深海硬化水泥砂浆力学性能的首次现场测量

宇部工业株式会社,港口和机场研究所,海洋地球科学技术局(JAMSTEC),东京工业大学和东京海洋科学技术大学今天宣布,一个联合研究小组已经确定了一种方法用于评估硬化水泥砂浆的机械性能,并启动了首次现场数据测量。该研究项目旨在为深海基础设施建设做出贡献。通过收集深海底某处硬化水泥砂浆内部产生的水压数据,该研究有望为深海应用基础设施材料的未来开发和建立深海应用的设计方法提供有用的数据。深海结构。

这项研究在《先进混凝土技术杂志》第19卷上发表的一篇论文中进行了报道。

该研究的目的是阐明在短期和长期内由于高液压作用而导致的硬化水泥 砂浆的机械性能。常规地,潜水器用于回收部署在深海底面上的水泥砂浆样本,并且在取回之后测量砂浆样本的变化。但是,该方法留下了在取回时从深海到海面压力变化的可能性。会导致水泥砂浆样本发生变化,从而可能导致无法准确了解深海中出现的现象。此外,利用水箱的测试 模拟深海中的高水压无法将现象重现到实际结构中会出现的程度,也无法再现实际水流和海洋生物附着的影响。

研究人员建立了一种方法,可以连续进行深海底水泥砂浆样品中产生的水压和应变的原位测量。然后,研究人员可以仅查明深海中实际发生的现象,从而确保进行分析和解释的准确数据。

2020年7月,研究小组在距伊豆半岛尖端约70公里的南海海槽东北缘约3500米的水深处部署了水泥砂浆标本和测量仪器。标本将于2021财年回收,研究人员将对数据进行分析。

按经济专属区(EEZ)和领海面积计算,是第六大海洋国家。因此,积极利用海洋是面临的重要问题之一。在的专属经济区内,深海占海洋领土的比重很高,近年来,研究了开发海洋资源的各种可能性。其他可能性也在讨论中,它们有可能创造科学和工业的新领域。其中包括潮汐发电等海洋能源的利用,利用海床的数据中心的安装,大型中微子探测器的建造以及深海城市概念。

水泥的利用提供了许多设计可能性并且用途广泛,目前正在研究其在深海中海洋基础设施的未来建设。水泥是使用石灰石制造的,石灰石可以全部从采购,而原本通常是地下资源稀缺的国家,所以它有望带来稳定的原料供应优势。

然而,几乎没有任何关于极端深海环境对利用水泥的结构的影响的评估。在最近的研究中,研究人员发现硬化的水泥砂浆在深海中会显着恶化,这清楚表明,仅靠现有的知识和设计方法就无法建造深海基础设施。收集基本数据作为构建深海基础设施的一步变得越来越重要。

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