ЛАНДЖОУ – Винаги, когато се споменават пясъчни бури, хората често се сещат за замърсяване на въздуха и щети от ерозия на силния вятър на сгради и линии за движение. Проучване на китайски изследователи предложи ново прозрение, че умерената вятърна и пясъчна ерозия всъщност може да направи повърхността на материалите по-твърда.
Изследователите наскоро са изследвали интерфейса на ерозиралия от вятъра и пясъка бетон в пустинна среда и са предложили научни доказателства за подобряване на методите за армиране на бетон, каза Северозападният институт за екологична среда и ресурси (NIEER) към Китайската академия на науките.
В сътрудничество с изследователи от NIEER и университета Lanzhou Jiaotong, това ново проучване е публикувано в списанието Composites Part B: Engineering. Той предлага механизми и стратегии за укрепване на ерозирана от вятъра и пясъка бетонна инфраструктура, използваща полимер, подсилен с въглеродни влакна (CFRP).
Бетонната инфраструктура в пустинни среди е подложена на непрекъсната вятърна и пясъчна ерозия, което ускорява нейната деградация. Когато са подсилени с CFRP, такива структури често показват неравномерни повърхностни повреди, причинени от ерозия, според изследователя на NIEER Лю Бенли.
„Сравнявайки с предишни проучвания, които се фокусираха най-вече върху идеални плоски интерфейси, нашето проучване симулира различни среди на вятър и пясък чрез комбиниране на механични тестове с микроскопски анализ. Нашето проучване за първи път предложи от механична гледна точка механизмът, че умерената абразия може да образува микроструктура, благоприятна за свързването на подсилващия слой“, каза Лиу.
Той обясни, че в по-ярко описание процесът е подобен на скулптор, който издълбава груби текстури върху камък за последващо укрепване. Умереното въздействие на вятъра и пясъка може също да „издълбае“ малки канали в повърхността на материала, осигурявайки естествени „дръжки“ за покрития или защитни материали и значително подобрявайки междинното свързване.
Резултатите от проучването показват, че като цяло пясъчната ерозия е увеличила крайната носеща способност на интерфейса на CFRP-бетонни образци с 31 процента и е увеличила грапавостта на повърхността с фактор 10 в сравнение с неерозирали образци.
Освен това изследователският екип разработи предсказуеми модели за междуфазов носещ капацитет и връзката връзка-приплъзване, които включват ефектите на абразия, които показват добро съответствие с експерименталните данни.
„Следователно, нашето проучване осигурява научна основа за оценката и дизайна на армировката на повредени бетонни конструкции в пустинна среда“, каза Джан Кай, доцент в Училището по строително инженерство, университета Lanzhou Jiaotong.
„По-важното е, че изследването за първи път постигна количествена корелация между условията на околната среда и производителността на интерфейса. Това означава, че инженерите могат точно да предвидят носещата способност на материалите въз основа на интензивността на вятъра и пясъка“, каза Джан.
„Това дава възможност за научно използване на пясъчни бури като „естествена сила“ за поддържане на тези сектори“, добави той.
Нашия източник е Българо-Китайска Търговско-промишлена палaта