Wie verbessert man die Bindungsstärke zwischen Glasfaserverstärkung und Beton? Was sind die Auswirkungen von Oberflächenbehandlungsprozessen wie Sandstrahlen und Verpackung?

Analyse von Methoden zur Verbesserung der Bindungsstärke zwischen Glasfaserverstärkung und Beton und den Auswirkungen von Oberflächenbehandlungsprozessen

1 、 Die Kernmethode zur Verbesserung der Bindungsstärke

Optimierung des Oberflächenbehandlungsprozesses

Sandstrahlbehandlung:

Mechanismus: Durch Hochdrucksandstrahlung werden konkave und konvexe Texturen auf der Oberfläche der Glasfaserverstärkung gebildet, wodurch der Kontaktbereich mit Beton erhöht und die mechanische Beißkraft verbessert wird.

Effekt: Die Experimente haben gezeigt, dass eine Sandstrahlungsbehandlung die Bindungsstärke um 20% -30% erhöhen kann, insbesondere bei UHPC (Ultrahohe -hohe Leistungsbeton), wobei der Effekt signifikanter ist.

Verpackungsbehandlung (Spiralrippe):

Mechanismus: Verwenden von Faserbündeln, um das Verstärkungsmaterial zu wickeln und eine transversale Rippenstruktur zu bilden, die sich mechanisch mit dem Beton befindet.

Effekt: Die Bindungsstärke der GFK -Verstärkung von GFRP ist 40% -60% höher als die der Gewindeverstärkung, und seine Stabilität unter dynamischen Belastungen ist besser.

Klebrige Sandbehandlung:

Mechanismus: Feinsand haftet an der Oberfläche des Verstärkungsmaterials, bildet eine raue Oberfläche und verbessert die Reibung.

Effekt: Die Sandbindungsbehandlung kann die Bindungsfestigkeit um 15% -25% verbessern, aber die Gleichmäßigkeit der Sandpartikeladhäsion muss streng kontrolliert werden.

Optimierung von Materialien und Mischen von Proportionen

Hochleistungskleber: Durch die Verwendung modifizierter Epoxidharz und anderer hoher Viskositäts- und hoher Elastizitätsklebstoffe kann die Bindungsstärke um mehr als 30%erhöht werden.

Verbesserung der Betonfestigkeit: Für jeden 10 MPa -Anstieg der Druckfestigkeit von UHPC kann die Bindungsstärke um 5% -8% zunehmen.

Erhöhung der Schutzschichtdicke: Für jede 0,1 Zunahme der relativen Schutzschichtdicke (c/dB) steigt die Bindungsstärke um 10% -15%.

Verbesserung des Bauprozesses

Ankerlängenregelung: Es wird empfohlen, dass die minimale Ankerlänge 20-fach der Durchmesser des Verstärkungsmaterials beträgt, um einen Frakturversagen und nicht den Ausfallfehler zu gewährleisten.

Kontaktqualitätssicherung: Um eine ungleiche Anwendung von Klebstoff- oder Restblasen zu vermeiden, kann die Kontaktdichte durch Vakuum -unterstützte Infusionstechnologie verbessert werden.

Umweltfaktorkontrolle

Temperatur- und Luftfeuchtigkeitsmanagement: Während der Bauarbeiten sollte die Umgebungstemperatur bei 15-30 ° C kontrolliert werden und die Luftfeuchtigkeit unter 80% liegen, um die Härtungsdefekte des Klebstoffs zu verringern.

2 、 Der Einflussmechanismus des Oberflächenbehandlungsprozesses auf die Bindungsstärke

Prozesstyp, Oberflächenmorphologieeigenschaften, Verbesserungsverstärkungsmechanismus, typische Effektdaten, anwendbare Szenarien

Sandstrahlung mit konkav konvexer Textur, Rauheit RA = 50-100 & mgr; m erhöht die mechanische Beißkraft, verbessert den Reibungskoeffizienten des Grenzflächens und erhöht die Bindungsstärke um 20% -30% in Meerestechnik und hoher Korrosionsumgebungen

Spiralgewickelte Querrippen mit einer Höhe von 1-2 mm und einem Abstand von 5-10 mm bilden einen keilförmigen Biss mit dem Beton. Die Querrippen widerstehen Längsschlupf und haben eine Bindungsstärke um 40% -60% höher als die von Gewindestangen. Sie werden für dynamische Laststrukturen in Brücken und Erdbebenanfällen verwendet

Das Anbringen feiner Sandes (Partikelgröße 0,1-0,5 mm) an der Oberfläche von klebrigem Sand erhöht den Reibungskoeffizienten und liefert eine Erhöhung der mechanischen Verriegelungsfestigkeit von Mikromechanik um 15% -25%. Dies ist ein kostensensitives Projekt für gewöhnliche Betonstrukturen

3 、 Vorschläge für technische Anwendungen

Szenarien mit hoher Nachfrage nach Haltbarkeit (wie Offshore -Plattformen):

Priorisieren Sie die Kombination von Sandstrahlen und UHPC unter Verwendung der groben Grenzfläche von Sandstrahlen und der hohen Festigkeit von UHPC, um eine synergistische Verbesserung zu erzielen.

Dynamische Lastszenarien (wie Brücken, seismische Strukturen):

Die GFRP -Verstärkung wird mit Wicklung behandelt, und seine Querrippenstruktur kann den Bindungsabbau unter zyklischer Belastung effektiv widerstehen.

Kostenkontrollszenario:

Die Kombination aus Sandbindungsbehandlung und gewöhnlichem Beton entspricht den Grundversorgungsanforderungen der Bindung durch wirtschaftliche Oberflächenbehandlung.

4 、 Forschungsgrenzen und Herausforderungen

Variationsregelung: Die aktuellen Testerdaten der Bindungsstärke haben eine Variabilität von 15% -25% und das Design muss durch statistische Intervallvorhersagemethoden optimiert werden.

Verbesserung des konstitutiven Modells: Bestehende Modelle (z. B. CMR -Modell) fehlen eine ausreichende Beschreibung des Segments für Bond -Schlupfabstände und müssen mithilfe der DIC -Technologie (Digital Image Correlation) weiter verfeinert werden.

Langzeitleistungsbewertung: Beschleunigte Alterungstests (wie Salzsprayzyklen und Gefrier-Tauzzyklen) müssen durchgeführt werden, um die Haltbarkeit von Oberflächenbehandlungsprozessen zu überprüfen.

Durch die oben genannten Methoden und die Prozessoptimierung kann die Bindungsstärke zwischen Glasfaserverstärkung und Beton auf 80% -90% der von Stahlverstärkung erhöht werden, was eine wichtige technische Unterstützung für die Förderung von FRP -Betonverbundstrukturen in extremen Umgebungen bietet.