سيناريوهات التطبيق النموذجية تعزيز الهياكل الخرسانية: استبدال قضبان الصلب في مشاريع البناء الجديدة أو مشاريع التعزيز (مثل الجسور والأنفاق وعوارض المباني وأعمدتها). هندسة بحرية: استبدال قضبان الصلب في الأرصفة، وكاسرات الأمواج، والجسور العابرة للبحر لحل مشكلة تآكل قضبان الصلب. الصناعة الكيميائية ومعالجة مياه الصرف الصحي: جسم الحوض وهيكل خطوط الأنابيب في بيئة كاوية. بيئة درجات الحرارة العالية: الأجزاء المقاومة لدرجات الحرارة العالية مثل أفران الصناعة والمداخن (مقاومة قصيرة المدى لدرجات الحرارة تصل إلى 600 درجة مئوية)

أضلاع مركبة من ألياف البازلت (مادة أضلاع مركبة معززة بالألياف عالية الأداء تتكون من ألياف البازلت كمادة معززة، وراتنج حراري (مثل راتنج الإبوكسي) كمصفوفة، بالإضافة إلى كمية مناسبة من الإضافات. تجمع عملية الإنتاج بين العمليات المعززة بالألياف، والمركبات الراتنجية، والتشكيل. فيما يلي عملية الإنتاج التفصيلية، والنقاط التقنية الرئيسية، وخصائص التطبيق:
1. المواد الخام الأساسية
ألياف البازلت
المصدر: الألياف المستمرة المصنوعة من خام البازلت الطبيعي (مثل البازلت، إلخ) يبلغ قطرها عادةً 9-13 ميكرومتر بعد الانصهار بدرجة حرارة عالية (1450-1500 درجة مئوية).
الخصائص: قوة الشد ≥2500 ميجا باسكال، معامل المرونة 40-100 جيجا باسكال، مقاومة درجات الحرارة العالية (درجة حرارة عالية فوق 1000 درجة مئوية)، مقاومة التآكل (حمض وقلوي، مقاومة رش الملح)، قوة ربط قوية مع الراتنج.
مصفوفة الراتنج
الأنواع الشائعة الاستخدام: راتنج الإبوكسي (EP)، راتنج الإستر الفينيل (VE)، حيث يتميز راتنج الإبوكسي بأداء شامل أفضل (قوة عالية وانكماش تصلب منخفض).
الوظيفة: تثبيت موضع الألياف، ونقل الحمل، وحماية الألياف من التآكل البيئي.
إضافات
عامل التصلب: يتفاعل مع الراتنج لربط النظام وتصلبه (مثل الأمينات، عوامل تصلب أنهيدريد الحمض).
عامل الاقتران: يحسن التوافق بين السطح بين الألياف والراتنج (مثل عامل اقتران السيلان).
حشو: يزيد من صلابة الأضلاع أو يقلل التكاليف (مثل رمل الكوارتز، كربونات الكالسيوم).
2. عملية الإنتاج
تعتمد أضلاع مركبات ألياف البازلت بشكل أساسي عملية البثق، والتي تتميز بكفاءة إنتاج عالية، ودقة أبعاد المنتج العالية، ومحتوى ثابت من حجم الألياف. الخطوات المحددة هي كما يلي:
1. تحضير الألياف وترتيبها
حزمة الألياف: جمع العديد من خيوط ألياف البازلت (مثل الروفينجز غير الملتوية) في حزم ألياف، والتحكم في اتجاه الألياف من خلال جهاز توجيه (نسبة الألياف المحورية ≥60٪، مما يضمن القوة الطولية).
تشريب الألياف مسبقًا: في بعض العمليات، يتم ترشيح حزمة الألياف مبدئيًا من خلال خزان غراء الراتنج لإزالة الفقاعات والسماح للراتنج بتغليف الألياف بالتساوي.
2. تشريب الراتنج والمركب
خلط الراتنج: خلط الراتنج، وعامل التصلب، وعامل الاقتران، إلخ بالتناسب، وجعل محلول غراء موحد من خلال جهاز تقليب.
تشريب الألياف: تدخل حزمة الألياف خزان التشريب وتشرب تمامًا بمحلول غراء الراتنج. يتم إزالة الراتنج الزائد من خلال جهاز طرد مطاطي (مثل بكرة مطاطية أو قالب معدني) للتحكم في محتوى الراتنج (عادةً 30٪ -40٪).
3. البثق والتصلب
تسخين القالب: قم بتسخين القالب المعدني (عادةً قالب فولاذي) إلى 80-120 درجة مئوية، والتحكم في درجة الحرارة في الأقسام (مثل الهلام منخفض الحرارة في القسم الأول والتصلب عالي الحرارة في القسم الأخير).
السحب والتشكيل: تمر حزمة الألياف بعد الغراء من خلال القالب تحت تأثير آلة سحب (مثل آلة سحب الزاحف)، ويحدد الشكل المقطع العرضي للقالب مظهر مادة الضلع (مثل دائرة، شكل ضلع).
تفاعل التصلب: يتم ربط الراتنج وتصلبه في القالب لتشكيل أضلاع مركبة ذات صلابة معينة. يعتمد وقت التصلب على طول القالب ودرجة الحرارة ونظام الراتنج (عادةً من عدة دقائق إلى أكثر من عشر دقائق).
4. المعالجة السطحية والقص
تشكيل الضلع السطحي: يتم معالجة الجدار الداخلي للقالب بأخاديد دائرية أو حلزونية لتشكيل أضلاع على سطح الأضلاع المركبة، وتعزيز قوة الالتصاق بالخرسانة (ارتفاع الضلع 1-2 مم، المسافة 8-12 مم).
القص والطول الثابت: يتم قص مادة الضلع المتصلبة بواسطة آلة القطع وفقًا للطول المصمم (مثل 6 أمتار، 12 مترًا)، ويتم فحص المنتج النهائي (مثل انحراف القطر ≤ ± 0.3 مم، خطأ الطول ≤ ± 5 مم).
3. النقاط التقنية الرئيسية
الترابط بين السطح بين الألياف والراتنج
معالجة عامل الاقتران: بعد معالجة سطح ألياف البازلت بعامل اقتران السيلان، يمكن تكوين روابط كيميائية لتعزيز قوة رابطة السطح (قوة القص ≥40 ميجا باسكال) وتجنب تلف "سحب الألياف".
التحكم في محتوى حجم الألياف
نسبة الألياف: عادةً ما تكون الكسر الحجمي للألياف 55٪ -65٪. يمكن أن يؤدي ارتفاعها إلى عدم كفاية تشريب الراتنج، وانخفاضها سيؤثر على قوة الأضلاع. التحكم الدقيق عن طريق ضبط عدد حزم الألياف وحجم القالب.
تحسين عملية التصلب
تدرج درجة الحرارة: تكون درجة الحرارة في الجزء الأمامي من القالب منخفضة (مثل 80 درجة مئوية) لجعل الراتنج هلاميًا والجزء الأخير من القالب دافئًا إلى 120 درجة مئوية لتسريع التصلب، وتجنب الفقاعات الداخلية أو التشققات بسبب ارتفاع درجة الحرارة المفرط.
سرعة السحب: عادةً 0.5-2 م / دقيقة. إذا كانت السرعة سريعة جدًا، فقد يؤدي ذلك إلى عدم كفاية التصلب، وإذا كانت بطيئة جدًا، فسوف يؤثر ذلك على كفاءة الإنتاج.
4. المواصفات الشائعة ومؤشرات الأداء
البند المعلمات النموذجية معايير الاختبار
الأقطار Φ6، Φ8، Φ10، Φ12، Φ16، Φ20، إلخ GB / T 32773-2016
قوة الشد ≥600 ميجا باسكال (أعلى من قضبان الصلب HRB400) GB / T 30022-2013
معامل المرونة 40-55 جيجا باسكال (حوالي 1/5-1/4 من قضبان الصلب) GB / T 30022-2013
معامل التمدد الخطي 8 × 10⁻⁶ / ℃ (تقريبي للخرسانة لتجنب تشقق فرق درجة الحرارة) JGJ / T 224-2010
مقاومة رش الملح للتآكل 1000 ساعة معدل احتفاظ القوة ≥95٪ GB / T 10125-2021
5. مزايا التطبيق والسيناريوهات
المزايا
مقاومة التآكل: مقاومة تمامًا للأحماض والقلويات، ورش الملح، وتآكل أيون الكلوريد، مناسبة للبيئات القاسية مثل المحيطات والمواد الكيميائية.
خفيفة الوزن وعالية القوة: تم تغيير الكثافة إلى حوالي 1.9-2.1 جم / سم³، وهي فقط 1/4 من قضبان الصلب. وقوة الشد أكثر من ضعف قوة قضيب الصلب.
غير مغناطيسي: لا يوجد استقراء كهرومغناطيسي، مناسب للمناطق الحساسة كهرومغناطيسيًا (مثل المستشفيات والأنفاق).
بناء مريح: خفيف الوزن، يمكن قطعه يدويًا بدون اتصال ميكانيكي.
سيناريوهات التطبيق النموذجية
تعزيز الهياكل الخرسانية: استبدال قضبان الصلب في مشاريع البناء الجديدة أو مشاريع التعزيز (مثل الجسور والأنفاق وعوارض المباني وأعمدتها).
هندسة بحرية: استبدال قضبان الصلب في الأرصفة، وكاسرات الأمواج، والجسور العابرة للبحر لحل مشكلة تآكل قضبان الصلب.
الصناعة الكيميائية ومعالجة مياه الصرف الصحي: جسم الحوض وهيكل خطوط الأنابيب في بيئة كاوية.
بيئة درجات حرارة عالية: الأجزاء المقاومة لدرجات الحرارة العالية مثل أفران الصناعات الثقيلة والمداخن (مقاومة قصيرة المدى لدرجات الحرارة تصل إلى 600 درجة مئوية)