Utafiti juu ya nyuzi za basalt katika matumizi ya uhandisi wa umma

1.Maelekezo kuu ya maombi

• Nyenzo za kuimarisha saruji

Saruji ya Nyuzi (BFRC): Njia fupi Fiber ya Basalts (6-24mm) huchanganywa katika saruji (kiasi cha kuchanganya 0.1% -0.5%), ambacho kinaweza kuboresha kwa kiasi kikubwa upinzani wa ufa (kupunguza upana wa ufa kwa 30% -50%), upinzani wa athari (kuongezeka kwa mara 2-3), na uimara (upinzani wa baiskeli ya kufungia-thaw uliongezeka kwa 40%).

Uingizwaji wa uimarishaji wa chuma: Katika mazingira ya kutu (kwa mfano uhandisi wa baharini), baa za kuimarisha nyuzi za basalt (Baa za BFRP) inaweza kuchukua nafasi ya kuimarisha chuma ili kuepuka matatizo ya kutu. Kwa mfano, matumizi ya bfrp uimarishaji katika nguzo za daraja la kuvuka bahari ya Qingdao unatarajiwa kupanua maisha yake hadi zaidi ya miaka 100.

• Uimarishaji wa muundo na ukarabati

Uimarishaji wa Nguo ya Nyuzi / Mesh: Nguo ya nyuzi za Basalt (nguvu ya kuvuta ≥2000MPa) imebandikwa kwenye uso wa mihimili na nguzo, ambayo inaweza kuongeza uwezo wa kubeba mzigo kwa 20% -30%. Kwa mfano, baada ya daraja la zamani huko Sichuan kuimarishwa kwa kitambaa cha BF, daraja la upakiaji linaboreshwa kutoka Barabara kuu ya II hadi Daraja la I.

Uimarishaji wa mtetemo: viunzi vilivyoimarishwa na nyuzinyuzi (BFRP) nguzo za saruji zilizofungwa, ambazo zinaweza kuimarisha ductility na uwezo wa kutumia nishati, na inafaa kwa majengo katika maeneo ya tetemeko la ardhi.

• Miundo mpya ya mchanganyiko

Paneli za sandwich za fiber-polymer za basalt: hutumika kwa paa nyepesi na kuta za kizigeu, zenye nguvu za juu na insulation ya mafuta (conductivity ya joto ≤ 0.05 W/mK).

Vifaa vya ujenzi vya uchapishaji wa 3D: nyuzi za basalt-vifaa vya saruji vilivyoimarishwa vinaweza kutambua uchapishaji wa muundo tata na kupunguza taka za ujenzi.

2.Faida za Kiufundi na Data ya Msingi

3. Maendeleo ya Utafiti na Kesi za Kawaida

• Utafiti wa ndani

Chuo Kikuu cha Tsinghua: kilitengeneza simiti iliyorekebishwa ya basalt-nano-silika iliyorekebishwa na ongezeko la nguvu gandamizi la 25% na upunguzaji wa ioni ya kloridi kwa 60%.

Chuo Kikuu cha Kusini-Mashariki: BF/epoxy resin laminate iliyoimarishwa iliyoimarishwa ya teknolojia ya boriti ya zege, maisha ya uchovu yanaongezwa kwa zaidi ya mara 3.

• Maombi ya kimataifa

Japani: Baada ya tetemeko la ardhi la Hanshin, jengo la ghorofa la juu huko Osaka lilipitisha matundu ya BF yaliyoimarishwa kwa ukuta wa shear, na utendaji wa mitetemo uliboreshwa kwa 40%.

Ulaya: Saruji iliyoimarishwa ya BF ilitumika katika milango ya kudhibiti mafuriko huko Venice, Italia, kwa muda wa maisha wa miaka 50 dhidi ya mmomonyoko wa maji ya bahari.

• Kesi za Uhandisi

Uchina - Daraja la Hong Kong-Zhuhai-Macao: Fiber ya basalt nyenzo za mchanganyiko hutumiwa katika safu ya kuzuia kutu ya baadhi ya gati, na kupunguza gharama ya matengenezo kwa 30%.

USA - San Francisco Bay Area Rapid Transit (BART): Kitambaa cha BF kinatumika katika uimarishaji wa bitana ya tunnel, na upinzani wa deformation umeongezeka kwa 25%.

4.Changamoto na Maelekezo ya Baadaye

• Matatizo yaliyopo

Utendakazi usiotosha wa kuunganisha baina ya uso: kiolesura kati ya nyuzinyuzi na zege/resini hukabiliwa na kukatika, viunga vipya vya kuunganisha (km, virekebishaji silane) vinahitaji kutengenezwa.

Ukosefu wa data ya utendaji wa muda mrefu: sifa za kutambaa za kuimarisha BF chini ya joto la juu na mazingira ya unyevu wa juu (zaidi ya miaka 10 ya data bado si kamilifu).

Usawa wa mfumo wa kawaida: vipimo vya muundo wa uhandisi wa vifaa vya BF katika nchi mbalimbali bado hazijaanzishwa kikamilifu (Uchina imetoa GB/T 38143-2019, lakini maelezo ya maombi yanapaswa kusafishwa).

• Mwelekeo wa utafiti wa siku zijazo

Mchanganyiko wa nyuzi akili: vitambuzi vilivyopachikwa ili kufikia ufuatiliaji wa afya ya kimuundo (kwa mfano, mkazo, kujitambua kwa ufa).

Teknolojia ya utayarishaji wa kijani: punguza joto la kuyeyuka na kuchora (kwa sasa unahitaji 1400-1500 ℃), na uendeleze mchakato wa kaboni ya chini.

Uimarishaji wa usawazishaji wa viwango vingi: kuchanganya na nyuzinyuzi za kaboni na nyuzi za chuma ili kuunda viunzi vya gradient.

5.Muhtasari

Maombi ya nyuzi za basalt katika uhandisi wa kiraia imehamia kutoka kwa maabara hadi mazoezi ya uhandisi, na sifa zake za gharama nafuu na za kirafiki zinafaa mahitaji ya majengo ya kijani chini ya lengo la "kaboni-mbili". Katika siku zijazo, inahitajika kuvunja uboreshaji wa kiolesura, uthibitishaji wa uimara wa muda mrefu na teknolojia zingine muhimu, na wakati huo huo kukuza uboreshaji wa uainishaji wa muundo na ushirikiano wa mnyororo wa viwanda, ili kuharakisha matumizi yake makubwa katika miundombinu mikubwa, uhandisi wa baharini, tetemeko la ardhi na kuzuia maafa na hali zingine.