയോഗം ബിഎഫ്ആർപി ക്വിങ്ദാവോയിലെ ഒരു കടൽപ്പാലത്തിന്റെ തൂണുകളിൽ ബലപ്പെടുത്തൽ നടത്തുന്നത് അതിന്റെ ആയുസ്സ് 100 വർഷത്തിലധികം വർദ്ധിപ്പിക്കുമെന്ന് പ്രതീക്ഷിക്കുന്നു.
- ഘടനാപരമായ ബലപ്പെടുത്തലും നന്നാക്കലും
ഫൈബർ തുണി/മെഷ് ബലപ്പെടുത്തൽ: ബീമുകളുടെയും നിരകളുടെയും ഉപരിതലത്തിൽ ബസാൾട്ട് ഫൈബർ തുണി (ടെൻസൈൽ ശക്തി ≥2000MPa) ഒട്ടിക്കുന്നു, ഇത് ലോഡ് വഹിക്കാനുള്ള ശേഷി 20%-30% വർദ്ധിപ്പിക്കും. ഉദാഹരണത്തിന്, സിചുവാനിലെ ഒരു പഴയ പാലം BF തുണി ഉപയോഗിച്ച് ഉറപ്പിച്ച ശേഷം, ലോഡ് റേറ്റിംഗ് ഹൈവേ-II ൽ നിന്ന് ക്ലാസ് I ലേക്ക് അപ്ഗ്രേഡ് ചെയ്യുന്നു.
ഭൂകമ്പ ബലപ്പെടുത്തൽ: ഫൈബർ-റൈൻഫോഴ്സ്ഡ് കോമ്പോസിറ്റുകൾ (ബി.എഫ്.ആർ.പി.) പൊതിഞ്ഞ കോൺക്രീറ്റ് തൂണുകൾ, ഡക്റ്റിലിറ്റിയും ഊർജ്ജ ഉപഭോഗ ശേഷിയും വർദ്ധിപ്പിക്കും, കൂടാതെ ഭൂകമ്പ സാധ്യതയുള്ള പ്രദേശങ്ങളിലെ കെട്ടിടങ്ങൾക്ക് അനുയോജ്യമാണ്.
- പുതിയ സംയുക്ത ഘടനകൾ
ബസാൾട്ട് ഫൈബർ-പോളിമർ സാൻഡ്വിച്ച് പാനലുകൾ: ഉയർന്ന ശക്തിയും താപ ഇൻസുലേഷനും ഉള്ള (താപ ചാലകത ≤ 0.05 W/mK) ഭാരം കുറഞ്ഞ മേൽക്കൂരകൾക്കും പാർട്ടീഷൻ ഭിത്തികൾക്കും ഉപയോഗിക്കുന്നു.
3D പ്രിന്റിംഗിനുള്ള നിർമ്മാണ സാമഗ്രികൾ: ബസാൾട്ട് ഫൈബർ- ശക്തിപ്പെടുത്തിയ സിമൻറിറ്റസ് വസ്തുക്കൾക്ക് സങ്കീർണ്ണമായ ഘടന പ്രിന്റിംഗ് സാക്ഷാത്കരിക്കാനും നിർമ്മാണ മാലിന്യങ്ങൾ കുറയ്ക്കാനും കഴിയും.
2. സാങ്കേതിക നേട്ടങ്ങളും കോർ ഡാറ്റയും
| പ്രകടന സൂചകങ്ങൾ | ബസാൾട്ട് ഫൈബർ | താരതമ്യ മെറ്റീരിയൽ (ഗ്ലാസ് ഫൈബർ) |
| വലിച്ചുനീട്ടാനാവുന്ന ശേഷി | 3000-4800 എംപിഎ | 2000-3500 എംപിഎ |
| ക്ഷാര പ്രതിരോധം (pH=13) | ശക്തി നിലനിർത്തൽ ≥90% | ഗ്ലാസ് ഫൈബർ: ശക്തി നിലനിർത്തൽ ≤ 50% |
| പാരിസ്ഥിതിക നേട്ടങ്ങൾ: ഉൽപ്പാദന ഊർജ്ജ ഉപഭോഗം ഗ്ലാസ് ഫൈബറിന്റെ 30% മാത്രമാണ്, 100% പുനരുപയോഗം ചെയ്യാനും കഴിയും. | ||
3. ഗവേഷണ പുരോഗതിയും സാധാരണ കേസുകളും
- ആഭ്യന്തര ഗവേഷണം
സിങ്ഹുവ സർവകലാശാല: 25% കംപ്രസ്സീവ് ശക്തി വർദ്ധിപ്പിക്കുകയും 60% ക്ലോറൈഡ് അയോൺ പെർമിയബിലിറ്റി കുറയ്ക്കുകയും ചെയ്യുന്ന ബസാൾട്ട് ഫൈബർ-നാനോ-സിലിക്ക കോമ്പോസിറ്റ് മോഡിഫൈഡ് കോൺക്രീറ്റ് വികസിപ്പിച്ചെടുത്തു.
സൗത്ത് ഈസ്റ്റ് യൂണിവേഴ്സിറ്റി: നിർദ്ദിഷ്ട BF/എപ്പോക്സി റെസിൻ ലാമിനേറ്റ് റീഇൻഫോഴ്സ്ഡ് റീഇൻഫോഴ്സ്ഡ് കോൺക്രീറ്റ് ബീം സാങ്കേതികവിദ്യ, ക്ഷീണ ആയുസ്സ് 3 മടങ്ങ് കൂടുതൽ വർദ്ധിപ്പിക്കുന്നു.
- അന്താരാഷ്ട്ര ആപ്ലിക്കേഷൻ
ജപ്പാൻ: ഹാൻഷിൻ ഭൂകമ്പത്തിനുശേഷം, ഒസാക്കയിലെ ഒരു ബഹുനില കെട്ടിടം ബിഎഫ് മെഷ് ശക്തിപ്പെടുത്തിയ ഷിയർ വാൾ സ്വീകരിച്ചു, ഭൂകമ്പ പ്രകടനം 40% മെച്ചപ്പെട്ടു.
യൂറോപ്പ്: ഇറ്റലിയിലെ വെനീസിൽ വെള്ളപ്പൊക്ക നിയന്ത്രണ ഗേറ്റുകളിൽ BF റൈൻഫോഴ്സ്ഡ് കോൺക്രീറ്റ് ഉപയോഗിച്ചിരുന്നു, കടൽവെള്ളത്തിന്റെ മണ്ണൊലിപ്പിനെതിരെ 50 വർഷത്തെ ആയുസ്സ് ഉണ്ടായിരുന്നു.
- എഞ്ചിനീയറിംഗ് കേസുകൾ
ചൈന - ഹോങ്കോങ്-സുഹായ്-മക്കാവോ പാലം: ബസാൾട്ട് ഫൈബർ ചില തൂണുകളുടെ ആന്റി-കോറഷൻ പാളിയിൽ സംയുക്ത വസ്തുക്കൾ ഉപയോഗിക്കുന്നു, ഇത് അറ്റകുറ്റപ്പണി ചെലവ് 30% കുറയ്ക്കുന്നു.
യുഎസ്എ - സാൻ ഫ്രാൻസിസ്കോ ബേ ഏരിയ റാപ്പിഡ് ട്രാൻസിറ്റ് (BART): ടണൽ ലൈനിംഗ് ബലപ്പെടുത്തലിൽ BF തുണി ഉപയോഗിക്കുന്നു, കൂടാതെ രൂപഭേദം വരുത്താനുള്ള പ്രതിരോധം 25% വർദ്ധിക്കുന്നു.
4. വെല്ലുവിളികളും ഭാവി ദിശകളും
- നിലവിലുള്ള പ്രശ്നങ്ങൾ
ഇന്റർഫേഷ്യൽ ബോണ്ടിംഗ് പ്രകടനം അപര്യാപ്തമാണ്: ഫൈബറും കോൺക്രീറ്റും/റെസിനും തമ്മിലുള്ള ഇന്റർഫേസ് സ്ട്രിപ്പിംഗിന് സാധ്യതയുള്ളതിനാൽ, പുതിയ കപ്ലിംഗ് ഏജന്റുകൾ (ഉദാഹരണത്തിന്, സിലാൻ മോഡിഫയറുകൾ) വികസിപ്പിക്കേണ്ടതുണ്ട്.
ദീർഘകാല പ്രകടന ഡാറ്റയുടെ അഭാവം: ഉയർന്ന താപനിലയിലും ഉയർന്ന ആർദ്രതയിലും BF റൈൻഫോഴ്സ്മെന്റിന്റെ ക്രീപ്പ് സവിശേഷതകൾ (10 വർഷത്തിലധികം പഴക്കമുള്ള ഡാറ്റ ഇപ്പോഴും അപൂർണ്ണമാണ്).
സ്റ്റാൻഡേർഡ് സിസ്റ്റത്തിന്റെ ഏകീകൃതത: വിവിധ രാജ്യങ്ങളിലെ ബിഎഫ് മെറ്റീരിയലുകൾക്കായുള്ള എഞ്ചിനീയറിംഗ് ഡിസൈൻ സ്പെസിഫിക്കേഷനുകൾ ഇതുവരെ പൂർണ്ണമായി സ്ഥാപിക്കപ്പെട്ടിട്ടില്ല (ചൈന ജിബി/ടി 38143-2019 പുറത്തിറക്കിയിട്ടുണ്ട്, പക്ഷേ ആപ്ലിക്കേഷൻ വിശദാംശങ്ങൾ പരിഷ്കരിക്കേണ്ടതുണ്ട്).
- ഭാവി ഗവേഷണ ദിശ
ഇന്റലിജന്റ് ഫൈബർ കോമ്പോസിറ്റുകൾ: ഘടനാപരമായ ആരോഗ്യ നിരീക്ഷണം (ഉദാ: സ്ട്രെയിൻ, ക്രാക്ക് സെൽഫ് അവബോധം) കൈവരിക്കുന്നതിനുള്ള എംബഡഡ് സെൻസറുകൾ.
പച്ച തയ്യാറാക്കൽ സാങ്കേതികവിദ്യ: ഉരുകൽ, ഡ്രോയിംഗ് താപനില കുറയ്ക്കുക (നിലവിൽ 1400-1500℃ ആവശ്യമാണ്), കുറഞ്ഞ കാർബൺ പ്രക്രിയ വികസിപ്പിക്കുക.
മൾട്ടി-സ്കെയിൽ സിനർജിസ്റ്റിക് റീഇൻഫോഴ്സ്മെന്റ്: ഗ്രേഡിയന്റ് കോമ്പോസിറ്റുകൾ നിർമ്മിക്കുന്നതിന് കാർബൺ ഫൈബറും സ്റ്റീൽ ഫൈബറും സംയോജിപ്പിച്ച്.
5. സംഗ്രഹം
പ്രയോഗം ബസാൾട്ട് ഫൈബർ സിവിൽ എഞ്ചിനീയറിംഗിൽ ലബോറട്ടറിയിൽ നിന്ന് എഞ്ചിനീയറിംഗ് പരിശീലനത്തിലേക്ക് മാറിയിരിക്കുന്നു, കൂടാതെ അതിന്റെ ചെലവ് കുറഞ്ഞതും പരിസ്ഥിതി സൗഹൃദപരവുമായ ഗുണങ്ങൾ "ഡ്യുവൽ-കാർബൺ" എന്ന ലക്ഷ്യത്തിന് കീഴിലുള്ള ഹരിത കെട്ടിടങ്ങളുടെ ആവശ്യകതയുമായി പൊരുത്തപ്പെടുന്നു. ഭാവിയിൽ, ഇന്റർഫേസ് ഒപ്റ്റിമൈസേഷൻ, ദീർഘകാല ഈട് പരിശോധന, മറ്റ് പ്രധാന സാങ്കേതികവിദ്യകൾ എന്നിവയിലൂടെ കടന്നുപോകേണ്ടത് ആവശ്യമാണ്, അതേ സമയം വലിയ തോതിലുള്ള അടിസ്ഥാന സൗകര്യങ്ങൾ, മറൈൻ എഞ്ചിനീയറിംഗ്, ഭൂകമ്പം, ദുരന്ത പ്രതിരോധം, മറ്റ് സാഹചര്യങ്ങൾ എന്നിവയിൽ അതിന്റെ വലിയ തോതിലുള്ള പ്രയോഗം ത്വരിതപ്പെടുത്തുന്നതിന് ഡിസൈൻ സ്പെസിഫിക്കേഷനുകളുടെയും വ്യാവസായിക ശൃംഖല സിനർജികളുടെയും മെച്ചപ്പെടുത്തൽ പ്രോത്സാഹിപ്പിക്കേണ്ടതുണ്ട്.
