Мэдээ
Тугны шонгийн үйлдвэрлэлийн хувьсал: FRP (Fiber Reinforced Polymer) материалын ач тусын талаархи мэдээлэлд суурилсан цогц дүн шинжилгээ.
2023-12-11 10:53:18
Манай нийгэмлэгийн бүтэц нь эв нэгдэл, өвөрмөц байдал, бахархлын бэлгэдэл болох туг далбаагаар илэрхийлэгддэг. Ийм чухал бэлгэдлийн хувьд эдгээр тугуудыг дэмждэг шонгууд нь тэдгээрийг бүтээхдээ анхааралтай авч үзэх ёстой. Олон жилийн туршид тугны шонгийн үйлдвэрлэл нь модон бариулаас эхлээд металл саваа хүртэл хувьслын замаар явсаар ирсэн. Өнөөдөр энэ салбарт авангард бол хүч чадал, бат бөх чанар, дасан зохицох чадварыг гайхалтай хослуулсан FRP (Fiber Reinforced Polymer) материал юм. Эмпирик мэдээлэлд үндэслэн бид FRP яагаад тугны шонгийн барилгын алтан стандарт болж байгаа талаар цогц судалгааг санал болгож байна.
010203
1. Жин ба хүч чадлын парадигм:
– Хүч ба жингийн харьцаа.
– FRP нь уламжлалт материал болох гангаас 20 дахин их хүч чадал, жингийн харьцаатай. Үүний эсрэгээр, өөр нэг түгээмэл сонголт болох хөнгөн цагааны харьцаа нь гангаас 7-10 дахин их байдаг. Үүний үр дагавар нь тодорхой байна: FRP нь жингийн багахан хэмжээгээр ихээхэн хүч чадал өгч, тээвэрлэлтийг хөнгөвчлөх, илүү хэмнэлттэй суурилуулах үйл явцыг хөнгөвчлөх болно.
2. Идэмхий элементүүдэд тэсвэртэй байдал:
– Давсны манангийн туршилтаар (ASTM B117) бид зэврэлтэнд тэсвэртэй байдлын талаарх ойлголтыг олж авдаг.
- Ган хэдийгээр бат бөх боловч 96 цагийн дотор зэвэнд бууж эхэлдэг.
– Хөнгөн цагаан нь бага зэрэг сайн байсан ч 200 цагийн дараа цоорхой болж эхэлдэг.
– Гайхалтай нь, FRP нь 1000 цагийн дараа ч муудах шинж тэмдэггүй, тэсвэр хатуужилтай байдаг. Энэхүү бат бөх эсэргүүцэл нь ялангуяа идэмхий бодисоор дүүрэн орчинд FRP тугны шонгийн ашиглалтын хугацааг ихээхэн уртасгадаг.
3. Гулзайлгах боловч хугарахгүй - Салхины туршилт:
– Тугны шон нь байгалийн уур хилэнг, тэр дундаа хүчтэй шуургыг тэсвэрлэх ёстой.
– Ган шонгууд нь 90 миль/цаг хурдтай салхинд тэсвэртэй байхаар туршилт хийсэн.
– Хөнгөн цагаан шон бага зэрэг илүү сайн мөртлөө 100 миль/цаг хурдтай.
– Нөгөө талаас FRP нь 120 миль / цаг хүртэл хурдлах салхины гайхалтай уян хатан чанарыг харуулдаг. Энэхүү дасан зохицох чадвар нь тугны шон урт наслах төдийгүй, ялангуяа цаг агаарын тааламжгүй нөхцөлд аюулгүй байдлыг хангадаг.
4. Тусгаарлагч – Чимээгүй хамгаалагч:
– FRP-ийн дулаалгын шинж чанар нь металлын эсрэг онцгой болгодог.
– Дулаан дамжилтын илтгэлцүүрийн хувьд FRP нь 0.8 Вт/м·К хэмждэг нь хөнгөн цагааны 205 Вт/м·К эсвэл гангийн 43 Вт/м·К-ээс хамаагүй бага. Энэ нь халуун дулаан нөхцөлд ч гэсэн FRP харьцангуй сэрүүн хэвээр байна гэсэн үг юм.
– Цахилгааны хувьд FRP нь цахилгаан дамжуулах чадваргүй бөгөөд хөнгөн цагаан (37.7 x 10^6 S/m) ба ган (6.99 x 10^6 S/m)-ээс ихээхэн давуу талтай, ялангуяа аадар бороо эсвэл цахилгааны утастай санамсаргүй хүрэлцэх үед.
5. Гоо сайхны сэтгэл татам байдлыг хадгалах:
– Өнгө хадгалах нь тугны шонгийн үзэмжийг хадгалахад чухал үүрэгтэй.
– ASTM D2244 туршилтаас харахад металл шон 2 жилийн дотор мэдэгдэхүйц бүдгэрч эхэлдэг ч FRP нь хагас арван жилийн дараа ч тод өнгөний 90 гаруй хувийг хадгалдаг болохыг харуулж байна. FRP-ийн салшгүй өнгө нь тогтмол, бүдгэрдэггүй харагдах байдлыг баталгаажуулж, байнга будах ажлыг арилгадаг.
6. Урт хугацааны эдийн засгийн давуу тал:
– Арав гаруй жилийн хугацаанд ган шонгийн засвар үйлчилгээний зардал нь үндсэн зардлынхаа 15%-тай тэнцэж байгаа нь голчлон будах, зэв боловсруулах зэрэгтэй холбоотой. Хөнгөн цагаан шон нь арай дээрдсэн боловч нүхжилт, исэлдэлтийн эмчилгээний улмаас анхны зардлын 10 орчим хувийг эзэлдэг.
– Үүний эсрэгээр, FRP шон нь анхны үнийн дүнгийн 2% -иас бага засвар үйлчилгээний зардал шаарддаг. Арав ба түүнээс дээш жилийн зардлыг төлөвлөхөд FRP-ийн эдийн засгийн үр ашиг илт тодорхой болно.
7. Байгаль орчны ухамсартай сонголт:
– FRP тугны шон нь тогтвортой байдлыг хангах амлалтыг онцолж байна.
– Гангийн үйлдвэрлэлтэй харьцуулахад FRP үйлдвэрлэл 15%-иар бага CO2 ялгаруулдаг. Хүрээлэн буй орчинд үзүүлэх нөлөөгөөр шүүмжилдэг хөнгөн цагааны үйлдвэрлэл нь гантай харьцуулахад бараг хоёр дахин их CO2 ялгаруулдаг. Иймээс FRP нь үйлдвэрлэлийн болон урт наслалтын хувьд ногоон сонголт гэдгээрээ ялгардаг бөгөөд энэ нь орлуулахаас үүдэлтэй хог хаягдлыг бууруулдаг.
Дүгнэж хэлэхэд:
Тугны шонгууд хэдийгээр анзаарагддаггүй ч бидний эв нэгдэл, бахархлын бэлгэ тэмдэг болсон чимээгүй харуулууд юм. Хүч чадал, бат бөх чанар, гоо зүй, хүрээлэн буй орчны ухамсарыг хослуулсан материалыг хайж олоход FRP нь орчин үеийн тугны шон үйлдвэрлэхэд тэргүүлэх байр суурь эзэлдэг. Энэхүү өгөгдөлд тулгуурласан дүн шинжилгээ нь FRP-ийн санал болгож буй олон давуу талыг онцолж, өнөөдөр болон маргаашийн тугны шонгуудын хамгийн чухал сонголт болж байна.