玄武巖纖維錨桿突破傳統(tǒng)支護瓶頸,助力綠色礦山建設(shè)
隨著“雙碳”戰(zhàn)略持續(xù)推進,礦山與地下工程支護材料正加速向輕量化、耐腐蝕、環(huán)境友好型方向演進。近日,由中國礦業(yè)大學(xué)聯(lián)合中材科技共同研發(fā)的“高模量玄武巖纖維增強聚合物錨桿(BFRP錨桿)”在內(nèi)蒙古某大型露天礦完成首期工程驗證,其抗拉強度達1200MPa,彈性模量逾45GPa,成功替代部分傳統(tǒng)鋼制錨桿,在酸性圍巖環(huán)境中展現(xiàn)出卓越的耐久性能。
玄武巖纖維(Basalt Fiber, BF)作為無機硅酸鹽纖維,其化學(xué)穩(wěn)定性優(yōu)于E-玻璃纖維與碳纖維,且生產(chǎn)過程無重金屬排放,符合《綠色建材評價標(biāo)準(zhǔn)》GB/T 35605。本次應(yīng)用的BFRP錨桿采用拉擠成型工藝(Pultrusion),內(nèi)嵌玄武巖纖維單向布與乙烯基酯樹脂基體,經(jīng)高溫固化后形成各向異性復(fù)合結(jié)構(gòu),具備低導(dǎo)熱系數(shù)(0.038 W/m·K)與電磁透波特性,在煤礦巷道、地鐵隧道等復(fù)雜電磁環(huán)境中優(yōu)勢顯著。
項目技術(shù)負責(zé)人李工表示:“傳統(tǒng)鋼錨桿在高硫、高濕工況下易發(fā)生應(yīng)力腐蝕開裂(SCC),維護周期短、全生命周期成本高。BFRP錨桿不僅抗氯離子滲透系數(shù)<1×10?12 m2/s,其比強度(強度/密度)更達鋼錨桿3倍以上,可大幅降低支護結(jié)構(gòu)自重,提升施工效率。”
據(jù)悉,該產(chǎn)品已通過ISO 10406-2:2020《巖土工程錨桿試驗方法》認(rèn)證,并列入《國家工業(yè)節(jié)能技術(shù)推薦目錄(2025年版)》。下一步,研發(fā)團隊將優(yōu)化纖維體積分?jǐn)?shù)(Vf)與界面偶聯(lián)劑配比,進一步提升錨固段剪切粘結(jié)強度(τ_b),推動BFRP錨桿在深部高地應(yīng)力巷道中的規(guī)?;瘧?yīng)用。
