ۋولقان تاشلىرىدىن پايدىلىنىپ دېڭىز قۇرۇلمىلىرىنى «ئوق ئۆتمەس كىيىم» بىلەن بېزەش؟ كۆپ ئۆلچەملىك بازالت تالالىرى پولات تالالىرىنىڭ چىرىش مەسىلىسىنى ھەل قىلالايدۇ

دېڭىزدىن ئۆتىدىغان كۆۋرۈكلەر، چوڭقۇر سۇ تېرمىناللىرى، دېڭىزدىكى شامال ئېلېكتىر ئىستانسىلىرى... دېڭىزدا ياسالغان بۇ «غايەت زور گىگانتلار» كۆرۈشكە ناھايىتى ماس بولسىمۇ، ئۇلار دولقۇن ئېروزىيەسى، تۇز ۋە ئىشقارنىڭ چىرىشى ۋە ئالمىشىپ تۇرىدىغان ھۆل-قۇرۇق دەۋرىيلىكى قاتارلىق كۈندىلىك «ۋەھشىي ئازاب-ئوقۇبەتلەر»گە بەرداشلىق بېرىدۇ. بۇنداق مۇھىتتا، قاتتىقلىشىشنى كاپالەتلەندۈرۈش بېتون قۇرۇلمىلار پارچىلىنىپ كېتىش، يېرىلىش ياكى ۋاقتىدىن بۇرۇن مەغلۇبىيەتكە ئۇچرىماسلىق قاتارلىق مەسىلىلەرنىڭ ئالدىنى ئېلىش دۇنيا قۇرۇلۇش ساھەسى ئۈچۈن ئۇزۇندىن بۇيان قىيىن بىر مەسىلە بولۇپ كەلگەن.
ئۇزۇن مەزگىلدىن بېرى، پولات تالابېتوننىڭ چىدامچانلىقىنى ئاشۇرۇش ۋە يېرىلىشنىڭ ئالدىنى ئېلىش ئۈچۈن، s دائىم بېتونغا قوشۇلىدۇ. قانداقلا بولمىسۇن، پولات تالالىرى كۆپىنچە تۇز پۈركۈش ۋە دېڭىز سۈيىنىڭ قاتتىق شارائىتىغا ماس كەلمەيدۇ؛ خلورىد ئىئونلىرى بېتوندىكى يېرىقلارغا سىڭىپ كىرگەندىن كېيىن، پولات تالالىرى داتلىشىپ، ھەجىمى كېڭىيىدۇ، بۇ پارادوكىس ھالدا بېتوننىڭ ئىچىدىن سىرتقا يېرىلىشىنى كەلتۈرۈپ چىقىرىدۇ ۋە قۇرۇلمىنىڭ چۆكۈپ كېتىشىنى تېزلىتىدۇ.
يېقىندا، دېڭىز قۇرۇلۇشىنىڭ يۇقىرى چىدامچانلىقىغا مەركەزلەشكەن يېڭى ماتېرىيال تەتقىقاتى ناھايىتى ئۈمىدۋار ھەل قىلىش چارىسى بىلەن تەمىنلىدى: بازالت تالالىرى—تەبىئىي ۋولقان تاشلىرىدىن تالالارنى تارتىپ ئىشلەپچىقىرىش ئارقىلىق ئىشلەپچىقىرىلغان — دېڭىز بېتونىنى دېگۈدەك داتقا چىداملىق «ساۋۇت» قەۋىتى بىلەن قاپلاشقا ئىشلىتىشكە بولىدۇ. بۇ «قۇرۇلما باغلاش ئۈچۈن چوڭ تالالار» ۋە «تۆشۈكلەرنى پېچەتلەش ئۈچۈن كىچىك تالالار» نىڭ بىرىكمىسىنى ئۆز ئىچىگە ئالغان كۆپ ئۆلچەملىك دەرىجە مودېلى ئارقىلىق ئەمەلگە ئاشىدۇ.

I. ۋولقان تېشى ئىچىگە يوشۇرۇنغان چىرىشكە قارشى تۇرۇش سىرلىرى

مەۋجۇت ماتېرىياللاردىكى مۇھىم كەمچىلىكلەرنى، بولۇپمۇ پولات تالالىرىنىڭ داتلىشىشقا سەزگۈرلۈكى ۋە ئورگانىك تالالارنىڭ (مەسىلەن، پولىپروپىلېن ياكى پولىۋىنىل ئىسپىرتى) ئىشقارلىق بېتون مۇھىتىدا قېرىپ پارچىلىنىشقا مايىل بولۇشىنى ھەل قىلىش.بازالت تالالار ئالاھىدە ماتېرىيال ئەۋزەللىكىنى نامايان قىلىدۇ. ساپ تەبىئىي ۋولقان تاشلىرىنى ئىنتايىن يۇقىرى تېمپېراتۇرىدا ئېرىتىپ، تالاغا ئايلاندۇرۇش ئارقىلىق ھاسىل بولغان ئۇلارنىڭ يادرولۇق قۇرۇلما رامكىسى ئاساسلىقى كرېمنىي-ئوكسىگېن ۋە ئاليۇمىن-ئوكسىگېن باغلىنىشىنىڭ ئامورف تورىدىن تەركىب تاپقان. بۇ تەبىئىي، تاش ئاساسلىق قۇرۇلما بېتون ئىچىدىكى كۈچلۈك ئىشقارلىق تۆشۈك سۇيۇقلۇقلىرى ۋە دېڭىز سۈيىنىڭ يۇقىرى تۇزلۇق مۇھىتىغا دۇچ كەلگەندە ئىنتايىن يۇقىرى خىمىيىلىك ئىنېرتلىقنى نامايان قىلىدۇ، شۇنىڭ بىلەن «داتلىشىش، داتلىشىش ۋە ھەجىملىك ​​كېڭىيىش» بىلەن مۇناسىۋەتلىك فىزىكىلىق خەۋپلەرنى تۈپتىن يوقىتىدۇ. يۇقىرى دەرىجىلىك يېرىققا چىداملىق ۋە سۇ ئۆتكۈزۈشچانلىقىغا ئېرىشىش ئۈچۈن، ئەڭ يېڭى تەتقىقات ئەنئەنىۋى «بىر تالالىق» پارادىگمادىن ئايرىلىپ، ئۇنىڭ ئورنىغا «كۆپ خىل بىردەك بازالىتى تالا سىستېمىسى» نى ئوتتۇرىغا قويدى:

ماكرو قۇرۇلمىلىق بۇرمىلانغان بازالت تالالىرى (SBF): ماترىتسانىڭ ھەممە يېرىگە تارقالغان، يوغان، ئۇزۇن ۋە بۇرمىلانغان تالالار؛ ئۇلارنىڭ ئاساسلىق رولى مەۋجۇت ماكرو يېرىقلارنى كۆۋرۈك قىلىش ۋە باغلاش، شۇ ئارقىلىق يېرىلىشتىن كېيىنكى ئېگىلىش چىدامچانلىقى ۋە سوزۇلۇش قاتتىقلىقىنى تەمىنلەشتىن ئىبارەت.

مىكرو قۇرۇلمىلىق پارچىلانغان بازالت مىكرو تالالىرى (NBF): قۇم دانچىلىرىغا ئوخشاش، قاتتىقلاشتۇرۇلغان سېمونت ماترىتسىسىدىكى ئىنچىكە تۆشۈكلەر ۋە قاناللارغا چىڭ يېپىشىپ، دېڭىز سۈيىنىڭ سىڭىپ كىرىش يوللىرىنى ئۈنۈملۈك توسۇپ، دەسلەپكى مىكرو يېرىقلارنىڭ تارقىلىشىنى توسىدىغان ئىنچىكە مىكرو تالالار.

بۇ «قوپال ۋە ئىنچىكە بىرىكمە» ئىستراتېگىيىسى كونكرېت قۇرۇلمىنىڭ ئىچىگە چوڭقۇر توقۇلغان زىچ، مۇرەككەپ تورنى ھاسىل قىلىدۇ، بۇ بولسا سۇ ئۆتكۈزۈشچانلىقى ۋە يېرىقنى كونترول قىلىشنى بىرلا ۋاقىتتا ھەل قىلىدىغان ئومۇميۈزلۈك مۇداپىئە مېخانىزمى.

II. 270 كۈنلۈك «ۋەھشىي» ھۆل-قۇرۇق ۋېلىسپىت مىنىش سىنىقى

بۇ يېڭى بېتوننىڭ دېڭىز مۇھىتىدا «ئۇزۇن ئۆمۈر كۆرۈش» ئىقتىدارىغا ئىگە بولالايدىغان-بولمايدىغانلىقىنى ئېنىقلاش ئۈچۈن، تەتقىقات گۇرۇپپىسى ئىنتايىن قاتتىق ئالمىشىپ تۇرىدىغان ھۆل-قۇرۇق مۇھىتنى تەقلىد قىلدى. بۇ دېڭىز سۈيى ئېرىتمىسىنىڭ قويۇقلۇقىنى ئىككى ھەسسە ئاشۇرۇش ۋە ئەۋرىشكىلەرنى يۇقىرى تېمپېراتۇرىدا قۇرۇتۇش (45 سېلسىيە گرادۇستا) ۋە تولۇق تويۇنۇش دەۋرىيلىكىگە دۇچار قىلىشنى ئۆز ئىچىگە ئالىدۇ، ھەر بىر 24 سائەتلىك ۋاقىت بىر تولۇق ھۆل-قۇرۇق دەۋرىيلىكىنى تەشكىل قىلىدۇ.
بۇ جاپالىق سىناقنى 270 كۈن داۋاملاشتۇرغاندىن كېيىن، ھەر خىل تالا سىستېمىلىرىنى ئۆز ئىچىگە ئالغان كونكرېت ئۈلگىلەر زور دەرىجىدە پەرقلىق ئىقتىدار نەتىجىلىرىنى كۆرسەتتى:

پۈتۈنلەي بازالت كۆپ ئۆلچەملىك گىبرىد گۇرۇپپىسى (B15N02: يەنى %1.5 قېلىن تالا + %0.2 مىكرو تالا): بۇ گۇرۇپپا ئالاھىدە تەسىرلىك نەتىجىلەرنى قولغا كەلتۈردى. 270 كۈندىن كېيىن، ئۇنىڭ ئېگىلىش كۈچىنى ساقلاش نىسبىتى %76.14 كە يەتتى، دەسلەپكى يېرىلىش كۈچىنى ساقلاش نىسبىتى بولسا %90.67 كە يەتتى. بۇنىڭدىن باشقا، دېڭىز سۈيىنىڭ تەسىرىدىن يۈزەكى پارچىلىنىش سەۋەبىدىن يۈزەكى ماينىڭ يوقىلىشى پەقەت %1.43 بولدى. مۇھىت ھاۋارايىغا دۇچ كەلگەندە، ئومۇمىي ماتېرىيالنىڭ پارچىلىنىش جەريانى ئىنتايىن ئاستا ۋە تەدرىجىي سۈرئەتتە داۋاملاشتى.

پولات تالا ئارىلاشما گۇرۇپپىسى (S15N02): چىرىش باشلىنىشتىن بۇرۇن، بۇ گۇرۇپپا دەسلەپكى ئېگىلىش ئىقتىدارىنىڭ ئالاھىدە يۇقىرى ئىكەنلىكىنى كۆرسەتتى، بۇ پولات تالالىرىنىڭ ئۆزىگە خاس يۇقىرى قاتتىقلىقىنىڭ بىۋاسىتە نەتىجىسى. قانداقلا بولمىسۇن، 270 كۈنلۈك بەلگىگە كەلگەندە، پولات تالا كۈچەيتىلگەن بېتوننىڭ ئىقتىدارىدا تۈپتىن ۋە كەسكىن ئۆزگىرىش بولدى. كەڭ كۆلەمدە داتلىشىش سەۋەبىدىن، ئۇنىڭ ئېگىلىش كۈچىنى ساقلاش نىسبىتى %50.22 كە چۈشۈپ كەتتى (بۇ ئۇنىڭ كۈچىنى يېرىمغا چۈشۈردى). كېيىنكى باسقۇچلاردا، يەرلىك داتلىشىش كەلتۈرۈپ چىقارغان كېڭىيىش ئەندىزىسى ۋە يېرىقلار روشەن كۆرۈلدى.

III. مىكروسكوپ ئارقىلىق تەھلىل قىلىش: بازالت مۇقىم تۇرغاندا پولات نېمىشقا پارچىلىنىپ كېتىدۇ؟

سىكانىرلاش ئېلېكترون مىكروسكوپى (SEM) ئارقىلىق تارتىلغان سۈرەتلەر ئىككى ماتېرىيال ئوتتۇرىسىدىكى ئىقتىدار پەرقىنىڭ ئاساسىي تەبىئىتىنى بىۋاسىتە ئاشكارىلايدۇ:

پولات تالالىرىنىڭ ئاپەت خاراكتېرلىك مەغلۇبىيىتى: دېڭىز سۈيى ۋە ئوكسىگېن بېتوندىكى مىكروسكوپ بوشلۇقلاردىن ئۆتۈپ، پولات بىلەن ئالاقىلىشىپ، ئېغىر ئېلېكتروخىمىيىلىك چىرىشنى كەلتۈرۈپ چىقىرىدۇ. نەتىجىدە پەيدا بولغان قىزىل-قوڭۇر رەڭلىك تۆمۈر داتنىڭ مىقدارى ئەسلىدىكى چوڭلۇقىنىڭ 2 ھەسسىسىدىن 6.5 ھەسسىسىگىچە كېڭىيىدۇ. بۇ غايەت زور ئىچكى بېسىم ئەتراپتىكى سېمونت ماترىتسىغا بىۋاسىتە «ئىتتىرىدۇ» ۋە رادىئاتسىيەلىك مىكرو يېرىقلار تورىنى ھاسىل قىلىدۇ. ئىچكى زىيان كۈچىيىشىگە ئەگىشىپ، پولات تالالىرى بىلەن بېتون ماترىتسىسى ئوتتۇرىسىدىكى باغلىنىش پۈتۈنلەي بۇزۇلىدۇ؛ ئاخىرىدا، يۈك ئاستىدا، تالالار ئاسانلا تارتىپ چىقىرىلىدۇ ياكى سىيرىلىپ كېتىدۇ - پۈتۈنلەي ياكى قىسمەن - شۇنىڭ بىلەن قۇرۇلمىلىق كۆۋرۈك قاتتىقلىقىنى يوقىتىدۇ.

نىڭ مۇلايىم ماسلىشىشى بازالت تالالىرىبازالت تالالىرى دېڭىز سۈيىگە دۇچ كەلگەندە ھېچقانداق ھەجىم كېڭىيىشىنى كۆرسەتمەيدۇ. ئۇلارنىڭ گىدرولىز جەريانى - Si-O-Si باغلىنىشىنىڭ ئاستا ئېرىپ كېتىشى بىلەن خاراكتېرلىنىدۇ - ئىنتايىن ئاستا سۈرئەتتە داۋاملىشىدۇ، نەتىجىدە پەقەت نانو ئۆلچىمىدە ئازراق، يەرلىك چوققا شەكىللىنىشى ۋە يۈزەكى قوپاللىشىش كۆرۈلىدۇ. بۇ نېپىز يۈزەكى قوپاللىشىش ماترىتساغا زىيان يەتكۈزۈشتىن يىراق، ئەمەلىيەتتە تالالار بىلەن ئەتراپتىكى بېتون ئوتتۇرىسىدىكى ئۆز-ئارا باغلىنىشلىق سۈركىلىش كۈچىنى كۈچەيتىدۇ.

بۇنىڭدىن باشقا، بېتون ئارىلاشمىسى لايىھەلىرىدە كۆپىنچە سانائەت قوشۇمچە مەھسۇلاتلىرى، مەسىلەن، ئۇچىدىغان كۈل ۋە شلاك قاتارلىق مەھسۇلاتلار قوشۇلۇپ، ئەنئەنىۋى سېمونتنىڭ ئورنىنى قىسمەن ئالىدۇ. بۇ ئۇسۇل ئىشلەپچىقىرىش جەريانىدا كاربون قويۇپ بېرىشنى %27 تۆۋەنلىتىش بىلەن بىرگە، بېتوننىڭ ئۇزۇن مۇددەتلىك ئىشقارلىقلىقىنىمۇ كۆرۈنەرلىك دەرىجىدە تۆۋەنلىتىدۇ. بۇ، بازالت تالالىرى ئۈچۈن يۇمشاق، «ئىشقارغا چىداملىق قوغداش كاپسۇلى» نى ئۈنۈملۈك ھاسىل قىلىپ، ئۇلارنىڭ ئېرىش سۈرئىتىنى تېخىمۇ تۆۋەنلىتىدۇ.

IV. يېرىقلار بىلەن ئىشلەشكە بولامدۇ؟ ئۇ يەنە كەلگۈسىدىكى زىياننىڭ ئالدىنى ئالالايدۇ.

رېئال دۇنيادىكى قۇرۇلۇش قوللىنىشچان پروگراممىلىرىدا، قۇرۇلما زاپچاسلىرى مۇقەررەر ھالدا «زەخمىلەنگەن» شارائىتتا ئىشلەيدۇ. بۇ رېئاللىقنى تەقلىد قىلىش ئۈچۈن، تەتقىقات گۇرۇپپىسى سىناق ئەۋرىشكىلىرى ئىچىدە كەڭلىكى 0.1 مىللىمېتىردىن 0.3 مىللىمېتىرغىچە بولغان مىكرو يېرىقلارنى سۈنئىي شەكىلدە پەيدا قىلدى:

پولات تالا گۇرۇپپىسىدا، بۇ مىكرو يېرىقلارنىڭ مەۋجۇت بولۇشى نەملىكنىڭ بىۋاسىتە تارتىش رايونىغا سىڭىپ كىرىشىگە يول قويدى؛ بۇ پولات تالالىرىنىڭ كۆۋرۈك ئىقتىدارىنىڭ تېز سۈرئەتتە يوقىلىشىغا ۋە ماتېرىيالنىڭ ئېلاستىكىلىقىنىڭ تېز سۈرئەتتە تۆۋەنلىشىگە ئېلىپ كەلدى. بىر خىل كۆپ ئۆلچەملىك بازالىتى تالا گۇرۇپپىسى 0.1 مىللىمېتىردىن 0.2 مىللىمېتىرغىچە بولغان يېرىق ئېغىزى دائىرىسى ئىچىدە ئالاھىدە بۇزۇلۇشقا چىدامچانلىقنى نامايان قىلدى، بۇ ئىنچىكە تالالار بىلەن «قىستۇرۇش» ۋە قېلىن تالالار بىلەن «تارتىش» نىڭ بىرىكمە رولى ئارقىلىق ئەمەلگە ئاشتى. ئالدىن مەۋجۇت يېرىقلار 0.3 مىللىمېتىرغا كېڭەيگەن تەقدىردىمۇ، ماتېرىيال يۇقىرى دەرىجىدە ئېگىلىش-تارتىش يۈك كۆتۈرۈش ئىقتىدارىنى ساقلاپ قالىدۇ، شۇنىڭ بىلەن دېڭىز قۇرۇلۇشى قوللىنىشچان پروگراممىلىرىدا بۇزۇلغان قۇرۇلمىلارنىڭ بىخەتەرلىك چېكىنى مۇۋەپپەقىيەتلىك كېڭەيتىدۇ.

خۇلاسە

«ھاياتلىق دەۋرىيلىكى تەننەرخى (LCC)» ۋە تۆۋەن كاربونلۇق مۇھىت ئىمكانىيىتى نۇقتىسىدىن قارىغاندا، بازالت تالالىرى ئالاھىدە تارتىش جەريانى سەۋەبىدىن دەسلەپكى سېتىۋېلىش تەننەرخىنى سەل يۇقىرى كۆتۈرۈشى مۇمكىن، ئەمما ئۇلارنىڭ خىزمەت مۇددىتى ئىچىدە ئاساسەن «ئاسراش تەلەپ قىلىنمايدۇ» تەبىئىتى ئۇزۇن مۇددەتلىك ئەۋزەللىكلەرنى تەمىنلەيدۇ. بىر تۈرنىڭ ئىشلىتىش مۇددىتى ئىچىدە - ئادەتتە 50 يىلدىن 100 يىلغىچە - ئۇلارنى ئىشلىتىش دائىم رېمونت قىلىش ۋە چىرىشكە قارشى سىرلاش بىلەن مۇناسىۋەتلىك زور مىقداردىكى، كۈتۈلمىگەن ئومۇمىي چىقىملارنى يوقىتىپلا قالماي، يەنە قۇرۇلمىنىڭ ئۆز ئېغىرلىقىنى زور دەرىجىدە تۆۋەنلىتىدۇ، شۇنىڭ بىلەن چوڭ تىپتىكى دېڭىز ئۈستى ئورنىتىش پاراخوتلىرىنىڭ توشۇش چىقىمى ۋە ئىجارە ھەققىنى تېجەيدۇ.

بىر تۈرنىڭ پۈتكۈل ئۆمرىدە كاربون قويۇپ بېرىشنى ئازايتىش ۋە قۇرۇلۇش بىخەتەرلىكىنى كاپالەتلەندۈرۈشكە ئوخشاش ئەھمىيەت بېرىلىۋاتقان بىر دەۋردە، ۋولقان تاشلىرىدىن ياسالغان بۇ «داتلىشىشقا قارشى ساۋۇت» دېڭىز قاتنىشى لىنىيىسى ۋە دېڭىز بويىدىكى شامال ئېلېكتىر ئىستانسىلىرى قاتارلىق دېڭىز پاكىز ئېنېرگىيە تۈرلىرى ئۈچۈن تېخىمۇ بىخەتەر ۋە تېخىمۇ مۇھىت ئاسرايدىغان قوغدىغۇچى سۈپىتىدە ئوتتۇرىغا چىقماقتا.