Hogyan lehet javítani a ragasztási szilárdságot az üvegszál-erősítés és a beton között? Milyen hatásai vannak a felületkezelési eljárásoknak, például a homokfúvásnak és a csomagolásnak?

Az üvegszál-erősítés és a beton közötti kötési szilárdság növelésére szolgáló módszerek és a felületkezelési eljárások hatásainak elemzése

1、 A kötési szilárdság javításának alapvető módszere

A felületkezelési folyamat optimalizálása

Homokfúvás kezelés:

Mechanizmus: Nagynyomású homokfúvással homorú és domború textúrák alakulnak ki az üvegszál-erősítés felületén, ami növeli a betonnal való érintkezési felületet és fokozza a mechanikai harapóerőt.

Hatás: Kísérletek kimutatták, hogy a homokfúvással végzett kezelés 20-30%-kal növelheti a kötési szilárdságot, különösen UHPC-ben (ultra-nagy teljesítményű beton), ahol a hatás jelentősebb.

Csomagoló kezelés (spirálborda):

Mechanizmus: szálkötegekkel az erősítőanyag spirális becsomagolása, keresztirányú bordaszerkezet kialakítása, amely mechanikusan kapcsolódik a betonhoz.

Hatás: A GFRP tekercselt vasalás tapadási szilárdsága 40-60%-kal nagyobb, mint a menetes vasalásé, stabilitása dinamikus terhelés mellett is jobb.

Ragadós homok kezelés:

Mechanizmus: Finom homok tapad az erősítőanyag felületére, durva felületet képez és fokozza a súrlódást.

Hatás: A homokkötési kezelés 15-25%-kal javíthatja a kötési szilárdságot, de a homokszemcsék tapadásának egyenletességét szigorúan ellenőrizni kell.

Anyagok és keverékarányok optimalizálása

Nagy teljesítményű ragasztó: Módosított epoxigyanta és más nagy viszkozitású és nagy rugalmasságú ragasztók használatával a kötési szilárdság több mint 30%-kal növelhető.

Betonszilárdság-javítás: Az UHPC nyomószilárdságának minden 10 MPa-os növelésével a kötési szilárdság 5-8%-kal nőhet.

A védőréteg vastagságának növelése: A relatív védőrétegvastagság (c/db) minden 0,1 növelésével a kötési szilárdság 10-15%-kal nő.

Építési folyamat javítása

Horgony hosszának szabályozása: Javasoljuk, hogy a minimális horgonyhossz az erősítő anyag átmérőjének 20-szorosa legyen, hogy biztosítsa a törést, nem pedig a kihúzás meghibásodását.

Érintkezési minőségbiztosítás: A ragasztó vagy a maradék buborékok egyenetlen felvitelének elkerülése érdekében az érintkezési sűrűség javítható a vákuummal segített infúziós technológiával.

Környezeti tényezők szabályozása

Hőmérséklet- és páratartalom-szabályozás: Az építés során a környezeti hőmérsékletet 15-30 ℃ között kell szabályozni, és a páratartalomnak 80% alatt kell lennie, hogy csökkentse a ragasztó kikeményedési hibáit.

2、 A felületkezelési folyamat hatásmechanizmusa a kötési szilárdságra

Folyamat típusa, felületi morfológiai jellemzők, kötésfokozó mechanizmus, jellemző hatásadatok, alkalmazható forgatókönyvek

A homokfúvás homokfúvás homokfúvás homokfúvás konkáv domború textúrájú, durvaság Ra=50-100 μm növeli a mechanikai harapási erőt, javítja a határfelület súrlódási együtthatóját, és 20-30%-kal növeli a ragasztási szilárdságot hajómérnöki és magas korróziós környezetben.

Spirálisan tekercselt keresztirányú bordák, 1-2 mm magasságban és 5-10 mm távolságban, ék alakú harapást alkotnak a betonnal. A keresztirányú bordák ellenállnak a hosszirányú csúszásnak, és 40-60%-kal nagyobb kötési szilárdsággal rendelkeznek, mint a menetes rudaké. Dinamikus teherszerkezetekhez használják hidakban és földrengésveszélyes területeken

Finom homok (részecskeméret 0,1-0,5 mm) ragasztása a ragadós homok felületére növeli a súrlódási együtthatót, és 15-25%-kal növeli a mikromechanikai reteszelő kötési szilárdságot. Ez egy költségérzékeny projekt a közönséges betonszerkezetekhez

3. Mérnöki alkalmazási javaslatok

Nagy tartósságú keresleti forgatókönyvek (például offshore platformok):

Előnyben részesítse a homokfúvás kezelés és az UHPC kombinációját, kihasználva a homokfúvás durva felületét és az UHPC nagy szilárdságát a szinergikus hatás elérése érdekében.

Dinamikus terhelési forgatókönyvek (például hidak, szeizmikus szerkezetek):

A GFRP erősítés tekercseléssel van kezelve, és keresztirányú bordaszerkezete hatékonyan ellenáll a ciklikus terhelés hatására bekövetkező kötésromlásnak.

Költségszabályozási forgatókönyv:

A homokragasztó kezelés és a közönséges beton kombinációja a gazdaságos felületkezelés révén megfelel az alapvető ragasztási követelményeknek.

4. Kutatási határok és kihívások

Változásvezérlés: A jelenlegi kötésszilárdság-vizsgálati adatok 15% -25% változékonysággal rendelkeznek, és a tervezést statisztikai intervallum-előrejelzési módszerekkel kell optimalizálni.

A konstitutív modell továbbfejlesztése: A meglévő modellek (például a CMR modell) nem rendelkeznek kellően leírva a kötéscsúszási szegmenssel, ezért tovább kell finomítani digitális képkorrelációs (DIC) technológiával.

Hosszú távú teljesítményértékelés: Gyorsított öregedési teszteket (például sópermetezési ciklusokat és fagyasztási-olvadási ciklusokat) kell végezni a felületkezelési folyamatok tartósságának igazolására.

A fenti módszerekkel és a folyamatoptimalizálással az üvegszál-erősítés és a beton közötti kötési szilárdság az acél megerősítésének 80-90%-ára növelhető, kulcsfontosságú műszaki támogatást nyújtva az FRP beton kompozit szerkezetek népszerűsítéséhez extrém környezetben.