Uboreshaji wa Utendaji na Utafiti wa Matumizi ya Uhandisi wa Zege Iliyoimarishwa ya Nyuzinyuzi ya Basalt Iliyokatwa kwa Muda Mfupi

Katika miaka ya hivi karibuni,Uhandisi wa barabara kuu wa China Ujenzi imekua kwa kasi, na teknolojia ya muundo wa zege imepata maendeleo makubwa, kukusanya mafanikio mengi ya kiufundi ya hali ya juu na ya ukomavu. Ubunifu wa muundo wa zege umetumika sana katika uwanja wa ujenzi wa miundombinu, kuonyesha umuhimu wake. Hata hivyo, pamoja na mafanikio haya, tatizo la kupasuka kwa zege inazidi kuwa maarufu. Uwepo wa nyufa huathiri utendaji wa zege, hasa kupunguza nguvu ya mvutano, ambayo ndiyo sababu kuu ya hitilafu ya kuvunjika inayoonyeshwa na zege. Nyuzinyuzi za basalt zilizokatwa kwa muda mfupi, kama nyenzo mpya ya nyuzi, imekuwa nyenzo bora ya kuimarisha zege kutokana na sifa zake za kipekee za kiufundi, utulivu mzuri, na ufanisi mkubwa wa gharama.Makala haya yataangazia sifa za njia za mkato Nyuzinyuzi za Basalt na kuchunguza matumizi yake ya vitendo katika uimarishaji na uimarishaji wa zege.

2. Sifa za Nyuzinyuzi za Basalt Zilizokatwa kwa Mfupi

2.1 Ufafanuzi

nyuzinyuzi za basalt ni nyuzinyuzi ya madini isiyo ya kikaboni ambayo husindikwa kwa kukata nyuzinyuzi za basalt zinazoendelea katika urefu usiozidi $50\text{mm}$. Inaweza kutawanywa kwa usawa ndani ya zege. Kulingana na matumizi yake, inaweza kuainishwa kimsingi katika: nyuzi zinazozuia kupasuka kwa zege ($\text{BF}$), nyuzinyuzi za kuimarisha na kuimarisha zege ($\text{BZ}$), na nyuzinyuzi zinazozuia kupasuka kwa chokaa ($\text{BSF}$), miongoni mwa wengine.

2.2 Utendaji wa Nyuzinyuzi ya Basalt Iliyokatwa kwa Ufupi

Njia fupi nyuzinyuzi za basalt ina sifa bora za nguvu ya juu na moduli ya juu. Nguvu yake ya mvutano inaweza kufikia $1050\text{-}1250\text{MPa}$, na moduli yake ya elastic si chini ya $34\text{GPa}$. Ni upinzani wa halijoto ya juu ni bora, ikiruhusu kufanya kazi mfululizo ndani ya kiwango kikubwa cha joto cha −269∘C kwa 650∘C. Inaonyesha kiwango cha juu upinzani wa kutu na uthabiti wa kemikali katika vyombo vya habari babuzi kama vile asidi, alkali, na chumvi. Hasa katika vyombo vya alkali kama vile mchanganyiko wa alkali uliojaa na saruji, Kiwango chake cha kushikilia nguvu ya kuvunjika kwa nyuzi moja ni kikubwa kuliko $75\%$, kuonyesha upinzani bora dhidi ya kutu ya alkali. Nyuzinyuzi za basalt zilizokatwa kwa muda mfupi ina utangamano mzuri pamoja na vifungashio visivyo vya kikaboni, kiwango cha kunyonya unyevu chini kuliko $1\%$, na mnyumbuliko wake haubadiliki baada ya muda. Hii inathibitisha uthabiti wake mzuri wa nyenzo, muda mrefu wa kuishi, na utangamano wa mazingira wakati wa matumizi. Zaidi ya hayo, nyuzi hii pia ina sifa bora kama vile insulation, kuchuja kwa joto la juu, upinzani wa mionzi, na uwezo wa kusambaza mawimbi. Viashiria vya utendaji wake vimeonyeshwa kwenye Jedwali 1.

3. Uchambuzi wa Matumizi ya Nyuzinyuzi za Basalt Zilizokatwa kwa Mfupi katika Zege

Saruji iliyoimarishwa ya nyuzi za basalt iliyokatwa kwa muda mfupi Inahusisha kuingiza kiasi fulani cha nyuzinyuzi za basalt zinazoendelea au zisizoendelea kwenye zege kwa njia ifaayo. Huku ikihifadhi faida ya asili ya nguvu ya kugandamiza ya zege, njia hii inaweza kuboresha kwa kiasi kikubwa ugumu na nguvu ya mvutano, hivyo kuimarisha na kuimarisha zege kwa ufanisi na kupanua maisha ya huduma ya muundo wa uhandisi.

Mbali na nyuzinyuzi za basalt, nyuzinyuzi za kaboni, nyuzi za kioo, nyuzinyuzi za aramidi, na zingine pia zimetumika kama nyenzo za kuimarisha katika zege. Hata hivyo, Mazoezi ya muda mrefu yanaonyesha kwamba nyenzo hizi zinawasilisha masuala fulani zinapotumika kwenye zege, na kufanya iwe vigumu kukidhi mahitaji ya soko ya zege yenye utendaji wa hali ya juu. Kuibuka kwa nyuzinyuzi za basalt zilizokatwa kwa muda mfupi hujaza pengo hili katika vifaa na mbinu, kukuza sana maendeleo ya teknolojia ya uimarishaji na uimarishaji wa zege. Jukumu lake katika uimarishaji na uimarishaji wa zege linaonyeshwa zaidi katika nyanja zifuatazo:

1. Kizuizi Kinachofaa cha Ufa: Kutokana na wingi na faida zake za eneo la uso, nyuzinyuzi za basalt zilizokatwa kwa muda mfupi zinaweza kuzuia kwa ufanisi nyufa ndogo, kuzuia muunganisho na upanuzi wao. Wakati huo huo, inashinda hasara za nyuzi zingine za sintetiki, kama vile msongamano mdogo, nguvu ya chini ya mvutano, na moduli ya chini ya elastic. Haivunjiki kwa urahisi wakati wa kueneza nyufa, ambayo inaweza kuzuia kwa kiasi kikubwa ukuaji wa nyufa ndogo na kuchelewesha uzalishaji wa nyufa mpya, kuathiri vyema uboreshaji wa upenyezaji wa zege na upinzani wa kuganda kwa kuyeyuka.

2. Huchanganya Moduli ya Juu na Urahisi wa Ujenzi: Nyuzinyuzi za basalt zilizokatwa kwa muda mfupi hazitumii tu faida zinazofanana na moduli ya juu ya nyuzi za chuma na nguvu ya juu ya mvutano wa nyuzi moja ili kuzuia upanuzi wa nyufa, lakini pia hushinda kwa ufanisi mapungufu ya nyuzi za chuma, kama vile kuganda kwa urahisi wakati wa kuchanganya na ugumu wa kusukuma na ujenzi.

3. Utawanyiko Bora na Utangamano: Kama nyuzinyuzi isiyo ya kikaboni yenye msingi wa silicate, Nyuzinyuzi za basalt zilizokatwa kwa muda mfupi zina utangamano wa asili na vifaa vya saruji. Uzito wake (takriban. 2.63-2.80g/cm3) iko karibu na ile ya saruji na chokaa cha saruji, na kusababisha utendakazi mzuri. Mara tu baada ya kuongezwa, inaweza kutawanyika sawasawa katika muundo wote wa zege.

4. Uimara Bora: Nyuzinyuzi fupi za basalt zilizobadilishwa uso huonyesha sifa za "nyuzi zisizo na mafuta", kuonyesha upinzani bora kwa joto la juu, kutu, na athari. Inadumisha uthabiti hata katika mazingira yenye halijoto ya juu na yenye babuzi nyingi, na inaweza kuongeza upinzani wa mabadiliko ya muundo wa matrix ya saruji. Kwa hivyo, inaweza kuzoea mazingira magumu ya uchanganyaji wa zege, kumimina, mpangilio, na hatua za huduma, kuboresha kwa kiasi kikubwa uimara ya zege.

Kwa muhtasari, nyuzinyuzi za basalt zilizokatwa kwa muda mfupi zinaweza kuboresha kwa ufanisi upinzani wa athari za zege, kupunguza udhaifu wake, na kuboresha kikamilifu sifa zake za kiufundi. Hasa, Inafanya kazi katika miundo ya zege ili kuzuia nyufa, kuzuia uvujaji wa maji, kuongeza uimara, kuboresha athari na uwezo wa mvutano, na kusaidia kuboresha ubora wa uso.

4. Mbinu na Tahadhari za Ujenzi kwa Zege ya Basalt Fiber ya Kukatwa kwa Muda Mfupi

4.1 Halijoto ya Ujenzi

Zege ya nyuzinyuzi ya basalt iliyokatwa kwa muda mfupi inapaswa kutengenezwa kwa joto kati ya −5∘C na 25∘C. Halijoto ambayo ni ya juu sana au ya chini sana inaweza kusababisha mchanganyiko kutolingana.

4.2 Udhibiti wa Ubora wa Ujenzi

Udhibiti wa ubora wa ujenzi wa zege ya basalt yenye nyuzinyuzi fupi unapaswa kuzingatia ukaguzi wa malighafi, usahihi wa kipimo, na ubora wa utaratibu wa kuchanganya.

4.2.1 Ubunifu wa Uwiano Mchanganyiko

Katika ujenzi halisi, Vipimo tofauti vya nyuzinyuzi za basalt za muda mfupi vinapaswa kuchaguliwa ndani ya kiwango kinachofaa kulingana na mahitaji ya mradi. Kwa kuwa nyuzinyuzi za basalt zenyewe zilizokatwa kwa muda mfupi haziguswa na kemikali na vipengele au mchanganyiko mwingine wa zege, Kipimo chake kwa kawaida hakibadilishi kanuni za muundo wa uwiano wa mchanganyiko wa zege asilia. Wakati wa ujenzi, Ubora wa vifaa vyote lazima uamuliwe kwa makini kulingana na uwiano wa mchanganyiko wa ujenzi na kiasi cha kundi kwa mchanganyiko mmoja. Jedwali la 2 linatoa mfano wa uwiano bora wa mchanganyiko kwa zege iliyoimarishwa ya nyuzi za basalt.

Majaribio yameonyesha kuwa kipimo cha juu cha nyuzinyuzi haimaanishi kwamba kuna upinzani bora wa nyufa. Wakati kipimo hakizidi 1.2kilo/m3, Nguvu ya kubana ya zege inaonyesha mwelekeo wa ongezeko la awali ikifuatiwa na kupungua (kuonyesha thamani ya kilele) kadri kipimo cha nyuzi kinavyoongezeka.

4.2.2 Mfuatano na Mbinu ya Kulisha

Wakati wa mchakato wa kuchanganya, nyuzinyuzi za basalt zilizokatwa kwa muda mfupi inapaswa kuongezwa wakati huo huo na viambato kama vile mchanga na mawe. Inashauriwa kunyunyiza nyuzi kwa usawa kwenye mchanga na jiwe wakati wa kuziweka, na kisha ongeza maji kwa ajili ya kuchanganya kwa maji.

Mbinu za kuongeza nyuzinyuzi zinaweza kugawanywa katika kulisha kwa mikono na kiotomatiki:

• Kulisha kwa Mkono: Nyuzinyuzi ya basalt iliyopimwa huongezwa kwa mkono baada ya mchanganyiko wa moto kuwekwa kwenye mchanganyiko. Njia hii inahusisha nguvu kubwa ya kazi, usawa mdogo wa kuchanganya, na inahitaji muda mwafaka wa kuchanganya ili kuhakikisha utawanyiko wa nyuzi sare.

• Kulisha Kiotomatiki: Kiotomatiki nyuzinyuzi za basalt Mashine ya kupima hutumika kwa ajili ya kupima kiotomatiki na kuongeza kwa wakati mmoja mchanganyiko wa joto wa mchanganyiko. Mashine ya kupima nyuzi kwa kawaida huwa na vifaa vya kupima kiotomatiki, kutawanya kabla, na mifumo ya usafirishaji wa nyumatiki, kutoa faida za urahisi, haraka, na nyongeza sahihi. Njia inayofaa inapaswa kuchaguliwa kulingana na hali ya ujenzi.

4.2.3 Marekebisho ya Mteremko

Kuongezwa kwa nyuzinyuzi huongeza kidogo mnato wa mchanganyiko wa zege, ambayo huathiri mporomoko. Ikiwa mporomoko haukidhi mahitaji ya ujenzi, Kifaa cha plastiki au cha kupunguza maji kinapaswa kutumika vyema kwa marekebisho. Suala hili halipaswi kutatuliwa kwa kuongeza kiwango cha maji.

4.2.4 Uundaji na Uponyaji

Hakuna mahitaji maalum yaliyopo kwa ajili ya uundaji wa zege iliyochanganywa na nyuzinyuzi za basalt zilizokatwa kwa muda mfupi, lakini mtetemo na mgandamizo wa kutosha lazima uhakikishwe. Mahitaji yake ya kupoeza ni sawa na yale ya zege ya kawaida.

Kesi ya Matumizi Mafupi ya Zege ya Basalt Fiber Iliyokatwa kwa Mfupi

Barabara Kuu ya Jing-Zhu (sehemu ya Anyang hadi Xinxiang) ni barabara kuu ya kitaifa na sehemu muhimu ya mtandao wa barabara kuu za Mkoa wa Henan. Kutokana na kujaza kwa kiwango kikubwa kwa tuta na ubora duni wa udongo chini ya ardhi katika sehemu hii, Utatuzi usio sawa wa chini na kasoro zingine zilionekana muda mfupi baada ya kufunguliwa kwake. Katika miaka ya hivi karibuni, pamoja na ongezeko la idadi ya magari na ongezeko la magari yaliyojaa kupita kiasi, Barabara imekumbwa na kasoro mbalimbali mara kwa mara kama vile nyufa za urefu na za mlalo, mashimo, suluhu, gridi ya kupasuka, na kupasuka kwa mamba. Hii siyo tu kwamba inatishia usalama wa kuendesha gari lakini pia inaleta ugumu mkubwa kwa matengenezo ya kila siku. Zaidi ya hayo, Muundo wa awali wa njia nne umeshindwa kwa muda mrefu kukidhi mahitaji ya usafiri, kuhitaji upanuzi na ujenzi upya.

Saruji ya nyuzinyuzi ya basalt iliyokatwa kwa muda mfupi ilitumika katika kujaza daraja la chini la mradi huu. Mazoezi yameonyesha kuwa nguvu yake ya mvutano iliongezeka kwa zaidi ya $30\%$, upinzani wake wa uchovu uliongezeka kwa zaidi ya $30\%$, na upinzani wake wa mizunguko uliongezeka kwa zaidi ya $300\%$. Imeonyesha ufanisi mkubwa katika kuzuia nyufa za muda mrefu, kuzuia upanuzi wa nyufa, na kuongeza muda wa huduma ya lami.

Kwa sifa zake za kipekee za kiufundi, utulivu bora, na ufanisi mkubwa wa gharama, Nyuzinyuzi za basalt zilizokatwa kwa muda mfupi zimekuwa nyenzo bora ya kuimarisha zege. Matarajio ya matumizi ya zege ya nyuzi za basalt iliyokatwa kwa muda mfupi ni mapana sana. Faida zake muhimu katika kuboresha utendaji wa uhandisi na kuongeza muda wa huduma zinatarajiwa kutoa faida nzuri za kiuchumi na kijamii, kuiweka kama nyenzo muhimu ya ujenzi katika uwanja wa uhandisi wa ujenzi katika siku zijazo.