Ган болон бетонтой салах ёс гүйцэтгэх үү? Базальт шилэн материал нам өндөрлөг газрын дэд бүтцэд "материалын хувьсгал"-ыг эхлүүлж байна.

"Нам дор эдийн засаг" хурдацтай хөгжиж байгаа энэ үед нисгэгчгүй онгоцны хөөрөх, газардах цэгүүд, ерөнхий нисэх онгоцны буудал, нам дор газрын ложистикийн төвүүд, навигаци, харилцаа холбооны цамхаг зэрэг дэд бүтцийн барилга байгууламжууд эрэлт хэрэгцээний огцом өсөлтийг гэрчилж байна. Эдгээр байгууламжууд нь зөвхөн үндсэн шаардлагыг хангахаас гадна... Хөнгөн дизайн, өндөр бат бэх, удаан эдэлгээтэй байхаас гадна эрс тэс уур амьсгал, далайн давсны шүршигч, өндөр давтамжийн хэрэглээ зэрэг нарийн төвөгтэй ашиглалтын нөхцөлд дасан зохицохын зэрэгцээ ногоон болон бага нүүрстөрөгчийн хөгжлийн замналтай нийцдэг. "21-р зууны ногоон үйлдвэрлэлийн материал" болох базальт эслэгийг зөвхөн байгалийн галт уулын чулуулгаас 1450°C-1550°C температурт хайлах, татах процессоор үйлдвэрлэдэг. Үүний өвөрмөц гүйцэтгэлийн давуу талууд нь нам өндөрт байрлах дэд бүтцийн хатуу шаардлагыг төгс хангаж байгаа бөгөөд одоогоор янз бүрийн техникийн замаар дэд бүтцийн шинэчлэлтийг хийж байна. Ган, бетон зэрэг уламжлалт материалуудтай харьцуулахад базальт эслэг нь ердөө 2.6-2.8 г/см³ нягтралтай бөгөөд суналтын бат бэх нь 3000-4000 МПа хүрдэг. Энэ нь маш сайн өндөр температурт тэсвэртэй (260°C-аас дээш тасралтгүй ашиглалтын температурыг тэсвэрлэх, 300°C-аас дээш температурт богино хугацааны тэсвэрлэх чадвартай), зэврэлтэнд тэсвэртэй (хүчиллэг, шүлтлэг, давс цацдаг орчинд гүйцэтгэлийнхээ 90%-иас дээш хувийг хадгалах), цахилгаан тусгаарлагч болон цахилгаан соронзон долгионы тунгалаг байдлыг хослуулсан. Цаашилбал, ядрах хугацаа нь уламжлалт материалаас 50%-иас дээш урт байдаг бол үйлдвэрлэлийн процесс нь ган үйлдвэрлэлээс 70% бага эрчим хүч зарцуулж, 60% бага нүүрстөрөгчийн давхар ислийн ялгаруулалт үүсгэдэг тул нам дор газрын дэд бүтцийн өндөр чанартай хөгжлийг хангахад тохиромжтой материал юм.

Базальт шилэн материал нь нам дор газрын дэд бүтцийн барилгын ажлыг эрчимжүүлэх гол замууд нь дөрвөн гол чиглэлд эргэлддэг. Материалын инноваци болон үйл явцын дасан зохицох чадварыг ашигласнаар дэд бүтцийн гүйцэтгэлийг сайжруулах, зардлыг оновчтой болгох, үйлчилгээний хугацааг уртасгах олон талт зорилтуудад хүрдэг.

Эдгээр чиглэлүүдийн эхнийх нь хувьсгалт сайжруулалт юм Нисэх онгоцны буудлын гүйлтийн замууд болон хормогч нь нам дор газрын эдийн засагт аюулгүй хөөрөх, буух ажиллагааг хангах чухал бүрэлдэхүүн хэсэг юм. Уламжлалт нисэх буух зурвасууд нь хөлдөлт-гэсэлтийн мөчлөг, хүнд ачаа, өндөр давтамжтай нисэх онгоцны хөдөлгөөнөөс үүдэлтэй хагарал, суулт зэрэг асуудалд өртөмтгий байдаг; үүнээс гадна, ийм нисэх буух зурвасын засвар үйлчилгээний зардал нь өндөрлөг газар, эргийн бүс нутаг зэрэг эрс тэс орчинд онцгой өндөр байдаг.Базальт эслэг технологийн дэвшлийг хоёр үндсэн аргаар хэрэгжүүлдэг: Нэгдүгээрт, бетонд 0.3% эзлэхүүний харьцаатай жижиглэсэн базальт ширхэгийг оруулснаар гурван хэмжээст хагарал зогсоох сүлжээ үүсдэг. Энэ нь хучилтын ан цавыг 0.02 мм-ийн дотор хязгаарлаж, улмаар хагарлын эсэргүүцлийг мэдэгдэхүйц нэмэгдүүлдэг. Хоёрдугаарт, уламжлалт ган арматурын торыг орлуулахын тулд нислэгийн зурвасын суурь эсвэл гадаргуугийн давхаргад базальт ширхэгийн тор тавьснаар хучилтын деформацид тэсвэртэй байдал болон нийт бүтцийн бүрэн бүтэн байдал улам бүр нэмэгддэг. Өөр өөр үйл ажиллагааны орчны олон янзын шаардлагыг хангахын тулд "базальт ширхэг ба резинэн ширхэг"-ийг хослуулсан эрлийз арматурын стратегийг ашиглаж болно. Резинэн ширхэгийн агууламж 10% хүрэхэд бетоны шахалтын бат бэх 27.5% -иар нэмэгдэж, гулзайлтын бат бэх 19.6% -иар нэмэгдэж, хөлдөлтийн гэсэлтийн эсэргүүцэл 11.1% -иар нэгэн зэрэг сайжирдаг. Энэхүү шийдэл нь өндөрлөг газрын нисэх онгоцны буудлуудад хөлдөлтийн гэсэлтийн гэмтэл, эргийн нисэх онгоцны буудлуудад давс-манангийн зэврэлт зэрэг чухал асуудлуудыг үр дүнтэй шийдвэрлэдэг. Энэхүү технологийг ашигладаг нисэх онгоцны буудлын буудлын гүйлтийн замууд нь ачаалал даах чадварыг 30%-иар, ядрах хугацааг 50%-иар нэмэгдүүлдэг болохыг практик хэрэглээ харуулсан; цаашлаад засвар үйлчилгээний мөчлөгийг уламжлалт таван жилээс арван жил болгон сунгасан. Энэхүү технологийг хэрэгжүүлсэн олон улсын нэг нисэх онгоцны буудалд буудлын ашиглалтын хугацааг 30%-иар сунгаж, засвар үйлчилгээний зардлыг 40%-иар бууруулж, үйл ажиллагааны үр ашгийг мэдэгдэхүйц сайжруулсан.

Инновацийн хоёр дахь чиглэл нь агаарын хөдөлгөөний удирдлагын цамхаг болон навигацийн байгууламжийг хөнгөн болгох явдал юм. Нам дор газрын агаарын хөдөлгөөний "мэдрэлийн төвүүд" болох эдгээр байгууламжууд нь зөвхөн салхи, газар хөдлөлтийн үйл ажиллагаанд тэсвэртэй байдлыг багтаасан бүтцийн тогтвортой байдлыг хангахаас гадна навигаци болон харилцаа холбооны дохионд саад учруулахаас урьдчилан сэргийлэх маш сайн цахилгаан соронзон нийцтэй байх ёстой. Үүний зэрэгцээ, өндөрлөг газрын барилга байгууламжтай холбоотой дотоод бэрхшээлүүд, ялангуяа холбогдох бэрхшээлүүд болон төслийн хугацааг уртасгах зэрэг асуудлыг яаралтай шийдвэрлэх шаардлагатай байна. Базальт шилэн технологи нь нийлмэл материалд зориулсан интеграл хэвний аргыг хэрэглэснээр энэ салбарт нээлт хийж байна. Уламжлалт төмөр бетон бүтээцийг орлуулахын тулд Базальт шилэн арматуртай полимер (BFRP) нийлмэл материалыг ашигласнаар хяналтын цамхагийн нийт жинг 70% -иар бууруулж, салхи, газар хөдлөлтийн хүчинд тэсвэртэй байдлыг нэгэн зэрэг 50% -иар нэмэгдүүлдэг. Түүнчлэн, материалын онцгой цахилгаан тусгаарлагч болон цахилгаан соронзон долгионы тунгалаг байдал нь радар, харилцаа холбооны систем зэрэг электрон тоног төхөөрөмжийн хэвийн ажиллагаанд саад учруулахгүй байхыг баталгаажуулдаг. Бүтэц доторх чухал ачаалал даах зангилааны хувьд "базальт шилэн-хөнгөн цагаан хайлшийн эрлийз систем"-ийг ашиглаж болно; Энэхүү тохиргоонд зангилааны даацыг бэхжүүлэхэд хөнгөн цагаан хайлшийг ашигладаг бол үндсэн бүтцийн бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг BFRP-ээр бүтээж, хөнгөн жин болон зэврэлтээс хамгаалах чадварыг хангаж, улмаар гүйцэтгэл болон аюулгүй байдлын хоорондын оновчтой тэнцвэрийг бий болгодог. Цаашилбал, модульчлагдсан дизайны философийг нэгтгэснээр базальт шилэн хяналтын цамхагийн гол бүрэлдэхүүн хэсгүүдийг үйлдвэрийн нөхцөлд урьдчилан бэлтгэх боломжтой бөгөөд зөвхөн газар дээр нь угсрах, холбох шаардлагатай болдог. Энэхүү арга нь барилгын мөчлөгийг 40%-иас дээш хувиар богиносгож, өндөрлөг газрын ажилтай холбоотой эрсдлийг бууруулж, барилгын аюулгүй байдлын нийт эрсдлийг бууруулдаг. Далайн уур амьсгалтай бүс нутагт эдгээр цамхаг болон холбогдох навигацийн байгууламжуудын давсны шүршигч зэврэлтэд тэсвэртэй байдал нь онцгой гайхалтай бөгөөд тэдгээр нь мэдэгдэхүйц хөгшрөлтийн шинж тэмдэггүйгээр 20 жилийн ашиглалтын хугацааг дуусгах боломжийг олгодог. Ерөнхий нисэх онгоцны буудалд базальт шилэн хяналтын цамхагийг нэвтрүүлсний дараа барилгын хугацаа эрс багассан төдийгүй нийт ашиглалтын хугацааны зардлыг 35%-иар бууруулсан нь эдийн засаг, техникийн ач холбогдолтой болохыг харуулж байна.

Гурав дахь гол тал нь намхан өндөрт байрлах замын хөдөлгөөний сүлжээг дэмжих дэд бүтцийг бэхжүүлэх явдал юм. Үүнд янз бүрийн хөөрөх/буух цэгүүд болон ложистикийн төвүүдийг холбосон гүүр, хонгил, виадукт зэрэг байгууламжууд багтана. Эдгээр байгууламжууд нь өндөр давтамжтай замын хөдөлгөөний ачааллыг тэсвэрлэх шаардлагатай; үүнээс гадна зарим нь газар доор эсвэл эргийн бүсэд байрладаг тул ачаалал даах чадвар, ус нэвтрүүлдэггүй байдал, бат бөх чанарын талаар маш хатуу шаардлага тавьдаг. Базальт шилэн материал нь энэ хүчин чармайлтад голчлон хоёр замаар хувь нэмэр оруулдаг: арматур солих болон бүтцийн арматур. Шинэ барилгын төслүүдэд уламжлалт ган арматурыг базальт шилэн арматураар бүрэн орлуулах нь, ялангуяа гүүрний гол дам нуруу, хонгилын доторлогоо зэрэг чухал бүрэлдэхүүн хэсгүүдэд бүтцийн жинг 50% бууруулж, ачаалал даах чадварыг 60% нэмэгдүүлэх боломжтой. Цаашилбал, энэ нь ашиглалтын хугацааг уламжлалт 50 жилээс 80 жил хүртэл сунгаж, катодын хамгаалалт (ихэвчлэн ган арматурт шаардлагатай) шаардлагагүй болгож, улмаар урт хугацааны засвар үйлчилгээний зардлыг мэдэгдэхүйц бууруулдаг. Хуучирсан дэд бүтцийг шинэчлэх, өргөжүүлэх зорилгоор бүтцийн арматурт базальт шилэн торыг ашиглах нь одоо байгаа байгууламжийн даац, газар хөдлөлтийн эсэргүүцлийг хурдан нэмэгдүүлэх, нам дор газрын эдийн засгийн шаардлагад нийцүүлэхэд саад учруулж болзошгүй гүйцэтгэлийн дутагдлыг үр дүнтэй арилгах боломжийг олгодог. Гадаргуугийн холболтын гүйцэтгэлийг цаашид оновчтой болгохын тулд "базальт шилэн-наноматериалын синергетик арматур" аргыг ашиглаж болно; наноматериалыг ашиглан шилэн материалын гадаргууг өөрчлөх замаар шилэн материал болон бетоны хоорондох гадаргуугийн холболтын бат бөх чанарыг 47%-иар нэмэгдүүлж, улмаар арматурын үр нөлөөг хамгийн их байлгах боломжийг олгодог. Нам дор газрын ложистикийн төвийн виадуктын засварын төсөлд базальт шилэн арматурыг ашигласнаар гүүрний газар хөдлөлтийн эсэргүүцлийн зэрэглэлийг 7-р зэргээс 9-р зэрэг болгон амжилттай сайжруулж, нам дор газрын ложистикийн тээврийн хэрэгслээс өндөр давтамжтай хөдөлгөөний шаардлагыг бүрэн хангасан. Үүний зэрэгцээ засварын зардлыг 40%-иар бууруулж, ашиглалтын хугацааг 50%-иар уртасгасан тул хөгширсөн байгууламжийг үр ашигтай, үр дүнтэй шинэчлэх боломжтой болсон. Эцэст нь туслах байгууламж болон үйл ажиллагааны системийг шинэчлэх ажил хийгдэж байна. Эдгээр байгууламжууд нь гол ачаалал даах байгууламж биш боловч нам дор газрын дэд бүтцийн нийт үйл ажиллагааны үр ашиг, аюулгүй байдалд шууд нөлөөлдөг; жишээнд нисэх онгоцны буудлын ус зайлуулах хоолой, түлшний хангамжийн систем, цахилгааны кабелийн хамгаалалтын хоолой орно. Нийлмэл өөрчлөлтийн технологийн тусламжтайгаар базальт шилэн кабелийг базальт шилэн нийлмэл хоолойг боловсруулахад ашигласан. Нисэх онгоцны буудлын ус зайлуулах хоолой болон түлшний хангамжийн системд ашиглахад хүчил, шүлт, зэврэлтэд онцгой тэсвэртэй тул хоолойн ашиглалтын хугацааг гурав дахин нэмэгдүүлдэг.

Түүнчлэн, тэдгээр нь зэврэлтээс үүдэлтэй алдагдлын асуудлыг арилгаж, улмаар ашиглалт болон засвар үйлчилгээний эрсдэлийг мэдэгдэхүйц бууруулдаг. Цахилгааны кабелийн хамгаалалтын хүрээнд базальт шилэн кабелийн суваг нь уламжлалт хоолойн материалтай харьцуулахад мэдэгдэхүйц давуу дулаалгын шинж чанарыг харуулдаг; тэдгээрийн температурын эсэргүүцлийн хүрээг 70°C-аас 200°C хүртэл өргөжүүлсэн нь өндөр температурын орчинд галын эрсдэлийг үр дүнтэй бууруулсан. Нэмж дурдахад, тэдгээр нь цохилт болон хөгшрөлтөд маш сайн тэсвэртэй тул нарийн төвөгтэй гаднах орчинд тохиромжтой болгодог. Илүү ирээдүйтэй хэрэглээнд базальт шилэн кабелийг ухаалаг материалтай гүнзгий нэгтгэх, ялангуяа эд анги үйлдвэрлэх явцад мэдрэгч суурилуулах замаар бүтцийн эрүүл мэндийн хяналтыг идэвхжүүлэх орно. Энэхүү чадвар нь байгууламж доторх стрессийн хэлбэлзэл болон температурын хэлбэлзэл зэрэг өгөгдлийг бодит цаг хугацаанд нь авах боломжийг олгодог бөгөөд болзошгүй аюулгүй байдлын аюулын талаар цаг тухайд нь сэрэмжлүүлэг өгөх боломжийг олгодог. Эцсийн эцэст энэ нь нам өндөрлөг газрын дэд бүтцийг "идэвхгүй засвар үйлчилгээ"-ний загвараас "урьдчилан сэргийлэх сэрэмжлүүлэг" болгон хувиргаж, улмаар ашиглалтын аюулгүй байдал, найдвартай байдлыг улам сайжруулдаг.