Kengaytmalar suv va namlikka qanday chidamli bo'ladi?

Materialshunoslik: Nima uchun nam muhitda metallmas kengaytmalar yuqori samaradorlik ko'rsatadi

Shelk oqimida polimer-kompozitning elektrokimyoviy barqarorligi

Nometall kavshaklar dengiz sharoitida elektrokimyoviy muammolarga qarshilik ko'rsatadigan maxsus polimer kompozitlardan tayyorlanadi. Metallar galvanik reaksiyalar tufayli suvda yomon ta'sir qiladi, bu esa korrozivga olib keladi va vaqti-vaqti bilan butun tuzilmani vayron qiladi. Bu polimer alternativlari beton konstruksiyalardagi armatura uchun katta muammo bo'lgan xlorid ionlarining o'tishiga yo'l qo'ymaydigan molekulyar tarkibga ega. Shuni ham aytish kerakki, ular yillar davomida suv ostida turgandan keyin ham shaklini saqlab turadi. Haqiqiy okean sharoitini namoyish etuvchi nazorat qilinadigan muhitda o'tkazilgan sinovlar, aksariyat ishlab chiqaruvchilarning fikricha, ushbu kavshaklar suv ostida yarim asrdan ham ortiq xizmat qilishi mumkinligini ko'rsatadi, garchi ba'zi mutaxassislarning haqiqiy dunyo natijalari laboratoriya natijalari bilan aniq mos kelishini hali ham shubha ostiga olmoqda.

Xlorid miqdori ko'p bo'lgan zonalarda nima uchun metallmas alternativlarga qaraganda galvanizatsiyalangan metall kavshaklar tezroq korroziyaga uchraydi

Tsink bilan qoplangan metall distantsionerlar, masalan, sohil yaqinidagi yoki yo'l tuzi to'planadigan ko'priklarda xlorid ionlari ko'p bo'lgan joylarga o'rnatilganda, ancha tezroq ishdan chiqadi. Himoya qiluvchi tsink qavati dastlab pastki qismidagi po'latni himoya qiladi, lekin suvli namlik yoki dengiz shamoli kabi sharoitlarda u juda tez eskiradi. Tadqiqotlar shuni ko'rsatadiki, ularning korroziyasi quruqlikdagi o'xshash distantsionerlarga nisbatan taxminan uch marta tezroq rivojlanadi. Tsink qavati yakuniy jihatdan vayron bo'lgach, ochiq qolgan po'lat rust (zang) hosil qilishni boshlaydi, bu esa kengayib ketadi va atrofdagi beton konstruktsiyalarni g'ildirab yuboradi. Metalmas alternativlar esa butunlay boshqacha ishlaydi, chunki ular suvni absorbsiya qilishga tabiiy ravishda chidamli maxsus polimerlardan (0,8% dan kam absorbsiya) tayyorlanadi. Bu materiallar korroziyaga olib keladigan elektrokimyoviy reaktsiyalarni ham to'xtatadi. Okean havo oqimlari bo'lgan joylarda amaliy o'rnatishlarni ko'rib chiqsak, aniq namuna seziladi: aksariyat metall distantsionerlarni har 7 yoki 10 yilda almashtirish kerak bo'ladi, shu tarafdagi plastik namunalari esa yigirma yildan keyin ham to'g'ri ishlashda davom etadi.

Suvga chidamli muhandislik: Pokraklar va nano-o'zgartirilgan provodnik dizaynlari

Gidrofobik silan-siloksan pokraklari: kapillyar uzilish samaradorligini 73% ga oshirish

Namlik ta'sirida bo'ronlar ancha yaxshiroq ishlashini ta'minlaydigan yangi sirt muhandislik usullari joriy etilmoqda. Silan va siloksan asosidagi so'nggi gidrofob qoplamalar molekulyar darajada namni o'ziga tortish o'rniga itarib chiqaradigan maydali to'siqlarni yaratadi. Bu kapillyar deb ataladigan mikroskopik kanallar orqali materiallarga kirayotgan suv miqdorining ancha kamayishini anglatadi. O'tgan yili nashr etilgan "Binolar qobig'i bo'yicha tadqiqot hisoboti"ga ko'ra, bunday maxsus qoplamalar oddiy qoplanmagan sirtlarga nisbatan materiallarning suv o'tkazuvchanligiga qarshilik ko'rsatish qobiliyatini taxminan uch chorak qismga oshiradi. Bu qurilish sohasi uchun haqiqatan ham nima anglatadi? Beton inshootlarning ichiga tuz va loy kamroq to'planadi, bu esa ko'priklarning uzoqroq turishiga, dengiz devorlarining eroziyadan himoyalanishiga hamda namlik doimiy muammo bo'lgan tunnellar kabi yer osti inshootlarining mustahkamligini saqlashga yordam beradi.

Nano-modifikatsiyalangan polipropilen distantsiyalar: suvni shimish <0.8% (asosiy ko'rsatkich 4,2% ga qaraganda)

Materialshunoslikdagi so'nggi yutuqlar nano darajadagi o'zgarishlar tufayli materiallarni namlikka qarshilikka etkazdi. Ishlab chiqaruvchilar politsevenga kichik kvarts zarrachalarini kiritganda, ular suvni ajoyib darajada itaradigan sirtlarni yaratadi. Suvni singdirish 0,8% dan kam bo'lguncha pasayadi, bu esa odatda taxminan 4,2% suvni singdirgan eski materiallarga nisbatan besh marta yaxshiroq ko'rsatkichdir. 2024-yilgi ASTM hisoboti ushbu topilmalarni tasdiqlaydi. Maxsus ishlangan ushbu materiallar uzun muddat suv bosimi ta'sirida bo'lganda ham barqarorligini saqlab turadi. Shuningdek, ular suv ostida yoki nam muhitda ishlashi kerak bo'lgan mahsulotlar uchun C1712 standartlari tomonidan belgilangan barcha talablarga javob beradi.

Sirtini muhandislik va massaviy materiallarni o'zgartirishning ushbu ikki qismli strategiyasi sparerkalarni okean oqimlari zonasi, chiqindi suvlarni tozalash inshootlari va boshqa namlik darajasi yuqori bo'lgan muhitlarda beqarshi ishlash imkonini beradi.

Amaliy tekshiruv: Suv ostida va yer ostida ishlatiladigan sparerkalarning uzoq muddatli ishlash xususiyatlari

Gonkong—Juhay—Makao ko'prigi: dengiz ta'siridagi beton distantsion chastotlarning 8 yillik ishlash ko'rsatkichi

Gonkong-Zuhay-Makao ko'prigi metallmas distantsion elementlarning qattiq dengiz muhitiga qarshilik ko'rsatish qobiliyati jihatidan mustahkam dalolatdir. 2018-yilda ochilgandan beri, suv ostida turgan bu polimer kompozit distantsion elementlar doimiy dengiz suvi ta'siriga, muntazam suv oqimi harakatiga va normaldan ancha yuqori bo'lgan 35000 ppm atrofida xlor miqdoriga duch kelmoqda. Bir necha yildan keyin o'tkazilgan tekshiruvlar korroziya muammolarining hech qanday belgisini ko'rsatmaydi va ko'prikdagi barcha tayanch konstruksiyalarda 50 mm lik beton qoplamasi saqlanib qolgan. Bu laboratoriya sharoitida o'tkazilgan metall alternativlarga o'xshash sinovlarda tezroq pitting boshlanishi bilan solishtirilganda ancha farq qiladi. Bu yerda kuzatilayotgan narsa boshqa sohil infratuzilma loyihalarida xuddi shunday qiyinchiliklarga duch keladigan muhandislarga ushbu materiallardan foydalanishga ishonch beradi.

• sakkiz yillik ta'sirdan keyin siqilish chidamliligining 98% saqlanishi
• <0,5 mm o'lchamdagi o'zgarish nam-quruq sikllar davomida takrorlanganda ham
• Beton-ajratgich interfeyslarida o'lchanadigan xloridning sizoqlanishi yo'q

Gidravlik bosim ostida o'lcham doimiyligi: pastki infratuzilma uchun ASTM C1712 talablariga javob beradi

Ko'tarilgan infratuzilma uchun ajratgichlar doimiy gidrostatik yuklarga qarshilik ko'rsatishi kerak. ASTM C1712 bo'yicha o'tkazilgan qattiq sinovlar plastmassa bo'lmagan ajratgichlarning 15 metrli suv ustuni ekvivalenti ta'sirida bo'lganda muhim o'lchamdagi aniqlikni saqlashini tasdiqlaydi. Tasdiqlash natijalari quyidagilarni o'z ichiga oladi:

• 500 soat davomida bosim sikllaridan keyin ±0,2% hajm kengayishi
• suv osti tunnellarining segmentlarida armatura joylashish aniqrog'iga 100% mos kelish
• Beton-ajratgich interfeyslarida suv o'tish yo'nalishining shakllanishi nolga teng

Bu natijalar tarkibidagi o'lchamlar barqarorligi bevosita konstruksiya butunligini buzishni oldini olib, dizayn xizmat muddatining integral doimiyligini ta'minlaydigan suvni tozalash inshootlari, dengiz osti quvurlari va boshqa siqilgan muhitlarda ishonchli uzoq muddatli ishlashni tasdiqlaydi.

Tez-tez so'raladigan savollar

• Namlikli muhitda metall bo'lmagan distantsion qismlar nima uchun metall distantsion qismlardan afzal hisoblanadi?

  Maxsus polimer kompozitlardan tayyorlangan metall bo'lmagan distantsion qismlar namlikli sharoitlarda korroziyaga va tuzlarning vujudga keltirishiga sabab bo'ladigan elektrokimyoviy reaktsiyalarga hamda xlorid ionlariga metallarga qaraganda yaxshiroq chidamli bo'ladi.

• Gidrofob qoplamalar qanday qilib distantsion qismlarning ishlashini yaxshilaydi?

  Silan va siloksan kabi moddalardan tayyorlangan gidrofob qoplamalar molekulyar darajada suvni itarib yuboradi, materialdagi namlikni so'rilib olishini kamaytiradi hamda ularga mustahkamlik beradi.

• Nano-modifikatsiyalangan politen distantsion qismlar qanday afzalliklarga ega?

  Bu distantsion qismlarda so'rilgan silika zarralari tufayli namlikni so'rish tezligi sezilarli darajada kamaytirilgan bo'lib, an'anaviy materiallarga qaraganda namlikka chidamliligi yuqori.

• Metall bo'lmagan distantsion qismlar amaliyotda tekshirilganmi?

  Ha, Hong Kong–Zhu Xay–Makao ko'prig'i kabi tadqiqotlar va amaliy loyihalar natriumli dengiz muhitida metall bo'lmagan distantsionlar konstruksiya mustahkamligini saqlash va korroziyaga chidash qobiliyatini namoyon qiladi.