Kodi Mumavala Zovala Zam'madzi ndi "Zovala Zoteteza Zipolopolo" Pogwiritsa Ntchito Mwala Wophulika? Ulusi Wa Basalt Wamitundu Iwiri Umathetsa Kusokonekera kwa Ulusi Wachitsulo

Milatho yodutsa nyanja, malo otsetsereka a madzi akuya, mafamu amphepo a m'mphepete mwa nyanja... Ngakhale kuti "zimphona zazikulu" zimenezi zomangidwa m'nyanja ndi zokongola kuziona, zimapirira "kuzunzidwa kwankhanza" kwa tsiku ndi tsiku kwa kukokoloka kwa mafunde, dzimbiri la mchere ndi alkali, komanso kusinthana kwa nyengo yonyowa ndi youma. M'malo otere, kuonetsetsa kuti zimauma Kapangidwe ka Konkriti Kukhalabe kolimba—kopanda kusweka, kusweka, kapena kulephera msanga—kwakhala vuto lalikulu kwa anthu opanga mainjiniya padziko lonse lapansi kwa nthawi yaitali.
Kwa nthawi yayitali, Ulusi wa ChitsuloKawirikawiri zinthuzi zimayikidwa mu konkriti kuti ziwonjezere kulimba ndikuletsa ming'alu. Komabe, ulusi wachitsulo nthawi zambiri sugwirizana ndi nyengo yovuta ya mchere ndi madzi a m'nyanja; ma chloride ions akalowa m'ming'alu mkati mwa konkriti, ulusi wachitsulo umayamba dzimbiri ndikukulirakulira, zomwe zimapangitsa kuti konkritiyo isweke kuchokera mkati ndikuwonjezera kugwa kwa kapangidwe kake.
Posachedwapa, kafukufuku watsopano wokhudza kulimba kwa uinjiniya wa m'madzi wapereka yankho labwino kwambiri: ulusi wa basalt—yopangidwa pogwiritsa ntchito zingwe zochokera ku miyala yachilengedwe ya volcano—ingagwiritsidwe ntchito kuphimba konkire ya m'nyanja ndi "zida" zomwe sizingavulale dzimbiri. Izi zimachitika kudzera mu chitsanzo cha gradation chamitundu yambiri chokhala ndi kuphatikiza kwa "ulusi waukulu womangira" ndi "ulusi waung'ono womangira ma pore."

I. Zinsinsi Zotsutsana ndi Kutupa Zobisika M'thanthwe la Ziphalaphala

Kuthana ndi zolakwika zazikulu zomwe zimapezeka mu zipangizo zomwe zilipo—makamaka kuthekera kwa ulusi wachitsulo kuchita dzimbiri komanso kuthekera kwa ulusi wachilengedwe (monga polypropylene kapena polyvinyl alcohol) kukalamba ndikuwonongeka mkati mwa konkriti ya alkaline—Basalt Ulusi umasonyeza ubwino wapadera wa zinthu zakuthupi. Wopangidwa ndi kusungunula miyala yachilengedwe ya volcano kutentha kwambiri ndikuipangitsa kukhala ulusi, kapangidwe kake kamkati kamakhala ndi netiweki yopanda mawonekedwe ya ma bond a silicon-oxygen ndi aluminiyamu-oxygen. Kapangidwe kachilengedwe kameneka, kozikidwa pa miyala, kamakhala ndi kusakhala ndi mankhwala ambiri pamene kakumana ndi madzi amchere amchere mkati mwa konkire komanso malo okhala ndi mchere wambiri m'madzi a m'nyanja, motero kumachotsa zoopsa zakuthupi zokhudzana ndi "kudzikundikira, dzimbiri, ndi kukula kwa volumetric." Kuti akwaniritse kukana kwabwino kwa ming'alu ndi kusalowa madzi, kafukufuku waposachedwa akusiyana ndi njira yachikhalidwe ya "single-fiber", m'malo mwake akupereka lingaliro la "njira yolumikizirana ya basalt fiber" yambiri:

Zopindika Zazikulu Ulusi wa Basalt (SBF): Ulusi wolimba, wautali, komanso wopindika womwe umafalikira m'kati mwake; ntchito yawo yayikulu ndikulumikiza ndikugwirizanitsa ming'alu yayikulu yomwe ilipo, motero imapereka kulimba kwa flexural pambuyo pa ming'alu komanso kulimba kwa tensile.

Micro-structural Chopped Basalt Microfibers (NBF): Microfibers zabwino zomwe, monga mchenga, zimamangirira mwamphamvu m'mabowo ndi ngalande zazing'ono mkati mwa simenti yolimba, zomwe zimatseka bwino njira zolowera m'madzi a m'nyanja ndikuletsa kufalikira kwa ming'alu yaying'ono yoyambira.

Njira iyi "yophatikizana bwino" imapanga ukonde wolimba komanso wovuta womwe umalukidwa mkati mwa konkriti—njira yodzitetezera yokwanira yomwe imagwira ntchito yolimbana ndi kulowerera kwa madzi komanso ming'alu nthawi imodzi.

II. Kuyesa kwa "Nkhanza" kwa Masiku 270 Omwe Amanyowa ndi Ouma

Pofuna kudziwa ngati konkriti yatsopanoyi ingathe "kukhala ndi moyo wautali" m'malo okhala m'nyanja, gulu lofufuza linayesa malo okhala ndi madzi ouma komanso osinthasintha kwambiri. Izi zinaphatikizapo kuwirikiza kawiri kuchuluka kwa madzi a m'nyanja ndikuyika zitsanzozo m'malo osiyanasiyana ouma kutentha kwambiri (pa 45°C) ndi kukhuta kwathunthu—ndipo nthawi iliyonse ya maola 24 imapanga nthawi imodzi youma ndi madzi.
Pambuyo popirira masiku 270 a chizolowezi chovuta ichi, zitsanzo za konkriti zomwe zinali ndi makina osiyanasiyana a ulusi zinawonetsa zotsatira zosiyana kwambiri:

Gulu la All-Basalt Multi-scale Hybrid (B15N02: mwachitsanzo, 1.5% coarse ulusi + 0.2% microfibers): Gululi linapereka zotsatira zodabwitsa kwambiri. Patatha masiku 270, kuchuluka kwa mphamvu yolumikizana kwa flexural kunali 76.14%, pomwe kuchuluka kwa mphamvu yolumikizana koyamba kunafika 90.67%. Kuphatikiza apo, kutayika kwakukulu komwe kumachitika chifukwa cha kufalikira kwa pamwamba chifukwa cha madzi a m'nyanja kunali 1.43% yokha. Pamene zinthu zinawonongeka, njira yonse yowononga zinthu inkayenda pang'onopang'ono komanso pang'onopang'ono.

Gulu la Steel Fiber Hybrid (S15N02): Lisanayambe dzimbiri, gululi linawonetsa magwiridwe antchito apamwamba kwambiri oyamba a flexural—chotsatira cha kuuma kwa ulusi wachitsulo womwewo. Komabe, pofika masiku 270, konkire yolimbikitsidwa ndi ulusi wachitsulo inali itasintha kwambiri magwiridwe antchito ake. Chifukwa cha dzimbiri lalikulu, mphamvu yake yofanana ndi flexural inatsika kufika pa 50.22% (ndipo mphamvu yake inachepa ndi theka); m'magawo otsatira, mawonekedwe ndi ming'alu yodziwika bwino yomwe imabwera chifukwa cha dzimbiri inayamba kuonekera.

III. Kulimbana ndi Microscopic: Nchifukwa Chiyani Chitsulo Chimagwa Pamene Basalt Imakhalabe Yokhazikika?

Zithunzi zomwe zajambulidwa kudzera mu Scanning Electron Microscopy (SEM) zimavumbula mwachindunji mtundu wofunikira wa kusiyana kwa magwiridwe antchito pakati pa zinthu ziwirizi:

Kulephera Kwambiri kwa Ulusi wa Chitsulo: Madzi a m'nyanja ndi mpweya zimalowa mosavuta kudzera m'malo opanda kanthu a simenti kuti zigwirizane ndi chitsulo, zomwe zimayambitsa dzimbiri lamagetsi. Kuchuluka kwa dzimbiri la chitsulo chofiirira chofiira komwe kumachitika kumawonjezeka kufika pamlingo wapakati pa 2 ndi 6.5 kukula kwake koyambirira. Kupanikizika kwakukulu kwamkati kumeneku "kumakankhira" mwachindunji pa simenti yozungulira, ndikupanga netiweki ya ming'alu yaying'ono ya radial. Pamene kuwonongeka kwamkati kukukulirakulira, mgwirizano pakati pa ulusi wachitsulo ndi simenti umawonongeka kwathunthu; pamapeto pake, pamene unyolo uli ndi katundu, ulusiwo umakhala wosavuta kutulutsidwa kapena kutsetsereka—kaya kwathunthu kapena pang'ono—motero umataya kuuma kwawo kolumikizana.

Kusintha Kofatsa kwa Ulusi wa Basalt: Ulusi wa basalt sukukula konse ukakumana ndi madzi a m'nyanja. Njira yawo yothira madzi—yomwe imadziwika ndi kusungunuka pang'ono kwa ma bond a Si-O-Si—imapitirira pang'onopang'ono kwambiri, zomwe zimapangitsa kuti pakhale kuphulika pang'ono kwa malo ndi kuphulika kwa pamwamba pa nanoscale. M'malo mowononga matrix, kuphulika kwapansi kumeneku kumawonjezera kukangana pakati pa ulusi ndi konkire yozungulira.

Kuphatikiza apo, mapangidwe osakaniza konkire nthawi zambiri amagwiritsa ntchito zinthu zina zopangidwa ndi mafakitale—monga phulusa la ntchentche ndi slag—kuti zilowe m'malo mwa simenti yachikhalidwe. Ngakhale kuti njirayi imachepetsa mpweya woipa wa kaboni panthawi yopanga ndi 27%, imachepetsanso kwambiri alkalinity ya konkire kwa nthawi yayitali. Izi zimapangitsa kuti ulusi wa basalt ukhale wofewa, "wosagwira alkali", zomwe zimapangitsa kuti ulusiwo usungunuke mosavuta.

IV. Kugwira Ntchito ndi Ming'alu? Kungatetezenso Kuwonongeka Kwamtsogolo

Mu ntchito zenizeni zauinjiniya, zigawo za kapangidwe kake zimagwira ntchito mosasamala kanthu kuti "zavulala". Pofuna kutsanzira zenizenizi, gulu lofufuza linapanga ming'alu yaying'ono kuyambira 0.1 mm mpaka 0.3 mm m'lifupi mwa zitsanzo zoyesera:

Mu gulu la ulusi wachitsulo, kupezeka kwa ming'alu yaying'ono iyi kunalola chinyezi kulowa mwachindunji m'dera lolimba; izi zinapangitsa kuti mphamvu yolumikizira ulusi wachitsulo itayike mwachangu komanso kuti kusinthasintha kwa zinthuzo kuchepe kwambiri. Gulu la ulusi wa basalt wofanana kwambiri limasonyeza kulekerera kuwonongeka kwakukulu mkati mwa ming'alu yotseguka ya 0.1 mm mpaka 0.2 mm, zomwe zimachitika kudzera mu mgwirizano wa "kupina" ndi ulusi wopyapyala ndi "kukanikiza" ndi ulusi wopyapyala. Ngakhale pamene ming'alu yomwe ilipo kale ikukula kufika pa 0.3 mm, zinthuzo zimasunga mphamvu yonyamula katundu yopindika, motero zimakulitsa bwino malire achitetezo a nyumba zowonongeka mu ntchito zaukadaulo wapamadzi.

Mapeto

Kuchokera ku malingaliro a "Life Cycle Cost (LCC)" ndi kukhazikika kwa chilengedwe komwe kulibe mpweya woipa, ngakhale kuti ulusi wa basalt ukhoza kukhala ndi ndalama zoyambira zogulira zokwera pang'ono chifukwa cha njira yawo yapadera yojambulira, mtundu wawo "wopanda kukonza" nthawi yonse yomwe amagwira ntchito umapereka zabwino zazikulu kwa nthawi yayitali. Pa nthawi yonse yogwira ntchito ya polojekiti—nthawi zambiri kuyambira zaka 50 mpaka 100—kugwiritsa ntchito kwawo sikuti kungochotsa ndalama zambiri zosayembekezereka zokhudzana ndi kukonzanso pafupipafupi komanso kugwiritsa ntchito zokutira zotsutsana ndi dzimbiri, komanso kumachepetsa kwambiri kulemera kwa kapangidwe kake, motero kusunga ndalama zoyendera ndi ndalama zolipirira zoyendera zombo zazikulu zoyikira m'madzi.

Mu nthawi yomwe kulimbikitsana kofanana kumayikidwa pa kuchepetsa mpweya woipa wa carbon nthawi yonse ya pulojekiti ndikuwonetsetsa kuti pali chitetezo cha uinjiniya, "chida choteteza dzimbiri" ichi—chopangidwa kuchokera ku miyala ya volcano—chikuoneka ngati chitetezo chotetezeka komanso choteteza chilengedwe cha mapulojekiti a mphamvu zoyera za m'nyanja, monga maulalo oyendera mayendedwe odutsa nyanja ndi minda yamphepo ya m'mphepete mwa nyanja.