Fa'aofuina o Fausaga o le Gataifale i "Ofu Puipui Puipui" e Fa'aaoga ai Papa Mauga Mu? O Alava Basalt e Tele-Scale e Fa'aumatia ai le Pa'u o le 'Ele mo Alava U'amea

O alalaupapa e sopoia ai le sami, o nofoaga e fa'atautaia ai galuega i le sami loloto, o fa'ato'aga matagi i fafo... E ui o nei "mea tetele" na fausia i le vasa e matagofie i le va'ai, ae latou te onosaia le "fa'atiga mata'utia" i aso uma o le soloia o galu, le 'ele o le masima ma le alkali, ma le fesuia'i o ta'amilosaga susu ma mago. I se siosiomaga fa'apena, ia mautinoa o lo'o fa'ama'a'aina Fausaga Sima o le tumau pea ona lelei—e aunoa ma le gau, māvaevae, poʻo le faʻaletonu vave—ua leva ona avea ma luʻitau faigata mo le lalolagi o inisinia.
Mo se taimi umi, Alava U'ameaE masani ona fa'aopoopoina i totonu o le sima e fa'amalosia ai le malosi ma puipuia ai le māvaevae. Peita'i, e masani ona le fetaui alava u'amea mo tulaga faigata o le masima ma le vai o le sami; o le taimi lava e ulufia ai e le chloride ions ia avanoa i totonu o le sima, e 'ele ma fa'alauteleina alava u'amea, ma mafua ai ona māvaevae le sima mai totonu i fafo ma fa'avavevave ai le pa'ū o le fausaga.
Talu ai nei, o se suʻesuʻega fou o meafaitino na taulaʻi i le tumau maualuga mo le inisinia o le gataifale ua ofoina mai ai se fofo e matua folafolaina tele: alava basalt—e gaosia e ala i le tosoina o manoa mai papa mauga mu masani—e mafai ona faʻaaogaina e ufiufi ai le sima o le sami i se vaega o le "ofutau" e toetoe lava a puipuia mai le ele. E ausia lenei mea e ala i se faʻataʻitaʻiga faʻavasegaina tele-fua e faʻaalia ai le tuʻufaʻatasiga o "alava tetele mo le faʻapipiʻiina o le fausaga" ma "alava laiti mo le faʻamaufaʻailogaina o pu."

I. O Mea Lilo e Tetee atu ai i le 'Ele o lo'o Natia i totonu o Papa Mauga

O le foʻia o faʻaletonu taua o loʻo iai i meafaitino o loʻo iai nei—aemaise lava le faigofie ona pala o alava uʻamea ma le masani ona tuai ma pala o alava faʻalenatura (e pei o le polypropylene poʻo le polyvinyl alcohol) i totonu o siosiomaga sima alkaline—Basalt O alava e faʻaalia ai ni tulaga lelei faʻapitoa o meafaitino. E gaosia e ala i le faʻamalūlūina o papa mauga mu mama i le vevela maualuga tele ma tosoina i totonu o alava, o lo latou faʻavae autu e aofia ai se fesoʻotaʻiga amorphous o le silicon-oxygen ma le alumini-oxygen bond. O lenei fausaga masani, e faʻavae i luga o maʻa e faʻaalia ai le maualuga tele o le inertness o vailaʻau pe a faʻaalia i vai puʻe alkaline malosi i totonu o le sima ma le siosiomaga maualuga-masima o le sami, ma o lea e faʻaumatia ai tulaga lamatia faʻaletino e fesoʻotaʻi ma le "corrosion, ele, ma le volumetric expansion." Ina ia ausia le teteʻe sili atu i le māvaevae ma le impermeability, o suʻesuʻega lata mai e vavae ese mai le paradigm masani "single-fiber", ma fautuaina ai se "multi-scale homogeneous basalt fiber system":

Fa'asolosolo Fa'atulagaina Alava Basalt (SBF): O alava mafiafia, uumi, ma milo ua salalau solo i totonu o le matrix; o la latou galuega autu o le fa'afeso'ota'i ma fusifusia fa'atasi macro-cracks o lo'o iai, ma maua ai le malosi fa'apipi'i ma le fa'ama'a'a o le tensile pe a uma ona ta'e.

O alava maikolo o le basalt ua tipiina (NBF): O alava maikolo manifinifi, e pei o oneone, e fa'apipi'i mau i totonu o pu ma ala laiti i totonu o le sima ua fa'ama'a'aina, e poloka lelei ai auala e sosolo ai le vai i totonu o le sami ma taofia ai le sosolo o māvaevae laiti.

O lenei fuafuaga o le "tu'ufa'atasiga mafiafia ma manifinifi" e fausia ai se 'upega mafiafia ma lavelave ua lalagaina loloto i totonu o le fausaga sima—o se faiga puipuiga atoatoa e taulimaina ai le le mafai ona sosolo i totonu ma le puleaina o māvaevae i le taimi e tasi.

II. O se Su'ega "Mata'utia" mo le 270-Aso i le Uila i le Vai ma le Mago

Ina ia iloa pe mafai e lenei sima fou ona ausia le "umi o le ola" i se siosiomaga o le sami, na faʻataʻitaʻi e le 'au suʻesuʻe se siosiomaga susu-mago e matuā faigata lava. O lenei mea e aofia ai le faaluaina o le malosi o le vai o le sami ma faʻatinoina faʻataʻitaʻiga i ni taamilosaga fesuiaʻi o le faʻamago i le vevela maualuga (i le 45°C) ma le faʻatumu atoa—faʻatasi ai ma vaitaimi taʻitasi e 24-itula e avea ma taamilosaga atoa e tasi o le susu-mago.
A maeʻa ona onosaia aso e 270 o lenei faigata tele, o faʻataʻitaʻiga sima e aofia ai faiga eseese o alava na faʻaalia ai ni taunuuga eseese o le faʻatinoga:

Vaega Fa'afefiloi e tele-fuainumera (B15N02: e pei o le 1.5% alava mafiafia + 0.2% alava maikolo): O lenei vaega na maua ai ni taunuuga mata'ina tele. Ina ua mavae aso e 270, o lona fua faatatau o le taofia o le malosi o le flexural na tulaga ese i le 76.14%, ae o lona fua faatatau o le taofia o le malosi o le māvaevae na o'o atu i le 90.67%. E le gata i lea, o le leiloa o le tele e mafua mai i le malepelepe o le fogaeleele ona o le aafia i le vai e na'o le 1.43%. Ina ua feagai ma le tau o le siosiomaga, o le faagasologa atoa o le faaleagaina o meafaitino na faagasolo i se saoasaoa telegese ma faasolosolo malie.

Vaega Fa'afefiloi o le Alava U'amea (S15N02): A'o le'i amataina le 'ele, o lenei vaega na fa'aalia le maualuga tele o le fa'atinoga o le viliina i le amataga—o se taunuuga tuusa'o lea o le malosi tele o alava u'amea lava ia. Peita'i, i le aso e 270, o le sima fa'amalosia i le alava u'amea ua o'o i se suiga tele ma le mata'utia i le fa'atinoga. Ona o le tele o le 'ele, o lona fua fa'atatau tutusa o le taofia o le malosi o le viliina na pa'ū i le 50.22% (ma fa'aitiitia ai lona malosi i le afa); i la'asaga mulimuli ane, na iloagofie ai mamanu fa'alauteleina ma māvaevae e mafua mai i le 'ele.

III. O se Fete’ena’iga Fa’amikroskopi: Aiseā e Pa’ū ai le U’amea ae Tumau Pea le Mausali o le Basalt?

O ata na pu'eina e ala i le Scanning Electron Microscopy (SEM) e fa'aalia sa'o ai le natura autū o le eseesega o le fa'atinoga i le va o meafaitino e lua:

O le Fa'aletonu Mata'utia o Uamea: E faigofie ona sosolo atu le vai sami ma le okesene i totonu o avanoa laiti i totonu o le sima e pa'i atu ai i le u'amea, ma mafua ai le ele tele o le eletise. O le tele o le ele u'amea enaena-mumu e mafua mai ai e fa'alauteleina i le va o le 2 ma le 6.5 taimi o lona tele muamua. O lenei mamafa tele i totonu e "tuleia" sa'o lava i le sima o lo'o siomia ai, ma mafua ai se feso'ota'iga o māvaevae laiti. A'o fa'ateteleina le fa'aleagaina i totonu, e matua'i fa'aleagaina le fusi i le va o uamea u'amea ma le sima; i le iuga, i lalo o le mamafa, e faigofie ona toso ese pe se'e ese ia uamea—pe atoa pe vaega—ma leiloa ai lo latou malosi fa'atulagaina.

O le Fetuunaiga Malū o Alava BasaltE leai se fa'alauteleina o le voluma o alava basalt pe a fa'aalia i le vai. O lo latou fa'agasologa o le hydrolysis—e iloga i le soloia mālie o fusi Si-O-Si—e fa'agasolo i se saoasaoa telegese, ma e na'o le i'u ai i ni pitting laiti ma le fa'amata'utia o le fogaeleele i le nanoscale. E mamao ese mai le fa'aleagaina o le matrix, o lenei fa'amata'utia maaleale o le fogaeleele e fa'amalosia ai le fete'ena'iga i le va o alava ma le sima o lo'o siomia ai.

E le gata i lea, o mamanu o le paluga sima e masani ona faʻaaogaina ai mea e maua mai i le gaosiga—e pei o le lefulefu lele ma le otaota—e sui ai le sima masani. E ui o lenei faiga e faʻaitiitia ai le faʻasaʻolotoina o le kaponi i le taimi o le gaosiga e 27%, ae e faʻaitiitia ai foʻi le alkalinity mo se taimi umi o le sima. O lenei mea e fausia ai se "kapsule puipuia e teteʻe atu i le alkali" mo alava basalt, ma taofia atili ai lo latou saoasaoa o le soloia.

IV. Galue faatasi ma māvaevae? E mafai foi ona puipuia ai faaleagaina i le lumanai

I faʻaaogaina faʻainisinia i le lalolagi moni, e masani ona faʻagaoioia vaega faʻatulagaina i lalo o tulaga "faʻaleagaina". Ina ia faʻataʻitaʻi lenei mea moni, na faʻatupuina e le 'au suʻesuʻe ni māvaevae laiti e amata mai le 0.1 mm i le 0.3 mm le lautele i totonu o faʻataʻitaʻiga o suʻega:

I le vaega o alava u'amea, o le iai o nei māvaevae laiti na mafai ai e le susu ona ulu sa'o atu i le sone tensile; o lenei mea na mafua ai ona vave leiloa le gafatia o alava u'amea e fa'apipi'i ai ma fa'aitiitia ai le ductility o le mea. O le vaega homogeneous multi-scale basalt fiber e fa'aalia ai le onosa'i tele i fa'aleagaina i totonu o le va o le tatalaina o māvaevae mai le 0.1 mm i le 0.2 mm, e ausia e ala i le gaioiga fa'atasi o le "pinning" e alava manifinifi ma le "tensioning" e alava mafiafia. E tusa lava pe fa'alauteleina māvaevae ua iai muamua i le 0.3 mm, e tumau pea le maualuga o le gafatia o le avega flexural-tensile, ma fa'alauteleina ai le tulaga saogalemu mo fausaga ua fa'aleagaina i fa'aoga fa'ainisinia o le sami.

Faaiuga

Mai le vaaiga o le "Tau o le Taamilosaga o le Olaga (LCC)" ma le fa'asaoina o le siosiomaga e maualalo le kaponi, e ui o alava basalt e ono mafua ai ni tau maualuga teisi i le amataga ona o la latou faiga fa'apitoa o le tosoina, o lo latou natura e toetoe lava a "leai se tausiga" i le taimi atoa o lo latou olaga tautua e ofoina atu ai ni fa'amanuiaga taua mo se taimi umi. I le umi o le fa'agaioiga o se galuega faatino—e masani lava mai le 50 i le 100 tausaga—o lo latou fa'aaogaina e le gata ina ave'esea ai le aofa'i tele ma le le'i mafaufauina o tau e feso'ota'i ma le fa'aleleia soo ma le fa'aogaina o ufiufi e tete'e ai i le 'ele, ae fa'aitiitia ai fo'i le mamafa o le fausaga, ma fa'asaoina ai tupe fa'aalu i felauaiga ma totogifuapauina o le totogiina o va'a tetele i fafo.

I se vaitaimi o loʻo tutusa ai le faʻamamafa i le faʻaitiitia o le kasa kaponi i le gasologa atoa o le olaga o se galuega ma ia mautinoa le saogalemu o inisinia, o lenei "ofutau e teteʻe atu i le ele"—e faia mai papa mauga mu—ua tulaʻi mai o se leoleo e sili atu le saogalemu ma le faʻauo i le siʻosiʻomaga mo galuega faatino o le malosiaga mama i le gataifale, e pei o fesoʻotaʻiga felauaiga i le vasa ma faʻatoʻaga matagi i fafo.