Riċerka dwar il-fibri tal-bażalt f'applikazzjonijiet tal-inġinerija ċivili

1. Direzzjonijiet ewlenin tal-applikazzjoni

• Materjali ta' rinfurzar tal-konkrit

Konkrit tal-Fibra (BFRC): Shortcut Fibra tal-Bażalts (6-24mm) jitħalltu mal-konkrit (ammont ta' taħlita 0.1%-0.5%), li jista' jtejjeb b'mod sinifikanti r-reżistenza għax-xquq (inaqqas il-wisa' tax-xquq bi 30%-50%), ir-reżistenza għall-impatt (tiżdied b'2-3 darbiet), u d-durabbiltà (ir-reżistenza għaċ-ċikliżmu tal-iffriżar u t-tidwib tiżdied b'40%).

Sostituzzjoni tar-rinfurzar tal-azzar: F'ambjenti korrużivi (eż. inġinerija marittima), vireg tar-rinfurzar tal-fibra tal-bażalt (Vireg tal-BFRP) jista' jissostitwixxi r-rinfurzar tal-azzar biex jiġu evitati problemi ta' korrużjoni. Pereżempju, l-użu ta' bfrp It-tisħiħ fil-pilastri ta' pont trans-baħar fi Qingdao huwa mistenni li jestendi l-ħajja tiegħu għal aktar minn 100 sena.

• Tisħiħ u tiswija strutturali

Drapp tal-Fibra/Rinfurzar tal-Malja: Drapp tal-fibra tal-bażalt (saħħa tat-tensjoni ≥2000MPa) jitwaħħal fuq il-wiċċ ta' travi u kolonni, u dan jista' jżid il-kapaċità tat-tagħbija b'20%-30%. Pereżempju, wara li pont antik f'Sichuan jiġi msaħħaħ b'drapp BF, il-klassifikazzjoni tat-tagħbija tiġi aġġornata minn Highway-II għal Klassi I.

Tisħiħ sismiku: kompożiti rinforzati bil-fibra (BFRP) kolonni tal-konkrit imgeżwra, li jistgħu jtejbu d-duttilità u l-kapaċità li jikkunsmaw l-enerġija, u huma adattati għal bini f'żoni suxxettibbli għat-terremoti.

• Strutturi komposti ġodda

Pannelli sandwich tal-polimeru tal-fibra tal-bażalt: użati għal soqfa ħfief u ħitan diviżorji, kemm b'saħħa għolja kif ukoll b'insulazzjoni termali (konduttività termali ≤ 0.05 W/mK).

Materjali tal-bini għall-istampar 3D: fibra tal-bażaltMaterjali tas-siment rinforzati jistgħu jirrealizzaw l-istampar ta' struttura kumplessa u jnaqqsu l-iskart tal-kostruzzjoni.

2. Vantaġġi Tekniċi u Dejta Ewlenija

3. Progress fir-Riċerka u Każijiet Tipiċi

• Riċerka domestika

L-Università ta' Tsinghua: żviluppat konkrit modifikat kompost minn fibra tal-bażalt u nano-silika b'żieda ta' 25% fis-saħħa kompressiva u tnaqqis ta' 60% fil-permeabilità tal-jone tal-klorur.

Università tax-Xlokk: teknoloġija proposta ta' raġġ tal-konkrit rinforzat b'laminat BF/reżina epossidika, ħajja tal-għeja estiża b'aktar minn 3 darbiet.

• Applikazzjoni internazzjonali

Ġappun: Wara t-terremot ta' Hanshin, bini għoli f'Osaka adotta ħajt shear rinforzat b'malja BF, u l-prestazzjoni sismika tjiebet b'40%.

Ewropa: Il-konkrit rinforzat bil-BF intuża f'bibien għall-kontroll tal-għargħar f'Venezja, l-Italja, b'ħajja ta' 50 sena kontra l-erożjoni tal-ilma baħar.

• Każijiet tal-Inġinerija

Pont bejn iċ-Ċina u Hong Kong-Zhuhai-Macao: Fibra tal-bażalt Materjal kompost jintuża fis-saff kontra l-korrużjoni ta' xi mollijiet, u b'hekk inaqqas l-ispiża tal-manutenzjoni bi 30%.

L-Istati Uniti - San Francisco Bay Area Rapid Transit (BART): Id-drapp BF jintuża fit-tisħiħ tal-kisi tal-mini, u r-reżistenza għad-deformazzjoni tiżdied b'25%.

4. Sfidi u Direzzjonijiet Futuri

• Problemi eżistenti

Prestazzjoni insuffiċjenti ta' twaħħil interfaċjali: l-interfaċċja bejn il-fibra u l-konkrit/reżina hija suxxettibbli għat-tqaxxir, jeħtieġ li jiġu żviluppati aġenti ġodda ta' akkoppjar (eż., modifikaturi tas-silan).

Nuqqas ta' dejta dwar il-prestazzjoni fit-tul: karatteristiċi ta' creep tar-rinfurzar tal-BF f'ambjent ta' temperatura għolja u umdità għolja (aktar minn 10 snin ta' dejta għadha mhux perfetta).

Uniformità tas-sistema standard: l-ispeċifikazzjonijiet tad-disinn tal-inġinerija għall-materjali BF f'diversi pajjiżi għadhom ma ġewx stabbiliti għalkollox (iċ-Ċina ħarġet GB/T 38143-2019, iżda d-dettalji tal-applikazzjoni għad iridu jiġu rfinuti).

• Direzzjoni futura tar-riċerka

Komposti tal-fibra intelliġenti: sensuri integrati biex jinkiseb monitoraġġ tas-saħħa strutturali (eż., tensjoni, għarfien personali tax-xquq).

Teknoloġija ta' preparazzjoni ekoloġika: tnaqqas it-temperatura tat-tidwib u tat-tpinġija (bħalissa teħtieġ 1400-1500 ℃), u żviluppa proċess b'livell baxx ta' karbonju.

Tisħiħ sinerġistiku fuq skala multipla: taħlit ma' fibra tal-karbonju u fibra tal-azzar biex jinbnew komposti ta' gradjent.

5. Sommarju

L-applikazzjoni ta' fibra tal-bażalt Fl-inġinerija ċivili għaddiet mil-laboratorju għall-prattika tal-inġinerija, u l-attributi kosteffettivi u favur l-ambjent tagħha jaqblu mad-domanda għal bini ekoloġiku taħt il-mira ta’ “karbonju doppju”. Fil-futur, huwa meħtieġ li jinkisru l-ottimizzazzjoni tal-interfaċċja, il-verifika tad-durabbiltà fit-tul u teknoloġiji ewlenin oħra, u fl-istess ħin jiġi promoss it-titjib tal-ispeċifikazzjonijiet tad-disinn u s-sinerġiji tal-katina industrijali, sabiex tiġi aċċellerata l-applikazzjoni tagħha fuq skala kbira f’infrastruttura fuq skala kbira, inġinerija tal-baħar, prevenzjoni ta’ terremoti u diżastri u xenarji oħra.