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

Lasikuituraudoituksen ja betonin välisen sidoslujuuden parantamismenetelmien analyysi ja pintakäsittelyprosessien vaikutukset

1、 Ydinmenetelmä sidoslujuuden parantamiseksi

Pintakäsittelyprosessin optimointi

Hiekkapuhalluskäsittely:

Mekanismi: Korkeapainehiekkapuhalluksella lasikuitulujitteen pintaan muodostuu koveria ja kuperia tekstuureja, jotka lisäävät kosketuspinta-alaa betonin kanssa ja lisäävät mekaanista puremisvoimaa.

Vaikutus: Kokeet ovat osoittaneet, että hiekkapuhalluskäsittely voi lisätä sidoslujuutta 20% -30%, erityisesti UHPC:ssä (ultra-high performance beton), jossa vaikutus on merkittävämpi.

Käärimiskäsittely (spiraalijousi):

Mekanismi: Kuitukimppujen käyttö lujitemateriaalin spiraalikäärimiseksi muodostaen poikittaisen riparakenteen, joka tarttuu mekaanisesti betoniin.

Vaikutus: GFRP-kääretyn raudoituksen tarttumislujuus on 40% -60% suurempi kuin kierreraudoituksen, ja sen stabiilisuus dynaamisissa kuormissa on parempi.

Tahmea hiekkakäsittely:

Mekanismi: Hieno hiekka tarttuu lujitemateriaalin pintaan muodostaen karkean pinnan ja lisäämällä kitkaa.

Vaikutus: Hiekkasidontakäsittely voi parantaa sidoslujuutta 15% -25%, mutta hiekkahiukkasten tarttuvuuden tasaisuutta on valvottava tiukasti.

Materiaalien ja sekoitussuhteiden optimointi

Korkean suorituskyvyn liima: Käyttämällä modifioitua epoksihartsia ja muita korkean viskositeetin ja korkean elastisuuden omaavia liimoja liimauslujuutta voidaan lisätä yli 30 %.

Betonin lujuuden parantaminen: Jokaista UHPC:n puristuslujuuden 10 MPa:n lisäystä kohden sidoslujuus voi kasvaa 5 % -8 %.

Suojakerroksen paksuuden lisäys: Jokaista 0,1 lisäystä kohti suojakerroksen paksuutta (c/db) liimauslujuus kasvaa 10 % -15 %.

Rakennusprosessin parantaminen

Ankkurin pituuden säätö: On suositeltavaa, että ankkurin vähimmäispituus on 20 kertaa vahvikemateriaalin halkaisija, jotta varmistetaan murtuminen ulosvetovaurion sijaan.

Kosketuksen laadunvarmistus: Jotta vältetään liiman tai jäännöskuplien epätasainen levitys, kosketustiheyttä voidaan parantaa tyhjiöavusteisella infuusiotekniikalla.

Ympäristötekijöiden hallinta

Lämpötilan ja kosteuden hallinta: Rakentamisen aikana ympäristön lämpötilan tulee olla 15-30 ℃ ja kosteuden tulee olla alle 80 % liiman kovettumisvirheiden vähentämiseksi.

2 、 Pintakäsittelyprosessin vaikutusmekanismi sidoslujuuteen

Prosessin tyyppi, pinnan morfologiset ominaisuudet, sidoksen tehostusmekanismi, tyypilliset tehotiedot, soveltuvat skenaariot

Hiekkapuhallus koveralla kuperalla rakenteella, karheus Ra=50-100 μm lisää mekaanista puristusvoimaa, parantaa rajapinnan kitkakerrointa ja lisää liimauslujuutta 20-30 % merenkulkutekniikassa ja korkean korroosion ympäristöissä

Spiraalikierretyt poikittaisrivat, joiden korkeus on 1-2 mm ja etäisyys 5-10 mm, muodostavat kiilan muotoisen pureman betonin kanssa. Poikittaisrivat kestävät pitkittäistä liukumista ja niiden sidoslujuus on 40-60 % suurempi kuin kierretankojen. Niitä käytetään siltojen ja maanjäristysalttiiden alueiden dynaamisissa kuormitusrakenteissa

Hienon hiekan (hiukkaskoko 0,1-0,5 mm) kiinnittäminen tahmean hiekan pintaan lisää kitkakerrointa ja lisää 15-25 % mikromekaanisen lukituskiinnityksen lujuutta. Tämä on kustannusherkkä projekti tavallisille betonirakenteille

3、 Suunnittelusovellusehdotuksia

Korkean kestävyyden vaativat skenaariot (kuten offshore-alustat):

Priorisoi hiekkapuhalluskäsittelyn ja UHPC:n yhdistelmä hyödyntämällä hiekkapuhalluksen karkeaa rajapintaa ja UHPC:n suurta lujuutta synergistisen parannuksen saavuttamiseksi.

Dynaamisen kuormituksen skenaariot (kuten sillat, seismiset rakenteet):

GFRP-raudoitus on käsitelty käämityksellä, ja sen poikittainen riparakenne kestää tehokkaasti sidoksen heikkenemistä syklisessä kuormituksessa.

Kustannushallinnan skenaario:

Hiekkasidoskäsittelyn ja tavallisen betonin yhdistelmä täyttää perussidontavaatimukset taloudellisen pintakäsittelyn ansiosta.

4、 Tutkimuksen rajat ja haasteet

Variaatioiden hallinta: Nykyisten sidoslujuustestitietojen vaihtelu on 15% -25%, ja suunnittelu on optimoitava tilastollisilla intervalliennustemenetelmillä.

Konstitutiivisen mallin parantaminen: Nykyisillä malleilla (kuten CMR-mallilla) ei ole riittävää kuvausta sidosslipin laskeutumissegmentistä, ja niitä on edelleen jalostettava käyttämällä digitaalista kuvakorrelaatiotekniikkaa (DIC).

Pitkän aikavälin suorituskyvyn arviointi: Nopeutettuja ikääntymistokeita (kuten suolasumutusjaksoja ja jäädytys-sulatusjaksoja) on suoritettava pintakäsittelyprosessien kestävyyden varmistamiseksi.

Yllämainituilla menetelmillä ja prosessin optimoinnilla lasikuituraudoituksen ja betonin välistä sidoslujuutta voidaan nostaa 80–90 prosenttiin teräsraudoituksen lujuudesta, mikä tarjoaa keskeisen teknisen tuen FRP-betonikomposiittirakenteiden edistämiseen äärimmäisissä ympäristöissä.