كيفية تحسين قوة الترابط بين تقوية الألياف الزجاجية والخرسانة؟ ما هي تأثيرات عمليات المعالجة السطحية مثل السفع الرملي والتغليف؟

تحليل طرق تعزيز قوة الروابط بين تقوية الألياف الزجاجية والخرسانة وتأثيرات عمليات المعالجة السطحية

1 、 الطريقة الأساسية لتحسين قوة الترابط

تحسين عملية المعالجة السطحية

المعالجة بالسفع الرملي:

الآلية: من خلال السفع الرملي عالي الضغط، يتم تشكيل نسيج مقعر ومحدب على سطح تقوية الألياف الزجاجية، مما يزيد من مساحة التلامس مع الخرسانة ويعزز قوة العض الميكانيكية.

التأثير: أظهرت التجارب أن معالجة السفع الرملي يمكن أن تزيد من قوة الرابطة بنسبة 20% -30%، خاصة في UHPC (الخرسانة فائقة الأداء) حيث يكون التأثير أكثر أهمية.

معالجة التغليف (الضلع الحلزوني):

الآلية: استخدام حزم الألياف للالتفاف الحلزوني لمواد التسليح، مما يشكل هيكلًا ضلعيًا عرضيًا يتفاعل ميكانيكيًا مع الخرسانة.

التأثير: قوة الترابط للتسليح المغلف GFRP أعلى بنسبة 40% -60% من التسليح الملولب، كما أن ثباته تحت الأحمال الديناميكية أفضل.

معالجة الرمال اللزجة:

الآلية: يلتصق الرمل الناعم بسطح مادة التسليح، مما يشكل سطحًا خشنًا ويعزز الاحتكاك.

التأثير: يمكن أن تؤدي معالجة رابطة الرمل إلى تحسين قوة الترابط بنسبة 15% -25%، ولكن يجب التحكم بشكل صارم في توحيد التصاق جزيئات الرمل.

تحسين المواد ونسب المزيج

المادة اللاصقة عالية الأداء: من خلال استخدام راتنجات الإيبوكسي المعدلة وغيرها من المواد اللاصقة ذات اللزوجة العالية والمرونة العالية، يمكن زيادة قوة الترابط بأكثر من 30%.

تحسين قوة الخرسانة: لكل 10 ميجا باسكال زيادة في قوة الضغط لـ UHPC، يمكن أن تزيد قوة الرابطة بنسبة 5٪ -8٪.

زيادة سمك الطبقة الواقية: لكل 0.1 زيادة في سمك الطبقة الواقية النسبية (c/db)، تزيد قوة الترابط بنسبة 10% -15%.

تحسين عملية البناء

التحكم في طول المرساة: يوصى بأن يكون الحد الأدنى لطول المرساة 20 ضعف قطر مادة التسليح لضمان فشل الكسر بدلاً من فشل السحب.

ضمان جودة التلامس: لتجنب التطبيق غير المتساوي للفقاعات اللاصقة أو المتبقية، يمكن تحسين كثافة التلامس من خلال تقنية التسريب بمساعدة الفراغ.

السيطرة على العوامل البيئية

إدارة درجة الحرارة والرطوبة: أثناء البناء، يجب التحكم في درجة الحرارة المحيطة عند 15-30 درجة مئوية ويجب أن تكون الرطوبة أقل من 80% لتقليل عيوب المعالجة للمادة اللاصقة.

2、آلية تأثير عملية معالجة السطح على قوة الترابط

نوع العملية، الخصائص المورفولوجية السطحية، آلية تعزيز الترابط، بيانات التأثير النموذجي، السيناريوهات القابلة للتطبيق

السفع الرملي ذو الملمس المحدب المقعر، والخشونة Ra = 50-100 ميكرومتر يزيد من قوة العض الميكانيكية، ويحسن معامل احتكاك الواجهة، ويزيد من قوة الترابط بنسبة 20٪ -30٪ في الهندسة البحرية وبيئات التآكل العالية

أضلاع عرضية ملفوفة حلزونية، بارتفاع 1-2 مم وتباعد 5-10 مم، تشكل عضة على شكل إسفين مع الخرسانة. تقاوم الأضلاع المستعرضة الانزلاق الطولي ولها قوة ربط أعلى بنسبة 40% -60% من تلك الموجودة في القضبان الملولبة. يتم استخدامها لهياكل التحميل الديناميكية في الجسور والمناطق المعرضة للزلازل

إن ربط الرمل الناعم (حجم الجسيمات 0.1-0.5 مم) بسطح الرمل اللزج يزيد من معامل الاحتكاك ويوفر زيادة بنسبة 15٪ -25٪ في قوة الترابط المتشابكة الميكانيكية الدقيقة. هذا مشروع حساس من حيث التكلفة بالنسبة للهياكل الخرسانية العادية

3 、 اقتراحات التطبيقات الهندسية

سيناريوهات الطلب العالية على المتانة (مثل المنصات البحرية):

إعطاء الأولوية للجمع بين معالجة السفع الرملي وUHPC، وذلك باستخدام الواجهة الخشنة للسفع الرملي والقوة العالية لـ UHPC لتحقيق التعزيز التآزري.

سيناريوهات التحميل الديناميكي (مثل الجسور والمنشآت الزلزالية):

يتم معالجة تقوية GFRP باللف، ويمكن لهيكل الضلع المستعرض أن يقاوم بشكل فعال تدهور الروابط تحت التحميل الدوري.

سيناريو التحكم في التكاليف:

إن الجمع بين معالجة الرمل والخرسانة العادية يلبي متطلبات الترابط الأساسية من خلال المعالجة السطحية الاقتصادية.

4 、 حدود البحث والتحديات

التحكم في التباين: تتراوح بيانات اختبار قوة الرابطة الحالية بين 15% -25%، ويجب تحسين التصميم من خلال طرق التنبؤ بالفواصل الإحصائية.

تحسين النموذج التأسيسي: تفتقر النماذج الحالية (مثل نموذج CMR) إلى الوصف الكافي لقطاع نزول السندات، وتحتاج إلى مزيد من التحسين باستخدام تكنولوجيا ارتباط الصور الرقمية (DIC).

تقييم الأداء على المدى الطويل: يجب إجراء اختبارات التعمير المتسارعة (مثل دورات رش الملح ودورات التجميد والذوبان) للتحقق من متانة عمليات معالجة الأسطح.

من خلال الطرق المذكورة أعلاه وتحسين العملية، يمكن زيادة قوة الارتباط بين تقوية الألياف الزجاجية والخرسانة إلى 80% -90% من تقوية الفولاذ، مما يوفر دعمًا فنيًا رئيسيًا لتعزيز الهياكل الخرسانية المركبة FRP في البيئات القاسية.