Hulumtime mbi fibrat e bazaltit në aplikimet e inxhinierisë civile

1. Udhëzimet kryesore të aplikimit

• Materiale përforcuese betoni

Betoni me fibra (BFRC): Prerje e shkurtër Fibër bazaltis (6-24 mm) përzihen në beton (sasia e përzierjes 0.1%-0.5%), gjë që mund të përmirësojë ndjeshëm rezistencën ndaj çarjeve (zvogëlojë gjerësinë e çarjeve me 30%-50%), rezistencën ndaj goditjeve (rritje me 2-3 herë) dhe qëndrueshmërinë (rezistenca ndaj ciklit të ngrirjes-shkrirjes rritet me 40%).

Zëvendësimi i përforcimit të çelikut: Në mjedise korrozive (p.sh. inxhinieri detare), shufrat përforcuese me fibra bazalti (Shiritat BFRP) mund të zëvendësojë përforcimin e çelikut për të shmangur problemet e korrozionit. Për shembull, përdorimi i bfrp Përforcimi në shtyllat e një ure ndër-det në Qingdao pritet të zgjasë jetëgjatësinë e saj në më shumë se 100 vjet.

• Përforcim dhe riparim strukturor

Përforcim me Pëlhurë/Rrjetë Fibre: Pëlhurë me fibra bazalti (rezistencë në tërheqje ≥2000MPa) ngjitet në sipërfaqen e trarëve dhe kolonave, gjë që mund të rrisë kapacitetin mbajtës të ngarkesës me 20%-30%. Për shembull, pasi një urë e vjetër në Sichuan përforcohet me pëlhurë BF, vlerësimi i ngarkesës përmirësohet nga Autostrada-II në Klasin I.

Përforcim sizmik: kompozite të përforcuara me fibra (BFRP) kolona betoni të mbështjella, të cilat mund të rrisin duktilitetin dhe kapacitetin konsumues të energjisë, dhe janë të përshtatshme për ndërtesat në zona të prirura ndaj tërmeteve.

• Struktura të reja kompozite

Panelet sanduiç me fibra bazalti-polimer: përdoren për çati dhe mure ndarëse të lehta, me rezistencë të lartë dhe izolim termik (përçueshmëri termike ≤ 0.05 W/mK).

Materialet e ndërtimit për printim 3D: fibër bazalti-Materialet e përforcuara me çimento mund të realizojnë printim me strukturë komplekse dhe të zvogëlojnë mbetjet e ndërtimit.

2. Avantazhet Teknike dhe të Dhënat Thelbësore

3. Progresi i kërkimit dhe rastet tipike

• Hulumtime vendase

Universiteti Tsinghua: zhvilloi beton të modifikuar kompozit me fibra bazalti-nano-silicë me rritje të rezistencës ndaj shtypjes prej 25% dhe ulje të përshkueshmërisë së joneve të klorurit prej 60%.

Universiteti Juglindor: teknologjia e propozuar e trarëve të betonit të armuar me laminat BF/rrëshirë epoksi, jetëgjatësia e lodhjes është rritur me më shumë se 3 herë.

• Aplikim ndërkombëtar

Japoni: Pas tërmetit Hanshin, një ndërtesë e lartë në Osaka përdori mur prerës të përforcuar me rrjetë BF, dhe performanca sizmike u përmirësua me 40%.

Evropë: Betoni i përforcuar BF u përdor në portat e kontrollit të përmbytjeve në Venecia, Itali, me një jetëgjatësi prej 50 vjetësh kundër erozionit nga uji i detit.

• Rastet e Inxhinierisë

Kina - Ura Hong Kong-Zhuhai-Makao: Fibër bazalti Materiali kompozit përdoret në shtresën anti-korrozioni të disa shtyllave, duke ulur koston e mirëmbajtjes me 30%.

SHBA - Tranziti i Shpejtë i Zonës së Gjirit të San Franciskos (BART): Pëlhura BF përdoret në përforcimin e veshjes së tuneleve dhe rezistenca ndaj deformimit rritet me 25%.

4. Sfidat dhe drejtimet e ardhshme

• Problemet ekzistuese

Performancë e pamjaftueshme e lidhjes ndërfaqësore: ndërfaqja midis fibrave dhe betonit/rrëshirës është e prirur ndaj zhveshjes, prandaj duhet të zhvillohen agjentë të rinj çiftëzues (p.sh., modifikues silani).

Mungesa e të dhënave të performancës afatgjata: karakteristikat e zvarritjes së përforcimit BF në mjedis me temperaturë të lartë dhe lagështi të lartë (të dhënat për më shumë se 10 vjet janë ende të papërsosura).

Uniformiteti i sistemit standard: specifikimet e projektimit inxhinierik për materialet BF në vende të ndryshme ende nuk janë përcaktuar plotësisht (Kina ka publikuar GB/T 38143-2019, por detajet e zbatimit duhet të përpunohen).

• Drejtimi i kërkimit në të ardhmen

Kompozite inteligjente me fibra: sensorë të integruar për të arritur monitorimin e shëndetit strukturor (p.sh., vetëdija për tendosjen, çarjet).

Teknologjia e përgatitjes së gjelbër: ulja e temperaturës së shkrirjes dhe tërheqjes (aktualisht nevojitet 1400-1500℃) dhe zhvillimi i procesit me karbon të ulët.

Përforcim sinergjik në shumë shkallë: përzierja me fibra karboni dhe fibra çeliku për të ndërtuar kompozite gradient.

5. Përmbledhje

Zbatimi i fibër bazalti në inxhinierinë civile është zhvendosur nga laboratori në praktikën inxhinierike, dhe atributet e saj me kosto efektive dhe miqësore me mjedisin përputhen me kërkesën për ndërtesa të gjelbra sipas qëllimit të "karbonit të dyfishtë". Në të ardhmen, është e nevojshme të depërtohet në optimizimin e ndërfaqes, verifikimin e qëndrueshmërisë afatgjatë dhe teknologji të tjera kyçe, dhe në të njëjtën kohë të promovohet përmirësimi i specifikimeve të projektimit dhe sinergjitë e zinxhirit industrial, në mënyrë që të përshpejtohet aplikimi i saj në shkallë të gjerë në infrastrukturën në shkallë të gjerë, inxhinierinë detare, parandalimin e tërmeteve dhe fatkeqësive dhe skenarë të tjerë.