Kuinka parantaa lasikuituvahvistuksen ja betonin välistä sidoslujuutta? Mitkä ovat pintakäsittelyprosessien, kuten hiekkapuhalluksen ja käärimisen, vaikutukset?

Lasikuituvahvistuksen ja betonin välisen sidoslujuuden lisäämiseksi ja pintakäsittelyprosessien vaikutusten välisen sidoslujuuden lisäämiseksi

1 、 Ydinmenetelmä sitoutumislujuuden parantamiseksi

Pintakäsittelyprosessin optimointi

Hiekkapuhdistushoito:

Mekanismi: Lasikuituvahvistuksen pinnalle muodostuu korkeapaineisella hiekkapuhalluksella, koveralla ja kuperalla tekstuurilla, lisäämällä kosketusaluetta betonilla ja parantamalla mekaanista purevaa voimaa.

Vaikutus: Kokeet ovat osoittaneet, että hiekkapuhdistuskäsittely voi lisätä sidoksen lujuutta 20% -30%, etenkin UHPC: ssä (erittäin korkean suorituskyvyn betoni), jossa vaikutus on merkittävämpi.

Kääritys (spiraali kylkiluu):

Mekanismi: Kuitukimppujen käyttäminen kiertämään vahvistusmateriaalia, muodostaen poikittaisen kylkiluun rakenteen, joka mekaanisesti sitoutuu betoniin.

Vaikutus: GFRP: n käärittyjen vahvistusten sidoslujuus on 40% -60% korkeampi kuin kierteitetyn vahvistuksen, ja sen stabiilisuus dynaamisissa kuormituksissa on parempi.

Tahmea hiekkakäsittely:

Mekanismi: Hieno hiekka tarttuu vahvistusmateriaalin pintaan, muodostaen karkean pinnan ja parantaa kitkaa.

Vaikutus: Hiekan sidoskäsittely voi parantaa sitoutumislujuutta 15% -25%, mutta hiekan hiukkasten tarttuvuuden yhtenäisyyttä on valvottava tiukasti.

Materiaalien ja sekoitusosuuksien optimointi

Korkean suorituskyvyn liima: Käyttämällä modifioitua epoksihartsia ja muuta korkeaa viskositeettia ja korkeaa joustavuutta liimaa, sidoslujuus voidaan lisätä yli 30%.

Betonin lujuuden parantaminen: Jokaisen 10 MPa: n puristuslujuuden lisääntyminen UHPC: n sidoksen lujuus voi kasvaa 5% -8%.

Suojakerroksen paksuuden lisääntyminen: Jokaisen 0,1: n suhteellisen suojakerroksen paksuuden (C/dB) nousu sidoslujuus kasvaa 10% -15%.

Rakennusprosessin parantaminen

Ankkurin pituuden hallinta: On suositeltavaa, että ankkurin minimipituus on 20-kertainen vahvistusmateriaalin halkaisija murtuman vikaantumisen sijaan.

Yhteyden laadunvarmistus: Liima- tai jäännöskuplien epätasaisen levityksen välttämiseksi kosketustiheyttä voidaan parantaa tyhjiö -avustetun infuusiotekniikan avulla.

Ympäristötekijöiden hallinta

Lämpötilan ja kosteuden hallinta: Rakentamisen aikana ympäristön lämpötilaa tulisi ohjata nopeudella 15-30 ℃ ja kosteuden tulisi olla alle 80% liiman kovetusvirheiden vähentämiseksi.

2 、 Pintakäsittelyprosessin vaikutusmekanismi sitoutumislujuuteen

Prosessityyppi, pintamorfologiaominaisuudet, sidosparannusmekanismi, tyypilliset vaikutukset, sovellettavat skenaariot

Hiekkapuhallus koveralla kuperalla tekstuurilla, karheus RA = 50-100 μm lisää mekaanista puremisvoimaa, parantaa rajapinnan kitkakerrointa ja lisää sitoutumislujuutta 20% -30% merentekniikassa ja korkeat korroosioympäristöt

Spiraali kääritty poikittaiset kylkiluut, joiden korkeus on 1-2 mm ja etäisyys 5-10 mm, muodostavat kiilanmuotoisen pureman betonilla. Poikittaiset kylkiluut kestävät pitkittäisliukumisen ja sidoksen lujuus 40% -60% korkeampi kuin kierteitettyjen tankojen. Niitä käytetään silloilla ja maanjäristyksen alttiissa alueilla dynaamisissa kuormitusrakenteissa

Hienon hiekan kiinnittäminen (hiukkaskoko 0,1 -0,5 mm) tarttuvan hiekan pintaan lisää kitkakerrointa ja tarjoaa 15% -25%: n lisäyksen mikromekaanisessa lukituslujuudessa. Tämä on kustannusherkkä hanke tavallisille betonirakenteille

3 、 Suunnittelusovellusehdotukset

Korkean kestävyyden kysynnän skenaariot (kuten offshore -alustot):

Priorisoi hiekkapuhaltimen ja UHPC: n yhdistelmä hyödyntämällä hiekkapuhalluksen karkeaa rajapintaa ja UHPC: n suurta lujuutta synergistisen paranemisen saavuttamiseksi.

Dynaamiset kuormitusskenaariot (kuten sillat, seismiset rakenteet):

GFRP -vahvistusta käsitellään käämityksellä, ja sen poikittainen kylkiluun rakenne voi tehokkaasti vastustaa sidoksen hajoamista syklisessä kuormituksessa.

Kustannushallintaskenaario:

Hiekkasitoumuskäsittelyn ja tavallisen betonin yhdistelmä täyttää perussidontavaatimukset taloudellisen pintakäsittelyn kautta.

4 、 Tutkimusrajat ja haasteet

Variaatioiden hallinta: Nykyisen sidoksen lujuustestitietojen vaihtelu on 15% -25%, ja suunnittelu on optimoitava tilastollisten väliaikaisten ennustemenetelmien avulla.

Konstitutiivisen mallin parantaminen: Nykyisissä malleissa (kuten CMR -malli) puuttuu riittävä kuvaus sidoksen liukastumissegmentistä, ja niitä on edelleen tarkennettava digitaalisen kuvan korrelaatiotekniikan (DIC) tekniikan avulla.

Pitkän aikavälin suorituskyvyn arviointi: Nopeutetut ikääntymistestit (kuten suolasuihkujaksot ja jäätymis- ja sulatussyklit) on suoritettava pintakäsittelyprosessien kestävyyden varmistamiseksi.

Yllä olevien menetelmien ja prosessien optimoinnin avulla lasikuituvahvistuksen ja betonin välistä sidoslujuutta voidaan nostaa 80% -90%: iin teräsvahvistuksesta, mikä tarjoaa keskeistä teknistä tukea FRP -betonikomposiittirakenteiden edistämiselle äärimmäisissä ympäristöissä.