Vues : 0 Auteur : Éditeur du site Heure de publication : 2025-06-12 Origine : Site
Analyse des méthodes permettant d'améliorer la force de liaison entre le renfort en fibre de verre et le béton et les effets des processus de traitement de surface
1、 La méthode de base pour améliorer la force de liaison
Optimisation du processus de traitement de surface
Traitement de sablage :
Mécanisme : Par sablage à haute pression, des textures concaves et convexes se forment sur la surface du renfort en fibre de verre, augmentant ainsi la zone de contact avec le béton et améliorant la force de morsure mécanique.
Effet : Des expériences ont montré que le traitement par sablage peut augmenter la force d'adhérence de 20 à 30 %, notamment dans les BFUP (béton à ultra hautes performances) où l'effet est plus important.
Traitement d'emballage (côte spirale) :
Mécanisme : utilisation de faisceaux de fibres pour envelopper en spirale le matériau de renforcement, formant ainsi une structure de nervures transversales qui s'engage mécaniquement dans le béton.
Effet : La force de liaison du renfort enveloppé de GFRP est de 40 à 60 % supérieure à celle du renfort fileté, et sa stabilité sous des charges dynamiques est meilleure.
Traitement au sable collant :
Mécanisme : Le sable fin adhère à la surface du matériau de renforcement, formant une surface rugueuse et améliorant la friction.
Effet : Le traitement de liaison au sable peut améliorer la force de liaison de 15 à 25 %, mais l'uniformité de l'adhésion des particules de sable doit être strictement contrôlée.
Optimisation des matériaux et des proportions des mélanges
Adhésif haute performance : en utilisant de la résine époxy modifiée et d'autres adhésifs à haute viscosité et à haute élasticité, la force de liaison peut être augmentée de plus de 30 %.
Amélioration de la résistance du béton : Pour chaque augmentation de 10 MPa de la résistance à la compression du BFUP, la force d'adhérence peut augmenter de 5 à 8 %.
Augmentation de l'épaisseur de la couche de protection : pour chaque augmentation de 0,1 de l'épaisseur relative de la couche de protection (c/db), la force de liaison augmente de 10 à 15 %.
Amélioration du processus de construction
Contrôle de la longueur de l'ancrage : Il est recommandé que la longueur minimale de l'ancrage soit 20 fois supérieure au diamètre du matériau de renfort pour garantir une rupture par rupture plutôt qu'une rupture par arrachement.
Assurance qualité du contact : pour éviter une application inégale de l'adhésif ou des bulles résiduelles, la densité de contact peut être améliorée grâce à la technologie d'infusion assistée par vide.
Contrôle des facteurs environnementaux
Gestion de la température et de l'humidité : Pendant la construction, la température ambiante doit être contrôlée entre 15 et 30 ℃ et l'humidité doit être inférieure à 80 % pour réduire les défauts de durcissement de l'adhésif.
2、 Mécanisme d'influence du processus de traitement de surface sur la force de liaison
Type de processus, caractéristiques morphologiques de la surface, mécanisme d'amélioration de la liaison, données sur les effets typiques, scénarios applicables
Le sablage avec une texture concave-convexe, la rugosité Ra = 50-100 μm augmente la force de morsure mécanique, améliore le coefficient de frottement de l'interface et augmente la force de liaison de 20 % à 30 % dans l'ingénierie maritime et les environnements à forte corrosion
Les nervures transversales enroulées en spirale, d'une hauteur de 1 à 2 mm et d'un espacement de 5 à 10 mm, forment une morsure en forme de coin avec le béton. Les nervures transversales résistent au glissement longitudinal et ont une force d'adhérence 40 à 60 % supérieure à celle des barres filetées. Ils sont utilisés pour les structures de charge dynamique dans les ponts et les zones sujettes aux tremblements de terre.
La fixation de sable fin (granulométrie de 0,1 à 0,5 mm) à la surface du sable collant augmente le coefficient de frottement et permet une augmentation de 15 à 25 % de la force de liaison micromécanique. Il s'agit d'un projet sensible au coût pour les structures en béton ordinaires
3、Suggestions d'applications techniques
Scénarios de demande de durabilité élevée (tels que les plates-formes offshore) :
Donner la priorité à la combinaison du traitement par sablage et du BFUP, en utilisant l’interface rugueuse du sablage et la haute résistance du BFUP pour obtenir une amélioration synergique.
Scénarios de charges dynamiques (tels que ponts, structures sismiques) :
Le renfort GFRP est traité avec enroulement et sa structure à nervures transversales peut résister efficacement à la dégradation de la liaison sous chargement cyclique.
Scénario de contrôle des coûts :
La combinaison du traitement de liaison au sable et du béton ordinaire répond aux exigences de base en matière de liaison grâce à un traitement de surface économique.
4、 Frontières et défis de la recherche
Contrôle des variations : les données actuelles des tests de résistance de liaison présentent une variabilité de 15 % à 25 % et la conception doit être optimisée grâce à des méthodes de prédiction d'intervalles statistiques.
Amélioration du modèle constitutif : les modèles existants (tels que le modèle CMR) ne décrivent pas suffisamment le segment de descente du glissement de liaison et doivent être affinés davantage à l'aide de la technologie de corrélation d'images numériques (DIC).
Évaluation des performances à long terme : des tests de vieillissement accéléré (tels que des cycles de brouillard salin et des cycles de gel-dégel) doivent être effectués pour vérifier la durabilité des processus de traitement de surface.
Grâce aux méthodes ci-dessus et à l'optimisation des processus, la force de liaison entre le renfort en fibre de verre et le béton peut être augmentée jusqu'à 80 à 90 % de celle du renfort en acier, fournissant ainsi un soutien technique clé pour la promotion des structures composites en béton FRP dans des environnements extrêmes.
