எஃகு மற்றும் கான்கிரீட்டுக்கு விடை கொடுக்கிறதா? பசால்ட் இழை, தாழ்வான மலைப்பகுதி உள்கட்டமைப்பில் ஒரு "பொருள் புரட்சியை" ஏற்படுத்துகிறது.

"குறைந்த உயரப் பொருளாதாரம்" வேகமாக வளர்ந்து வரும் பின்னணியில், ட்ரோன்கள் புறப்பட்டுத் தரையிறங்கும் தளங்கள், பொது விமான நிலையங்கள், குறைந்த உயர தளவாட மையங்கள், மற்றும் வழிசெலுத்தல் மற்றும் தகவல் தொடர்பு கோபுரங்கள் போன்ற உள்கட்டமைப்புகளின் கட்டுமானத்திற்கான தேவை பெருமளவில் அதிகரித்து வருகிறது. இந்த வசதிகள் அடிப்படைத் தேவைகளைப் பூர்த்தி செய்வது மட்டுமல்லாமல், இலகுரக வடிவமைப்பு, அதிக வலிமை மற்றும் நீண்ட ஆயுளைக் கொண்டிருப்பதுடன், தீவிரமான காலநிலைகள், கடல் உப்புத் தெளிப்பு மற்றும் அதிக அதிர்வெண் பயன்பாடு ஆகியவற்றை உள்ளடக்கிய சிக்கலான இயக்க நிலைமைகளுக்கும் ஏற்ப தன்னை மாற்றியமைத்துக் கொள்கிறது. இவை அனைத்தும் ஒரு பசுமையான மற்றும் குறைந்த கார்பன் வளர்ச்சிப் பாதையுடன் ஒத்துப்போகின்றன. "21 ஆம் நூற்றாண்டின் பசுமையான தொழில்துறைப் பொருள்" என்ற வகையில், பசால்ட் இழையானது 1,450°C முதல் 1,550°C வரையிலான வெப்பநிலையில் உருக்கி இழுக்கும் செயல்முறையின் மூலம், இயற்கையான எரிமலைப் பாறையிலிருந்து மட்டுமே உற்பத்தி செய்யப்படுகிறது. அதன் தனித்துவமான செயல்திறன் நன்மைகள், குறைந்த உயர உள்கட்டமைப்பின் கடுமையான தேவைகளுக்குச் சரியாகப் பொருந்துகின்றன, மேலும் இது தற்போது பல்வேறு தொழில்நுட்ப வழிகள் மூலம் உள்கட்டமைப்பு மேம்பாடுகளை வலுப்படுத்துகிறது. எஃகு மற்றும் கான்கிரீட் போன்ற பாரம்பரியப் பொருட்களுடன் ஒப்பிடும்போது, ​​பசால்ட் இழையானது வெறும் 2.6–2.8 g/cm³ அடர்த்தியையும், 3,000–4,000 MPa வரை எட்டும் இழுவிசை வலிமையையும் கொண்டுள்ளது. இது சிறந்த உயர்-வெப்பநிலை எதிர்ப்புத்திறன் (260°C-க்கு மேற்பட்ட தொடர்ச்சியான பயன்பாட்டு வெப்பநிலைகளைத் தாங்குவதுடன், 300°C-க்கு மேற்பட்ட வெப்பநிலைகளுக்கான குறுகிய கால சகிப்புத்தன்மையையும் கொண்டது), அரிப்பு எதிர்ப்புத்திறன் (அமில, கார மற்றும் உப்புத் தெளிப்புச் சூழல்களில் அதன் செயல்திறனில் 90%-க்கும் மேல் தக்கவைத்துக் கொள்வது), மற்றும் மேம்பட்ட மின் காப்பு மற்றும் மின்காந்த அலை ஊடுருவல் ஆகியவற்றைக் கொண்டுள்ளது. மேலும், இதன் சோர்வு ஆயுட்காலம் பாரம்பரியப் பொருட்களை விட 50%-க்கும் அதிகமாக உள்ளது, அதே நேரத்தில் இதன் உற்பத்தி செயல்முறை எஃகு உற்பத்தியை விட 70% குறைவான ஆற்றலைப் பயன்படுத்துகிறது மற்றும் 60% குறைவான கார்பன் டை ஆக்சைடு வெளியேற்றத்தை உருவாக்குகிறது. இதனால், இது தாழ்வான உயரங்களில் உயர்தர உள்கட்டமைப்பை மேம்படுத்துவதற்கு ஒரு சிறந்த பொருளாக அமைகிறது.

தாழ்வான மலைப்பகுதிகளில் உள்கட்டமைப்பு கட்டுமானத்திற்கு பசால்ட் இழை வலுவூட்டும் முக்கிய வழிமுறைகள் நான்கு முக்கியப் பகுதிகளைச் சுற்றி அமைகின்றன. மூலப்பொருள் புத்தாக்கம் மற்றும் செயல்முறைத் தழுவலைப் பயன்படுத்துவதன் மூலம், இது உள்கட்டமைப்பு செயல்திறனை மேம்படுத்துதல், செலவுகளை உகந்ததாக்குதல் மற்றும் சேவை ஆயுளை நீட்டித்தல் ஆகிய பன்முக நோக்கங்களை அடைகிறது.

இந்தத் துறைகளில் முதலாவது புரட்சிகரமான மேம்பாடு ஆகும் விமான நிலைய ஓடுபாதைகள் மற்றும் ஏப்ரான்கள்—குறைந்த உயரப் பகுதிகளில் பாதுகாப்பான புறப்பாடு மற்றும் தரையிறங்கும் செயல்பாடுகளை உறுதி செய்வதில் ஒரு முக்கிய அங்கமாகும். பாரம்பரிய ஓடுபாதைகள், உறைதல்-உருகுதல் சுழற்சிகள், அதிக சுமைகள் மற்றும் அடிக்கடி நிகழும் விமான இயக்கங்கள் ஆகியவற்றால் ஏற்படும் விரிசல் மற்றும் நிலச்சரிவு போன்ற சிக்கல்களுக்கு ஆளாகின்றன; மேலும், உயரமான பீடபூமிகள் மற்றும் கடலோரப் பகுதிகள் போன்ற கடுமையான சூழல்களில் அத்தகைய ஓடுபாதைகளுக்கான பராமரிப்புச் செலவுகள் குறிப்பாக மிக அதிகமாக உள்ளன.பசால்ட் இழை இரண்டு முக்கிய அணுகுமுறைகள் மூலம் தொழில்நுட்ப முன்னேற்றம் அடையப்படுகிறது: முதலாவதாக, கான்கிரீட்டில் 0.3% கன அளவு விகிதத்தில் துண்டாக்கப்பட்ட பசால்ட் இழைகளைச் சேர்ப்பதன் மூலம், ஒரு முப்பரிமாண விரிசல் தடுப்பு வலைப்பின்னல் உருவாக்கப்படுகிறது. இது நடைபாதை விரிசல்களை 0.02 மி.மீ. அளவிற்குள் திறம்பட கட்டுப்படுத்துகிறது, இதன் மூலம் விரிசல் எதிர்ப்பை கணிசமாக மேம்படுத்துகிறது. இரண்டாவதாக, பாரம்பரிய எஃகு வலுவூட்டல் வலைப்பின்னலுக்குப் பதிலாக, ஓடுபாதையின் அடித்தளம் அல்லது மேற்பரப்பு அடுக்குகளுக்குள் பசால்ட் இழை வலைப்பின்னல்களைப் பதிப்பதன் மூலம், நடைபாதையின் உருக்குலைவு எதிர்ப்பு மற்றும் ஒட்டுமொத்த கட்டமைப்பு ஒருமைப்பாடு மேலும் வலுப்படுத்தப்படுகின்றன. வெவ்வேறு செயல்பாட்டுச் சூழல்களின் மாறுபட்ட தேவைகளுக்கு ஏற்ப, "பசால்ட் இழைகள் மற்றும் ரப்பர் துகள்கள்" ஆகியவற்றை இணைக்கும் ஒரு கலப்பின வலுவூட்டல் உத்தியையும் பயன்படுத்தலாம். ரப்பர் துகள்களின் உள்ளடக்கம் 10%-ஐ அடையும்போது, ​​கான்கிரீட்டின் அமுக்க வலிமை 27.5% அதிகரிக்கிறது, அதன் வளைவு வலிமை 19.6% உயர்கிறது, மேலும் அதன் உறைபனி-உருகுதல் எதிர்ப்பு ஒரே நேரத்தில் 11.1% மேம்படுகிறது. இந்தத் தீர்வு, உயரமான விமான நிலையங்களில் ஏற்படும் உறைபனி-உருகுதல் சேதம் மற்றும் கடலோர விமான நிலையங்களில் ஏற்படும் உப்பு மூடுபனி அரிப்பு போன்ற முக்கியமான சிக்கல்களைத் திறம்படத் தீர்க்கிறது. இந்தத் தொழில்நுட்பத்தைப் பயன்படுத்தும் விமான நிலைய ஓடுபாதைகள், அவற்றின் சுமை தாங்கும் திறனில் 30% அதிகரிப்பையும், ஆயுட்காலத்தில் 50% நீட்டிப்பையும் காண்பதாக நடைமுறைப் பயன்பாடுகள் நிரூபித்துள்ளன; மேலும், பராமரிப்புச் சுழற்சியானது வழக்கமான ஐந்து ஆண்டுகளில் இருந்து பத்து ஆண்டுகளாக நீட்டிக்கப்படுகிறது. இந்தத் தொழில்நுட்பம் செயல்படுத்தப்பட்ட ஒரு சர்வதேச விமான நிலையத்தில், ஓடுபாதையின் ஆயுட்காலம் 30% நீட்டிக்கப்பட்டு, பராமரிப்புச் செலவுகள் 40% குறைக்கப்பட்டன. இதன் விளைவாக, செயல்பாட்டுத் திறனில் குறிப்பிடத்தக்க முன்னேற்றம் ஏற்பட்டது.

புத்தாக்கத்தின் இரண்டாவது பகுதி, வான்வழிப் போக்குவரத்துக் கட்டுப்பாட்டுக் கோபுரங்கள் மற்றும் வழிசெலுத்தல் வசதிகளை எடை குறைப்பதை உள்ளடக்கியது. தாழ்வான உயர வான்வழிப் போக்குவரத்தின் "நரம்பு மையங்களாக" இருப்பதால், இந்த வசதிகள் காற்று மற்றும் நில அதிர்வு செயல்பாடுகளுக்கு எதிரான எதிர்ப்புத்திறன் உட்பட, கட்டமைப்பு நிலைத்தன்மையை உறுதி செய்வதோடு மட்டுமல்லாமல், வழிசெலுத்தல் மற்றும் தகவல் தொடர்பு சமிக்ஞைகளில் குறுக்கீடு ஏற்படுவதைத் தடுக்க சிறந்த மின்காந்த இணக்கத்தன்மையையும் கொண்டிருக்க வேண்டும். அதே நேரத்தில், உயரமான இடங்களில் கட்டுமானம் செய்வதில் உள்ள உள்ளார்ந்த சவால்களுக்கு—குறிப்பாக அதில் உள்ள சிரமங்கள் மற்றும் நீட்டிக்கப்பட்ட திட்ட காலக்கெடுவுக்கு—அவசரத் தீர்வு தேவைப்படுகிறது. பசால்ட் ஃபைபர் தொழில்நுட்பம், கலவைப் பொருட்களுக்கான ஒருங்கிணைந்த வார்ப்பு நுட்பங்களைப் பயன்படுத்துவதன் மூலம் இந்தத் துறையில் ஒரு திருப்புமுனையை அடைகிறது. பாரம்பரிய வலுவூட்டப்பட்ட கான்கிரீட் கட்டமைப்புகளுக்குப் பதிலாக பசால்ட் ஃபைபர் வலுவூட்டப்பட்ட பாலிமர் (BFRP) கலவைகளைப் பயன்படுத்துவதன் மூலம், ஒரு கட்டுப்பாட்டுக் கோபுரத்தின் மொத்த எடையை 70% குறைக்க முடியும், அதே சமயம் காற்று மற்றும் நில அதிர்வு விசைகளுக்கு எதிரான அதன் எதிர்ப்புத்திறன் ஒரே நேரத்தில் 50% அதிகரிக்கப்படுகிறது. மேலும், இந்த பொருளின் விதிவிலக்கான மின் காப்பு மற்றும் மின்காந்த அலை ஊடுருவல் ஆகியவை, ரேடார் மற்றும் தகவல் தொடர்பு அமைப்புகள் போன்ற மின்னணு உபகரணங்களின் இயல்பான செயல்பாட்டில் அது குறுக்கிடாது என்பதை உறுதி செய்கின்றன. கட்டமைப்பிற்குள் உள்ள முக்கியமான சுமை தாங்கும் முனைகளுக்கு, "பசால்ட் ஃபைபர்-அலுமினியக் கலப்புலோகக் கலப்பின அமைப்பு" பயன்படுத்தப்படலாம்; இந்த உள்ளமைப்பில், முனைகளின் சுமை தாங்கும் திறனை வலுப்படுத்த அலுமினியக் கலப்புலோகங்கள் பயன்படுத்தப்படுகின்றன, அதே நேரத்தில் முக்கிய கட்டமைப்பு கூறுகள் எடைக்குறைப்பு மற்றும் அரிப்பு எதிர்ப்பை உறுதி செய்வதற்காக BFRP-ஆல் கட்டமைக்கப்படுகின்றன, இதன் மூலம் செயல்திறன் மற்றும் பாதுகாப்புக்கு இடையே ஒரு உகந்த சமநிலை அடையப்படுகிறது. மேலும், ஒரு மட்டு வடிவமைப்புத் தத்துவத்தின் ஒருங்கிணைப்பு, பசால்ட் ஃபைபர் கட்டுப்பாட்டுக் கோபுரங்களின் முக்கிய கூறுகளை ஒரு தொழிற்சாலையில் முன்கூட்டியே தயாரிக்க அனுமதிக்கிறது, இதனால் தளத்தில் பொருத்துதல் மற்றும் இணைத்தல் மட்டுமே தேவைப்படுகிறது. இந்த அணுகுமுறை கட்டுமானச் சுழற்சியை 40%-க்கும் மேலாகக் கணிசமாகக் குறைக்கிறது, அதே நேரத்தில் உயரமான இடங்களில் வேலை செய்வதால் ஏற்படும் அபாயங்களைக் குறைத்து, ஒட்டுமொத்த கட்டுமானப் பாதுகாப்பு அபாயங்களையும் குறைக்கிறது. கடல்சார் காலநிலை உள்ள பகுதிகளில், இந்தக் கோபுரங்கள் மற்றும் அதனுடன் தொடர்புடைய வழிசெலுத்தல் வசதிகளின் உப்புத் தெளிப்பு அரிப்புக்கு எதிரான எதிர்ப்புத்திறன் குறிப்பாகச் சிறப்பாக உள்ளது, இது குறிப்பிடத்தக்க தேய்மான அறிகுறிகளைக் காட்டாமல் 20 ஆண்டு சேவைக்காலத்தை நிறைவு செய்ய உதவுகிறது. ஒரு பொது விமான நிலையத்தில் பசால்ட் ஃபைபர் கட்டுப்பாட்டுக் கோபுரம் நிறுவப்பட்டதைத் தொடர்ந்து, கட்டுமான காலக்கெடு பெருமளவில் குறைக்கப்பட்டது மட்டுமல்லாமல், அதன் மொத்த ஆயுட்காலச் செலவும் 35% குறைக்கப்பட்டது. இதன்மூலம், கணிசமான பொருளாதார மற்றும் தொழில்நுட்ப மதிப்பு நிரூபிக்கப்பட்டது.

மூன்றாவது முக்கிய அம்சம், குறைந்த உயரப் போக்குவரத்து வலையமைப்புகளுக்கான துணை உள்கட்டமைப்பை வலுப்படுத்துவதாகும். இது, பல்வேறு புறப்படும்/இறங்கும் இடங்களையும் தளவாட மையங்களையும் இணைக்கும் பாலங்கள், சுரங்கங்கள் மற்றும் மேம்பாலங்கள் போன்ற வசதிகளை உள்ளடக்கியது. இந்தக் கட்டமைப்புகள் அதிக அதிர்வெண் கொண்ட போக்குவரத்துச் சுமைகளைத் தாங்க வேண்டும்; மேலும், சில கட்டமைப்புகள் நிலத்தடியிலோ அல்லது கடலோரப் பகுதிகளிலோ அமைந்துள்ளதால், அவை சுமை தாங்கும் திறன், நீர் புகாத்தன்மை மற்றும் நீடித்துழைக்கும் தன்மை ஆகியவற்றில் மிகவும் கடுமையான தேவைகளை எதிர்கொள்கின்றன. பசால்ட் இழை, கம்பிகளை மாற்றுதல் மற்றும் கட்டமைப்பு வலுவூட்டல் ஆகிய இரண்டு வழிகளில் இந்த முயற்சிக்கு முதன்மையாகப் பங்களிக்கிறது. புதிய கட்டுமானத் திட்டங்களில், பாரம்பரிய எஃகு கம்பிகளுக்குப் பதிலாக பசால்ட் இழைக் கம்பிகளை முழுமையாகப் பயன்படுத்துவது—குறிப்பாகப் பாலத்தின் பிரதான விட்டங்கள் மற்றும் சுரங்கப் பாதை உறைகள் போன்ற முக்கியக் கூறுகளில்—கட்டமைப்பின் எடையை 50% குறைத்து, சுமை தாங்கும் திறனை 60% அதிகரிக்க முடியும். மேலும், இது சேவைக்காலத்தை வழக்கமான 50 ஆண்டுகளில் இருந்து 80 ஆண்டுகளாக நீட்டித்து, (பொதுவாக எஃகு கம்பிகளுக்குத் தேவைப்படும்) எதிர்மின் பாதுகாப்புக்கான தேவையை நீக்குகிறது, இதன் மூலம் நீண்டகாலப் பராமரிப்புச் செலவுகளைக் கணிசமாகக் குறைக்கிறது. பழைமையான உள்கட்டமைப்புகளைப் புதுப்பிப்பதற்கும் விரிவுபடுத்துவதற்கும், கட்டமைப்பு வலுவூட்டலுக்காக பசால்ட் ஃபைபர் வலையைப் பயன்படுத்துவது, தற்போதுள்ள வசதிகளின் சுமை தாங்கும் திறன் மற்றும் நில அதிர்வு எதிர்ப்பை விரைவாக மேம்படுத்த உதவுகிறது. இதன் மூலம், தாழ்வான மலைப்பகுதி பொருளாதாரத்தின் தேவைகளுடன் அவற்றின் இணக்கத்தன்மையைத் தடுக்கக்கூடிய செயல்திறன் குறைபாடுகளை இது திறம்பட நிவர்த்தி செய்கிறது. இடைமுகப் பிணைப்பு செயல்திறனை மேலும் மேம்படுத்த, "பசால்ட் ஃபைபர்–நானோபொருள் ஒருங்கிணைந்த வலுவூட்டல்" என்ற நுட்பத்தைப் பயன்படுத்தலாம்; நானோபொருட்களைப் பயன்படுத்தி இழைகளின் மேற்பரப்பை மாற்றுவதன் மூலம், இழைகளுக்கும் கான்கிரீட்டிற்கும் இடையிலான இடைமுகப் பிணைப்பு வலிமை 47% அதிகரிக்கப்படுகிறது, இதன்மூலம் வலுவூட்டல் விளைவு உச்சபட்சமாக உறுதி செய்யப்படுகிறது. தாழ்வான மலைப்பகுதியில் உள்ள ஒரு தளவாட மையத்திற்கான மேம்பாலப் புதுப்பித்தல் திட்டத்தில், பசால்ட் ஃபைபர் வலுவூட்டலைப் பயன்படுத்தியதன் மூலம், பாலத்தின் நில அதிர்வு எதிர்ப்புத் தரம் கிரேடு 7-லிருந்து கிரேடு 9-ஆக வெற்றிகரமாக மேம்படுத்தப்பட்டது. இது, தாழ்வான மலைப்பகுதி தளவாட வாகனங்களின் அதிக அதிர்வெண் கொண்ட போக்குவரத்தின் தேவைகளை முழுமையாகப் பூர்த்தி செய்தது. அதே நேரத்தில், புதுப்பித்தல் செலவுகள் 40% குறைக்கப்பட்டன, மற்றும் சேவைக்காலம் 50% நீட்டிக்கப்பட்டது. இதன்மூலம், பழைமையான அந்த வசதி திறமையாகவும் திறம்படவும் மேம்படுத்தப்பட்டது. இறுதியாக, துணை வசதிகள் மற்றும் செயல்பாட்டு அமைப்புகளை மேம்படுத்துதல் உள்ளது. இந்த வசதிகள் முக்கிய சுமை தாங்கும் கட்டமைப்புகளாக இல்லாவிட்டாலும், அவை தாழ்வான உயர உள்கட்டமைப்பின் ஒட்டுமொத்த செயல்பாட்டுத் திறன் மற்றும் பாதுகாப்பில் நேரடியாகத் தாக்கத்தை ஏற்படுத்துகின்றன; விமான நிலைய வடிகால் குழாய்கள், எரிபொருள் விநியோக அமைப்புகள் மற்றும் மின்சார கேபிள்களுக்கான பாதுகாப்பு வழித்தடங்கள் ஆகியவை இதற்கு எடுத்துக்காட்டுகளாகும். கூட்டு மாற்றியமைப்புத் தொழில்நுட்பங்கள் மூலம், பசால்ட் இழையானது கூட்டு குழாய்களை உருவாக்கப் பயன்படுத்தப்பட்டுள்ளது. விமான நிலைய வடிகால் மற்றும் எரிபொருள் விநியோக அமைப்புகளில் பயன்படுத்தப்படும்போது, ​​அமிலங்கள், காரங்கள் மற்றும் அரிப்புக்கு எதிரான அவற்றின் அசாதாரண எதிர்ப்புத்திறன், குழாயின் சேவை ஆயுளை மும்மடங்குக்கும் மேலாக நீட்டிக்கிறது.

மேலும், அவை அரிக்கும் ஊடகங்களால் ஏற்படும் கசிவுப் பிரச்சனைகளை நீக்குகின்றன, இதன் மூலம் செயல்பாடு மற்றும் பராமரிப்பு அபாயங்களை கணிசமாகக் குறைக்கின்றன. மின்சார கேபிள் பாதுகாப்பைப் பொறுத்தவரை, பாரம்பரிய குழாய் பொருட்களுடன் ஒப்பிடும்போது பசால்ட் ஃபைபர் கேபிள் குழாய்கள் குறிப்பிடத்தக்க அளவு உயர்ந்த காப்புப் பண்புகளை வெளிப்படுத்துகின்றன; அவற்றின் வெப்பநிலை எதிர்ப்பு வரம்பு 70°C முதல் 200°C வரை விரிவுபடுத்தப்பட்டுள்ளது, இது அதிக வெப்பநிலை சூழல்களில் தீ அபாயங்களைத் திறம்படத் தணிக்கிறது. கூடுதலாக, அவை அதிர்ச்சி மற்றும் காலப்போக்கில் ஏற்படும் மாற்றங்களுக்கு சிறந்த எதிர்ப்பைக் காட்டுகின்றன, இதனால் அவை சிக்கலான வெளிப்புற சூழல்களுக்கு மிகவும் பொருத்தமானதாக அமைகின்றன. மேலும் தொலைநோக்குடைய ஒரு பயன்பாடானது, பசால்ட் ஃபைபரை ஸ்மார்ட் பொருட்களுடன் ஆழமாக ஒருங்கிணைப்பதை உள்ளடக்கியது—குறிப்பாக, கட்டமைப்பு ஆரோக்கிய கண்காணிப்பைச் செயல்படுத்த, கூறு உற்பத்தி செயல்முறையின் போது சென்சார்களைப் பொருத்துவதன் மூலம் இது செய்யப்படுகிறது. இந்தத் திறன், கட்டிடங்களுக்குள் ஏற்படும் அழுத்த மாறுபாடுகள் மற்றும் வெப்பநிலை ஏற்ற இறக்கங்கள் போன்ற தரவுகளை நிகழ்நேரத்தில் சேகரிக்க அனுமதிக்கிறது, இதன் மூலம் ஏற்படக்கூடிய பாதுகாப்பு அபாயங்கள் குறித்து சரியான நேரத்தில் எச்சரிக்கைகளை வழங்க உதவுகிறது. இறுதியில், இது குறைந்த உயர உள்கட்டமைப்பை "செயலற்ற பராமரிப்பு" என்ற மாதிரியிலிருந்து "முன்னெச்சரிக்கை எச்சரிக்கை" என்ற மாதிரியாக மாற்றுவதற்கு வழிவகுக்கிறது, இதன் மூலம் செயல்பாட்டுப் பாதுகாப்பு மற்றும் நம்பகத்தன்மையை மேலும் மேம்படுத்துகிறது.