บ็อกไซต์เป็นแร่ธาตุธรรมชาติที่มีอะลูมิเนียมออกไซด์ (Al₂O₃) เป็นองค์ประกอบหลัก ซึ่งโดยปกติจะมีสิ่งเจือปน เช่น เหล็ก ซิลิกอน และไททาเนียม ในช่วงไม่กี่ปีที่ผ่านมา คุณสมบัติทางกายภาพและเคมีที่เป็นเอกลักษณ์ของบ็อกไซต์ได้ดึงดูดความสนใจในโครงการปูถนน โดยเฉพาะอย่างยิ่งในสาขาของทางเท้าป้องกันการลื่นไถล ต่อไปนี้คือการใช้งานเฉพาะและการวิเคราะห์ทางเทคนิคของบ็อกไซต์ในโครงการทางเท้าป้องกันการลื่นไถล:
1. คุณสมบัติของบ็อกไซต์และความเข้ากันได้กับพื้นผิวป้องกันการลื่นไถล
ความแข็งและทนต่อการสึกหรอสูง:
บ็อกไซต์มีปริมาณอะลูมิเนียมออกไซด์สูง (70% ~ 90%) และความแข็งโมห์ส 7 ~ 8 ซึ่งสูงกว่าหินปูนทั่วไปอย่างมีนัยสำคัญ (3 ~ 4) สามารถเพิ่มความต้านทานการสึกหรอของพื้นผิวและยืดอายุการใช้งานได้
โครงสร้างพื้นผิวที่ขรุขระ:
อนุภาคบ็อกไซต์ส่วนใหญ่มีรูพรุนหรือเป็นเหลี่ยมมุม หลังจากการปูผิวทาง อนุภาคเหล่านี้สามารถสร้างพื้นผิวเว้า-นูนในระดับจุลภาค เพิ่มค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานของผิวทาง (สูงถึง 0.7~0.8 ในสภาวะแห้ง และ 0.4~0.5 ในสภาวะเปียก) และป้องกันการลื่นไถลได้อย่างมีประสิทธิภาพ
ทนต่ออุณหภูมิสูงและมีเสถียรภาพทางเคมี:
อะลูมินามีจุดหลอมเหลวสูง (2050℃) และสามารถทนต่ออุณหภูมิสูง (160~180℃) ในระหว่างการปูยางมะตอย นอกจากนี้ยังทนต่อการกัดกร่อนของกรดและด่าง และเหมาะสำหรับสภาพแวดล้อมที่ซับซ้อน (เช่น ถนนรอบๆ โรงงานเคมี)
ความเข้ากันได้ด้านสิ่งแวดล้อม:
บอกไซต์เป็นแร่ธาตุธรรมชาติที่ไม่ปล่อยสารประกอบอินทรีย์ระเหยง่าย (VOCs) ซึ่งตอบสนองความต้องการในการก่อสร้างถนนสีเขียว
2. รูปแบบการใช้งานเฉพาะของบ็อกไซต์ในทางเท้าป้องกันการลื่น
(1) เป็นวัสดุผสมเพื่อทดแทนหินแบบดั้งเดิม
การผสมวัสดุผสมหยาบ:
อนุภาคบ็อกไซต์ที่บดแล้ว (ขนาดอนุภาค 4.75~19 มม.) ใช้ทดแทนส่วนหนึ่งของหินบะซอลต์หรือหินแกรนิต (10%~30%) ในส่วนผสมแอสฟัลต์ (เช่น SMA-13, OGFC-16) เพื่อปรับปรุงความขรุขระบนพื้นผิว
การปรับเปลี่ยนมวลรวมละเอียด:
ผงบ๊อกไซต์ (<0.075 มม.) ใช้เป็นสารตัวเติมแทนผงหินปูนเพื่อปรับปรุงการยึดเกาะของปูนแอสฟัลต์และลดความเสียหายจากน้ำ
(2) วัสดุเคลือบป้องกันการลื่นไถล
วัสดุเคลือบป้องกันการลื่นไถลที่ทำจากอะลูมิเนียมสูง:
บอกไซต์ที่ผ่านการเผา (Al₂O₃>85%) ผสมกับเรซินอีพอกซี โพลียูรีเทน และสารยึดเกาะอื่นๆ เพื่อสร้างวัสดุเคลือบป้องกันการลื่นไถลแบบสเปรย์ ซึ่งเหมาะสำหรับบริเวณสำคัญ เช่น พื้นสะพานและทางลาด โดยค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานสามารถเข้าถึง BPN (ค่าการแกว่ง) สูงกว่า 75
เทคโนโลยีชั้นบางที่วางแบบเย็น:
วัสดุผสมบ็อกไซต์ (ขนาดอนุภาค 2~5 มม.) ผสมกับแอสฟัลต์อิมัลชันที่ผ่านการปรับเปลี่ยนเพื่อสร้างชั้นป้องกันการลื่นไถลที่มีความหนา 1~3 มม. ซึ่งสร้างได้ง่ายและเปิดให้สัญจรได้รวดเร็ว
(3) การเพิ่มประสิทธิภาพของทางเท้าที่ซึมผ่านได้
สารเติมแต่งคอนกรีตที่ซึมผ่านได้:
คุณสมบัติที่มีรูพรุนของบ็อกไซต์สามารถเพิ่มรูพรุนของคอนกรีตที่ซึมผ่านได้ (มากถึง 20%~30%) ในขณะที่ลดการสึกหรอและการพังทลายของทางเท้าที่ซึมผ่านได้ผ่านมวลรวมที่มีความแข็งสูง
3. การเปรียบเทียบข้อดีของพื้นป้องกันการลื่นจากบ็อกไซต์
ตัวบ่งชี้ พื้นป้องกันการลื่นจากบ็อกไซต์ พื้นป้องกันการลื่นจากบะซอลต์แบบดั้งเดิม พื้นป้องกันการลื่นจากเรซิน
ค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทาน (BPN) 70~80 60~70 80~90
ความต้านทานการเสียดสี (ค่าการสึกหรอ, %) ≤12 (วิธีลอสแองเจลิส) ≤15 ≤5 (แต่ต้นทุนสูง)
ต้นทุน (หยวน/㎡) 80~120 60~100 200~300
ความสะดวกในการก่อสร้าง เข้ากันได้กับอุปกรณ์ปูผิวทางแบบทั่วไป ใช้ได้กับอุปกรณ์ทั่วไป ต้องมีอุปกรณ์ฉีดพ่นพิเศษ
ปรับตัวเข้ากับสิ่งแวดล้อม ทนอุณหภูมิสูง ทนต่อการเยือกแข็งและละลาย ลอกจากการเยือกแข็งและละลายได้ง่าย ทนต่อการกัดกร่อนทางเคมี
4. ประเด็นทางเทคนิคที่สำคัญ
เทคโนโลยีการแปรรูปมวลรวม:
บ็อกไซต์ต้องถูกบด ร่อน และดอง (เพื่อขจัดสิ่งเจือปนเหล็ก) ก่อนใช้งานเพื่อให้แน่ใจว่าการไล่ระดับตรงตาม “ข้อกำหนดทางเทคนิคสำหรับการก่อสร้างพื้นยางมะตอยทางหลวง” (เจทีจี เอฟ40).
การเพิ่มประสิทธิภาพของส่วนผสมแอสฟัลต์:
ให้ใช้แอสฟัลต์ที่ดัดแปลงที่มีความหนืดสูง (เช่น แอสฟัลต์ที่ดัดแปลงด้วย SBS) และปริมาณของบ็อกไซต์ไม่ควรเกิน 30% เพื่อหลีกเลี่ยงความหนืดที่มากเกินไปของส่วนผสมที่จะส่งผลต่อการปูถนน
การเติมสารป้องกันการแยกส่วน:
เติมสารป้องกันการแยกส่วนเอมีน 1%~2% (เช่น ASP-2) เพื่อเพิ่มการยึดเกาะระหว่างบ็อกไซต์และแอสฟัลต์ และลดความเสี่ยงต่อความเสียหายจากน้ำ
5. กรณีการใช้งานจริง
กรณีที่ 1: ด่านเก็บเงินค่าผ่านทางบนทางหลวงในประเทศจีนใช้วัสดุบ็อกไซต์-SMA (ผสมสารผสม 25%) ค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานเพิ่มขึ้น 18% และไม่มีร่องลึกที่ชัดเจนเกิดขึ้นภายใน 3 ปี
กรณีที่ 2: เลนจักรยานในเมืองนอร์ดิกใช้แผ่นป้องกันการลื่นไถลชนิดเย็นที่ทำจากบ็อกไซต์ ซึ่งช่วยให้ระยะเบรกบนน้ำแข็งในฤดูหนาวสั้นลงร้อยละ 30
6. ความท้าทายและทิศทางในอนาคต
การควบคุมสิ่งเจือปน: บ็อกไซต์คุณภาพต่ำจำเป็นต้องได้รับการทำให้บริสุทธิ์ด้วยวิธีการแยกด้วยลอยตัวและการแยกด้วยแม่เหล็ก ซึ่งจะทำให้ต้นทุนเพิ่มขึ้น
การส่งเสริมการสร้างมาตรฐาน: ขาดข้อกำหนดพิเศษสำหรับทางปูบ็อกไซต์ และจำเป็นต้องจัดทำฐานข้อมูลประสิทธิภาพในระยะยาว
เทคโนโลยีคอมโพสิต: ผสมกับตะกรันเหล็ก อนุภาคยาง และวัสดุอื่นๆ เพื่อพัฒนาพื้นผิวป้องกันการลื่นไถลที่มีฟังก์ชันหลากหลาย (เช่น ลดเสียง + ป้องกันการลื่นไถล)
บทสรุป
บ็อกไซต์ได้กลายเป็นวัสดุที่มีการแข่งขันในงานวิศวกรรมทางเท้าป้องกันการลื่นไถล เนื่องจากมีความแข็งสูง พื้นผิวขรุขระ และมีคุณสมบัติในการปกป้องสิ่งแวดล้อม การแทนที่มวลรวมแบบดั้งเดิมหรือการเตรียมสารเคลือบพิเศษสามารถปรับปรุงความปลอดภัยและความทนทานของทางเท้าได้อย่างมาก ในอนาคต จำเป็นต้องเพิ่มประสิทธิภาพเทคโนโลยีการประมวลผล ลดต้นทุน และส่งเสริมการใช้งานในวงกว้างในถนนในเมือง สะพาน สนามบิน และสถานการณ์อื่นๆ
