Utafiti kuhusu nyuzi za basalt katika matumizi ya uhandisi wa kiraia

1. Maelekezo makuu ya matumizi

• Vifaa vya kuimarisha zege

Zege ya Nyuzinyuzi (BFRC): Iliyokatwa kwa Mkato Nyuzinyuzi za Basalts (6-24mm) huchanganywa kwenye zege (kiasi cha kuchanganya ni 0.1%-0.5%), ambayo inaweza kuboresha kwa kiasi kikubwa upinzani wa nyufa (kupunguza upana wa nyufa kwa 30%-50%), upinzani wa athari (kuongezeka kwa mara 2-3), na uimara (upinzani wa mzunguko wa kugandisha-kuyeyusha umeongezeka kwa 40%).

Kubadilisha uimarishaji wa chuma: Katika mazingira yanayoweza kusababisha babuzi (km uhandisi wa baharini), baa za kuimarisha nyuzi za basalt (Pau za BFRP) inaweza kuchukua nafasi ya uimarishaji wa chuma ili kuepuka matatizo ya kutu. Kwa mfano, matumizi ya bfrp Uimarishaji katika nguzo za daraja la kuvuka bahari huko Qingdao unatarajiwa kuongeza muda wake wa maisha hadi zaidi ya miaka 100.

• Uimarishaji na ukarabati wa miundo

Uimarishaji wa Kitambaa cha Nyuzinyuzi/Matundu: Kitambaa cha nyuzinyuzi cha Basalt (nguvu ya mvutano ≥2000MPa) hubandikwa 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, ukadiriaji wa mzigo huboreshwa kutoka Barabara Kuu ya II hadi Daraja la I.

Uimarishaji wa mitetemeko ya ardhi: mchanganyiko ulioimarishwa na nyuzinyuzi (BFRP) nguzo za zege zilizofungwa, ambazo zinaweza kuongeza unyumbufu na uwezo wa kutumia nishati, na zinafaa kwa majengo katika maeneo yanayokumbwa na tetemeko la ardhi.

• Miundo mipya ya mchanganyiko

Paneli za sandwichi za nyuzi-polima za basalt: zinazotumika kwa paa nyepesi na kuta za kizigeu, zenye nguvu ya juu na insulation ya joto (upitishaji joto ≤ 0.05 W/mK).

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

2. Faida za Kiufundi na Data Kuu

3. Maendeleo ya Utafiti na Kesi za Kawaida

• Utafiti wa ndani

Chuo Kikuu cha Tsinghua: kilitengeneza zege iliyorekebishwa ya basalt fiber-nano-silika yenye ongezeko la nguvu ya mgandamizo la 25% na kupunguza upenyezaji wa ioni ya kloridi kwa 60%.

Chuo Kikuu cha Kusini-mashariki: teknolojia ya boriti ya zege iliyoimarishwa ya BF/epoxy iliyopendekezwa, inayoongeza muda wa uchovu kwa zaidi ya mara 3.

• Maombi ya kimataifa

Japani: Baada ya tetemeko la ardhi la Hanshin, jengo refu huko Osaka lilipitisha ukuta wa kukata ulioimarishwa kwa matundu ya BF, na utendaji wa mitetemeko ya ardhi uliboreshwa kwa 40%.

Ulaya: Saruji iliyoimarishwa ya BF ilitumika katika malango ya kudhibiti mafuriko huko Venice, Italia, ikiwa na muda wa miaka 50 dhidi ya mmomonyoko wa maji ya bahari.

• Kesi za Uhandisi

Daraja la China - Hong Kong-Zhuhai-Macao: Nyuzinyuzi za basalt nyenzo mchanganyiko hutumika katika safu ya kuzuia kutu ya baadhi ya nguzo, na kupunguza gharama ya matengenezo kwa 30%.

Marekani - Usafiri wa Haraka wa Eneo la Ghuba ya San Francisco (BART): Kitambaa cha BF hutumika katika kuimarisha bitana za handaki, na upinzani wa uundaji huongezeka kwa 25%.

4. Changamoto na Maelekezo ya Baadaye

• Matatizo yaliyopo

Utendaji duni wa kuunganisha uso: muunganisho kati ya nyuzi na zege/resini unakabiliwa na kuvunjika, viambato vipya vya kuunganisha (km, virekebishaji vya silane) vinahitaji kutengenezwa.

Ukosefu wa data ya utendaji wa muda mrefu: sifa za kutambaa za uimarishaji wa BF chini ya halijoto ya juu na mazingira yenye unyevunyevu mwingi (zaidi ya miaka 10 ya data bado haijakamilika).

Usawa wa mfumo sanifu: vipimo vya usanifu wa uhandisi kwa vifaa vya BF katika nchi mbalimbali bado havijathibitishwa kikamilifu (China imetoa GB/T 38143-2019, lakini maelezo ya matumizi yanapaswa kuboreshwa).

• Mwelekeo wa utafiti wa siku zijazo

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

Teknolojia ya utayarishaji wa kijani: punguza halijoto ya kuyeyuka na kuchora (kwa sasa inahitaji 1400-1500℃), na uendeleze mchakato wa kupunguza kaboni.

Uimarishaji wa ushirikiano wa viwango vingi: kuchanganya na nyuzi za kaboni na nyuzi za chuma ili kujenga michanganyiko ya gradient.

5. Muhtasari

Matumizi ya nyuzinyuzi za basalt katika uhandisi wa umma imehama kutoka maabara hadi kwenye mazoezi ya uhandisi, na sifa zake za gharama nafuu na rafiki kwa mazingira zinaendana na mahitaji ya majengo ya kijani chini ya lengo la "kaboni mbili". Katika siku zijazo, ni muhimu kupitia uboreshaji wa kiolesura, uthibitishaji wa uimara wa muda mrefu na teknolojia zingine muhimu, na wakati huo huo kukuza uboreshaji wa vipimo vya 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 matukio mengine.