Хураангуй
Барилгын салбар нь материалын боловсруулалтын үр ашиг, нарийвчлал, бат бөх чанарыг сайжруулахын тулд дэвшилтэт зүсэх материалыг нэвтрүүлснээр технологийн хувьсгал хийж байна. Онцгой хатуулаг, элэгдэлд тэсвэртэй поликристалл алмазан компакт (PDC) нь барилгын хэрэглээнд өөрчлөлтийн шийдэл болж гарч ирсэн. Энэхүү өгүүлэлд барилгын PDC технологийн цогц судалгаа, түүний дотор материалын шинж чанар, үйлдвэрлэлийн процесс, бетон зүсэлт, асфальт тээрэмдэх, чулуу өрөмдөх, арматурын баар боловсруулах зэрэг шинэлэг хэрэглээг багтаасан болно. Судалгаагаар мөн PDC-ийн хэрэгжилтийн өнөөгийн бэрхшээлийг шинжилж, барилгын технологийг цаашид хувьсгал хийх боломжтой ирээдүйн чиг хандлагыг судалсан болно.
1. Оршил
Дэлхийн барилгын салбар төслийг хурдан дуусгах, өндөр нарийвчлалтай ажиллах, байгаль орчинд үзүүлэх нөлөөллийг бууруулах зэрэг эрэлт хэрэгцээтэй тулгарч байна. Уламжлалт зүсэх багаж хэрэгсэл нь эдгээр шаардлагыг хангаж чадахгүй байх нь элбэг, ялангуяа орчин үеийн өндөр бат бэхтэй барилгын материалыг боловсруулах үед тохиолддог. Поликристалл Алмаз Компакт (PDC) технологи нь барилгын янз бүрийн хэрэглээнд урьд өмнө байгаагүй гүйцэтгэлийг санал болгож, тоглоомыг өөрчлөх шийдэл болж гарч ирсэн.
PDC багажууд нь синтетик поликристал алмазын давхаргыг вольфрамын карбидын суурьтай хослуулан, бат бөх чанар, зүсэлтийн үр ашгийн хувьд уламжлалт материалаас илүү гүйцэтгэлтэй зүсэх элементүүдийг бий болгодог. Энэхүү өгүүлэлд PDC-ийн үндсэн шинж чанар, үйлдвэрлэлийн технологи, орчин үеийн барилгын практикт өсөн нэмэгдэж буй үүргийг авч үзсэн болно. Энэхүү дүн шинжилгээ нь одоогийн хэрэглээ болон ирээдүйн боломжийг хамарсан бөгөөд PDC технологи нь барилгын арга зүйг хэрхэн өөрчилж байгаа талаар ойлголт өгөх болно.
2. Барилгын зориулалтаар ашиглах PDC-ийн материалын шинж чанар ба үйлдвэрлэл
2.1 Өвөрмөц материалын шинж чанарууд
Онцгой хатуулаг (10,000 HV) нь зүлгүүрийн барилгын материалыг боловсруулах боломжийг олгодог
Элэгдэлд тэсвэртэй чанар нь вольфрамын карбидаас 10-50 дахин урт ашиглалтын хугацааг хангадаг
Өндөр дулаан дамжуулалт** (500-2000 Вт/мК) нь тасралтгүй ажиллах үед хэт халалтаас сэргийлдэг
Вольфрамын карбидын суурь материалын цохилтын эсэргүүцэл нь барилгын талбайн нөхцөл байдлыг тэсвэрлэдэг
2.2 Барилгын багаж хэрэгслийн үйлдвэрлэлийн процессыг оновчтой болгох**
Алмазан ширхэгийн сонголт: Хамгийн сайн гүйцэтгэлийг хангахын тулд алмазан ширхэгийг сайтар ангилсан (2-50μm)
Өндөр даралттай хайлуулах: 1400-1600°C температурт 5-7 ГПа даралттайгаар алмааз-алмааз холбоог бат бөх болгодог
Субстратын инженерчлэл: Тодорхой барилгын ажилд зориулсан вольфрамын карбидын захиалгат найрлага
Нарийн хэлбэржүүлэлт: Нарийн төвөгтэй багажны геометрийн хувьд лазер болон EDM боловсруулалт
2.3 Барилгын тусгай PDC зэрэглэл
Бетон боловсруулалтын өндөр үрэлтэд тэсвэртэй зэрэг
Төмөр бетон зүсэлтийн өндөр нөлөөллийн зэрэглэл
Асфальт тээрэмдэх зориулалттай дулааны тогтвортой зэрэглэл
Нарийн барилгын хэрэглээнд зориулсан нарийн ширхэгтэй зэрэглэл
3. Орчин үеийн барилгын гол хэрэглээ
3.1 Бетон зүсэлт ба нураалт
Өндөр хурдтай бетон хөрөөдөх: PDC ир нь ердийн ирээс 3-5 дахин урт ашиглалтын хугацаатай байдаг
Төмөр хөрөөний систем: Том хэмжээний бетон нураахад зориулсан алмазан нэвчилттэй кабель
Бетоны нарийн тээрэмдэх: Гадаргууг бэлтгэхдээ миллиметрээс бага нарийвчлалтай ажиллах
Кейс судалгаа: Калифорни мужийн хуучин Бэй Бриджийг нураах PDC хэрэгслүүд
3.2 Асфальт тээрэмдэх болон замын нөхөн сэргээлт
Хүйтэн тээрэмдэх машинууд: PDC шүднүүд нь бүх ээлжийн турш хурц байдлыг хадгалдаг
Нарийвчлалын зэрэглэлийн хяналт: Асфальтан хувилах нөхцөлд тогтвортой гүйцэтгэл
Дахин боловсруулалтын хэрэглээ: RAP (Дахин боловсруулсан асфальтан хучилт)-ыг цэвэрхэн огтлох
Гүйцэтгэлийн өгөгдөл: Уламжлалт багажтай харьцуулахад тээрэмдэх хугацааг 30% бууруулсан
3.3 Суурийн өрөмдлөг ба овоолго
Том диаметртэй өрөмдлөг: 3 метр хүртэл диаметртэй өрөмдсөн овоолгын PDC хошуу
Хатуу чулуулгийн нэвчилт: Боржин чулуу, базальт болон бусад хүнд хэлбэрийн формацид үр дүнтэй
Доод давхаргыг цэвэрлэх хэрэгслүүд: Овоолгын суурийн нарийн хонхны хэлбэржилт
Далайн эргийн хэрэглээ: Салхин турбины суурийн суурилуулалтад PDC хэрэгслүүд
3.4 Арматурын саваа боловсруулах
Өндөр хурдтай арматурын зүсэлт: Деформацигүйгээр цэвэр зүсэлт хийнэ
Урсгал өнхрөх: PDC нь нарийн арматурын урсгалд зориулагдсан
Автоматжуулсан боловсруулалт: Робот огтлох системтэй нэгтгэх
Аюулгүй байдлын давуу талууд: Аюултай орчинд оч үүсгэхийг бууруулдаг
3.5 Хонгил өрөмдөх болон газар доорх барилгын ажил
TBM зүсэгч толгойнууд: Зөөлөн ба дунд зэргийн хатуулагтай чулуулгийн нөхцөлд PDC зүсэгч
Микро туннел: Хэрэглээний байгууламжийн нарийн өрөмдлөг
Газрын сайжруулалт: тийрэлтэт зуурмаг болон хөрс холих зориулалттай PDC багаж хэрэгсэл
Кейс судалгаа: Лондонгийн Crossrail төсөл дэх PDC зүсэгчийн гүйцэтгэл
4. Уламжлалт хэрэгслүүдтэй харьцуулахад гүйцэтгэлийн давуу талууд
4.1 Эдийн засгийн ашиг тус
Багажны ашиглалтын хугацааг уртасгах: карбидын багажнаас 5-10 дахин урт ашиглалтын хугацаатай
Сул зогсолтын хугацаа багассан: Багаж хэрэгслийн өөрчлөлтийг багасгах нь үйл ажиллагааны үр ашгийг нэмэгдүүлдэг
Эрчим хүчний хэмнэлт: Бага зүсэх хүч нь эрчим хүчний хэрэглээг 15-25% бууруулдаг
4.2 Чанарын сайжруулалт
Дээд зэргийн гадаргуугийн өнгөлгөө: Хоёрдогч боловсруулалт хийх хэрэгцээг багасгасан
Нарийвчлалтай зүсэлт: Бетоны хэрэглээнд ±0.5 мм доторх хүлцэл
Материалын хэмнэлт: Үнэ цэнэтэй барилгын материалын керфийн алдагдлыг хамгийн бага хэмжээнд байлгана
4.3 Байгаль орчинд үзүүлэх нөлөөлөл
Хог хаягдлын үүсэлт багассан: Багажны ашиглалтын хугацаа уртсах нь хаягдал багатай зүсэгч гэсэн үг юм
Дуу чимээний түвшин бага: Зөөлөн зүсэлт нь дуу чимээний бохирдлыг бууруулдаг
Тоос дарах: Цэвэр зүсэлт нь агаарт бага тоосонцор үүсгэдэг
5. Одоогийн бэрхшээлүүд ба хязгаарлалтууд
5.1 Техникийн хязгаарлалтууд
Тасралтгүй хуурай зүсэлтийн хэрэглээнд дулааны доройтол
Өндөр хүчитгэсэн бетоны цохилтын мэдрэмтгий чанар
Маш том диаметртэй багаж хэрэгслийн хэмжээний хязгаарлалт
5.2 Эдийн засгийн хүчин зүйлс
Уламжлалт хэрэгслүүдтэй харьцуулахад анхны өндөр өртөгтэй
Тусгай засвар үйлчилгээний шаардлага
Гэмтсэн PDC элементүүдийг засах хязгаарлагдмал сонголтууд
5.3 Салбарын нэвтрүүлэлтийн саад бэрхшээлүүд
Уламжлалт аргуудаас гарах өөрчлөлтийн эсэргүүцэл
Багаж хэрэгслийг зөв зохицуулах сургалтын шаардлага
Мэргэшсэн PDC хэрэгслүүдийн хангамжийн сүлжээний сорилтууд
6. Ирээдүйн чиг хандлага ба инноваци
6.1 Материалын шинжлэх ухааны дэвшил
Бат бөх чанарыг сайжруулахын тулд нано бүтэцтэй PDC
Оновчтой шинж чанартай функциональ зэрэглэлтэй PDC
Өөрөө хурцалдаг PDC найрлага
6.2 Ухаалаг багажны системүүд
Элэгдэл хянах зориулалттай суулгагдсан мэдрэгчүүд
Бодит цагийн тохируулгатай дасан зохицох зүсэлтийн системүүд
Урьдчилан таамаглах солих зориулалттай хиймэл оюун ухаанаар ажилладаг багажны удирдлага
6.3 Тогтвортой үйлдвэрлэл
Ашигласан PDC хэрэгслүүдийг дахин боловсруулах үйл явц
Бага эрчим хүч үйлдвэрлэх аргууд
Алмаз синтезийн био суурьтай катализаторууд
6.4 Шинэ хэрэглээний хил хязгаарууд
3D бетон хэвлэх дэмжлэгийн хэрэгслүүд
Автоматжуулсан робот нураах системүүд
Сансрын барилгын хэрэглээ
7. Дүгнэлт
PDC технологи нь орчин үеийн барилгын техникийг хөгжүүлэх чухал хүчин зүйл болж, бетон боловсруулах, асфальт тээрэмдэх, суурийн ажил болон бусад гол хэрэглээнд хосгүй гүйцэтгэлийг санал болгож байна. Өртөг болон тусгай хэрэглээний хувьд бэрхшээлтэй хэвээр байгаа ч материалын шинжлэх ухаан, багаж хэрэгслийн системийн тасралтгүй дэвшил нь PDC-ийн барилгын салбар дахь үүргийг улам өргөжүүлэх амлалт өгч байна. PDC хэрэгслүүд нь илүү хурдан, цэвэрхэн, илүү нарийвчлалтай барилгын арга зүйн шаардлагыг хангахад улам бүр төвлөрөх барилгын технологийн шинэ эриний босгон дээр зогсож байна.
Ирээдүйн судалгааны чиглэлүүд нь үйлдвэрлэлийн зардлыг бууруулах, цохилтод тэсвэртэй байдлыг сайжруулах, шинээр гарч ирж буй барилгын материалын тусгай PDC найрлага боловсруулахад чиглэгдэх ёстой. Эдгээр дэвшил бодит болохын хэрээр PDC технологи нь 21-р зууны баригдсан орчныг бүрдүүлэхэд улам бүр зайлшгүй шаардлагатай болох төлөвтэй байна.
Лавлагаа
1. Дэвшилтэт алмазан багажаар барилгын материалын боловсруулалт (2023)
2. Орчин үеийн нураалтын практик дахь PDC технологи (Барилгын инженерчлэлийн сэтгүүл)
3. Том хэмжээний төслүүдэд PDC хэрэгслийг нэвтрүүлэх эдийн засгийн шинжилгээ (2024)
4. Тогтвортой барилгын алмазан багажны инноваци (Өнөөгийн материалууд)
5. Дэд бүтцийн төслүүдэд зориулсан PDC өргөдлийн кейс судалгаа (ICON Press)
Нийтэлсэн цаг: 2025 оны 7-р сарын 7
