چگونه می توان استحکام پیوند بین تقویت کننده فایبرگلاس و بتن را بهبود بخشید؟ اثرات فرآیندهای تصفیه سطحی مانند سندبلاست و بسته بندی چیست؟

تجزیه و تحلیل روش‌های افزایش استحکام باند بین تقویت‌کننده فایبرگلاس و بتن و اثرات فرآیندهای تصفیه سطح

1، روش اصلی برای بهبود استحکام پیوند

بهینه سازی فرآیند تصفیه سطح

درمان سندبلاست:

مکانیسم: با سندبلاست پرفشار، بافت های مقعر و محدب بر روی سطح تقویت کننده الیاف شیشه ایجاد می شود که باعث افزایش سطح تماس با بتن و افزایش نیروی گزش مکانیکی می شود.

اثر: آزمایش‌ها نشان داده‌اند که عملیات سندبلاست می‌تواند استحکام باند را 20% -30% افزایش دهد، به‌ویژه در UHPC (بتن با عملکرد فوق‌العاده بالا) که در آن اثر قابل توجه‌تر است.

درمان بسته بندی (دنده مارپیچ):

مکانیزم: استفاده از بسته‌های الیافی برای بسته‌بندی مارپیچی مواد تقویت‌کننده، تشکیل یک ساختار دنده عرضی که به طور مکانیکی با بتن درگیر می‌شود.

اثر: استحکام اتصال آرماتور پیچیده شده با GFRP 40٪ -60٪ بیشتر از تقویت کننده رزوه ای است و پایداری آن تحت بارهای دینامیکی بهتر است.

درمان شن و ماسه چسبنده:

مکانیسم: ماسه ریز به سطح مواد تقویت کننده می چسبد، یک سطح ناهموار را تشکیل می دهد و اصطکاک را افزایش می دهد.

اثر: عملیات پیوند شن و ماسه می تواند استحکام پیوند را 15٪ -25٪ بهبود بخشد، اما یکنواختی چسبندگی ذرات ماسه باید به شدت کنترل شود.

بهینه سازی مواد و نسبت مخلوط

چسب با کارایی بالا: با استفاده از رزین اپوکسی اصلاح‌شده و سایر چسب‌های ویسکوزیته و کشسانی بالا، می‌توان استحکام باند را تا بیش از 30 درصد افزایش داد.

بهبود مقاومت بتن: به ازای هر 10 مگاپاسکال افزایش مقاومت فشاری UHPC، استحکام باند می تواند 5٪ -8٪ افزایش یابد.

افزایش ضخامت لایه محافظ: به ازای هر 0.1 افزایش در ضخامت لایه محافظ نسبی (c/db)، استحکام باند 10٪ -15٪ افزایش می یابد.

بهبود فرآیند ساخت و ساز

کنترل طول لنگر: توصیه می‌شود که حداقل طول لنگر 20 برابر قطر مواد تقویت‌کننده باشد تا از شکست شکستگی به جای شکست بیرون‌کشی اطمینان حاصل شود.

تضمین کیفیت تماس: برای جلوگیری از کاربرد ناهموار چسب یا حباب‌های باقیمانده، می‌توان چگالی تماس را از طریق فناوری تزریق به کمک خلاء بهبود بخشید.

کنترل عوامل محیطی

مدیریت دما و رطوبت: در طول ساخت و ساز، دمای محیط باید در 15-30 درجه سانتیگراد کنترل شود و رطوبت باید زیر 80٪ باشد تا عیوب خشک شدن چسب کاهش یابد.

2، مکانیسم تأثیر فرآیند تصفیه سطح بر استحکام باند

نوع فرآیند، ویژگی‌های مورفولوژی سطح، مکانیسم افزایش پیوند، داده‌های اثر معمولی، سناریوهای قابل اجرا

سندبلاست با بافت محدب مقعر، زبری Ra=50-100 میکرومتر نیروی گزش مکانیکی را افزایش می‌دهد، ضریب اصطکاک رابط را بهبود می‌بخشد و استحکام پیوند را 20% -30% در مهندسی دریایی و محیط‌های با خوردگی بالا افزایش می‌دهد.

دنده های عرضی پیچیده شده مارپیچی با ارتفاع 1-2 میلی متر و فاصله 5-10 میلی متر، با بتن یک لقمه گوه ای شکل ایجاد می کنند. دنده های عرضی در برابر لغزش طولی مقاومت می کنند و دارای استحکام باند 40٪ -60٪ بیشتر از میله های رزوه ای هستند. آنها برای سازه های بار دینامیکی در پل ها و مناطق زلزله خیز استفاده می شوند

چسباندن شن و ماسه ریز (اندازه ذرات 0.1-0.5 میلی متر) به سطح ماسه چسبنده، ضریب اصطکاک را افزایش می دهد و 15٪ -25٪ افزایش در استحکام اتصال به هم پیوسته میکرو مکانیکی ایجاد می کند. این یک پروژه حساس به هزینه برای سازه های بتنی معمولی است

3، پیشنهادات کاربردی مهندسی

سناریوهای تقاضای دوام بالا (مانند سکوهای دریایی):

ترکیب درمان سندبلاست و UHPC را اولویت بندی کنید، از رابط خشن سندبلاست و استحکام بالای UHPC برای دستیابی به بهبود هم افزایی استفاده کنید.

سناریوهای بار دینامیکی (مانند پل ها، سازه های لرزه ای):

تقویت کننده GFRP با سیم پیچ درمان می شود و ساختار دنده عرضی آن می تواند به طور موثر در برابر تخریب پیوند تحت بارگذاری چرخه ای مقاومت کند.

سناریوی کنترل هزینه:

ترکیب عملیات پیوند شنی و بتن معمولی از طریق عملیات سطح مقرون به صرفه، الزامات پیوند پایه را برآورده می کند.

4- مرزها و چالش های تحقیق

کنترل تغییرات: داده‌های آزمایش استحکام باند فعلی دارای تنوع 15٪ -25٪ است و طراحی باید از طریق روش‌های پیش‌بینی فاصله آماری بهینه شود.

بهبود مدل سازنده: مدل‌های موجود (مانند مدل CMR) فاقد توصیف کافی از بخش فرود لغزش پیوند هستند و باید با استفاده از فناوری همبستگی تصویر دیجیتال (DIC) اصلاح شوند.

ارزیابی عملکرد بلندمدت: آزمایش‌های پیری تسریع‌شده (مانند چرخه‌های اسپری نمک و چرخه‌های انجماد و ذوب) باید برای تأیید دوام فرآیندهای تصفیه سطح انجام شوند.

از طریق روش‌های فوق و بهینه‌سازی فرآیند، استحکام پیوند بین تقویت‌کننده الیاف شیشه و بتن را می‌توان به ۸۰٪ -۹۰٪ تقویت‌کننده فولادی افزایش داد، که پشتیبانی فنی کلیدی برای ارتقای سازه‌های کامپوزیتی بتن FRP در محیط‌های شدید فراهم می‌کند.