Come migliorare la forza di legame tra rinforzo in fibra di vetro e cemento? Quali sono gli effetti dei processi di trattamento superficiale come sabbiatura e avvolgimento?

Analisi dei metodi per migliorare la forza del legame tra rinforzo in fibra di vetro e calcestruzzo e gli effetti dei processi di trattamento superficiale

1 、 Il metodo fondamentale per migliorare la forza di legame

Ottimizzazione del processo di trattamento superficiale

Trattamento di sabbia:

Meccanismo: tramite trame di sabbia di sabbia ad alta pressione, si formano trame convesse e convesse sulla superficie del rinforzo in fibra di vetro, aumentando l'area di contatto con calcestruzzo e migliorando la forza di puntura meccanica.

Effetto: gli esperimenti hanno dimostrato che il trattamento di sabbiatura può aumentare la resistenza del legame del 20% -30%, in particolare nell'UHPC (calcestruzzo ad altissima prestazione) in cui l'effetto è più significativo.

TRATTAMENTO DI INVIABILE (costola a spirale):

Meccanismo: usando fasci di fibre per avvolgere a spirale il materiale di rinforzo, formando una struttura a costola trasversale che si impegna meccanicamente con il calcestruzzo.

Effetto: la resistenza al legame del rinforzo avvolto da GFRP è superiore del 40% -60% a quella del rinforzo filettato e la sua stabilità in carichi dinamici è migliore.

Trattamento di sabbia appiccicoso:

Meccanismo: la sabbia fine aderisce alla superficie del materiale di rinforzo, formando una superficie ruvida e migliorando l'attrito.

Effetto: il trattamento di legame a sabbia può migliorare la resistenza del legame del 15% -25%, ma l'uniformità dell'adesione delle particelle di sabbia deve essere strettamente controllata.

Ottimizzazione dei materiali e mescolare proporzioni

Adesivo ad alte prestazioni: utilizzando resina epossidica modificata e altre elevate viscosità e adesivi ad alta elasticità, la resistenza al legame può essere aumentata di oltre il 30%.

Miglioramento della resistenza al calcestruzzo: per ogni aumento di 10 MPa della resistenza a compressione dell'UHPC, la resistenza del legame può aumentare del 5% -8%.

Aumento dello spessore dello strato protettivo: per ogni 0,1 aumento dello spessore dello strato protettivo relativo (C/dB), la resistenza del legame aumenta del 10% -15%.

Miglioramento del processo di costruzione

Controllo della lunghezza dell'ancora: si raccomanda che la lunghezza di ancoraggio minima sia 20 volte il diametro del materiale di rinforzo per garantire un guasto alla frattura piuttosto che un guasto di estrazione.

Assicurazione della qualità del contatto: per evitare un'applicazione irregolare di bolle adesive o residue, la densità di contatto può essere migliorata attraverso la tecnologia di infusione assistita dal vuoto.

Controllo dei fattori ambientali

Gestione della temperatura e dell'umidità: durante la costruzione, la temperatura ambiente dovrebbe essere controllata a 15-30 ℃ e l'umidità dovrebbe essere inferiore all'80% per ridurre i difetti di cura dell'adesivo.

2 、 Il meccanismo di influenza del processo di trattamento superficiale sulla resistenza al legame

Tipo di processo, caratteristiche di morfologia superficiale, meccanismo di miglioramento del legame, dati tipici dell'effetto, scenari applicabili

La sabbiatura con consistenza convessa concava, la rugosità RA = 50-100 μ m aumenta la forza mobile meccanica, migliora il coefficiente di attrito dell'interfaccia e aumenta la resistenza al legame del 20% -30% nell'ingegneria marina e ambienti ad alta corrosione

Le costole trasversali avvolte a spirale, con un'altezza di 1-2 mm e una spaziatura di 5-10 mm, formano un morso a forma di cuneo con il cemento. Le costole trasversali resistono allo slittamento longitudinale e hanno una resistenza del legame del 40% -60% superiore a quella delle barre filettate. Sono utilizzati per strutture di carico dinamiche in ponti e aree soggette a terremoti

Il fissaggio di sabbia fine (dimensione delle particelle 0,1-0,5 mm) alla superficie della sabbia appiccicosa aumenta il coefficiente di attrito e fornisce un aumento del 15% -25% della resistenza al legame a interblocco micro meccanico. Questo è un progetto sensibile al costo per le normali strutture in cemento

3 、 Suggerimenti per l'applicazione di ingegneria

Scenari di domanda ad alta durata (come piattaforme offshore):

Dai la priorità alla combinazione di trattamento di sabbiatura e UHPC, utilizzando l'interfaccia approssimativa di sabbiatura e l'alta resistenza dell'UHPC per ottenere un potenziamento sinergico.

Scenari di carico dinamico (come ponti, strutture sismiche):

Il rinforzo GFRP è trattato con avvolgimento e la sua struttura a costola trasversale può resistere efficacemente al degrado del legame sotto carico ciclico.

Scenario di controllo dei costi:

La combinazione del trattamento di legame di sabbia e del calcestruzzo ordinario soddisfa i requisiti di legame di base attraverso il trattamento economico della superficie.

4 、 Frontiers e sfide di ricerca

Controllo delle variazioni: i dati di test di resistenza alle obbligazioni attuali hanno una variabilità del 15% -25% e il design deve essere ottimizzato attraverso metodi di previsione degli intervalli statistici.

Miglioramento del modello costitutivo: i modelli esistenti (come il modello CMR) mancano di una descrizione sufficiente del segmento di discesa di slittamento del legame e devono essere ulteriormente perfezionati utilizzando la tecnologia di correlazione delle immagini digitali (DIC).

Valutazione delle prestazioni a lungo termine: devono essere condotti test di invecchiamento accelerato (come cicli di spruzzatura salina e cicli di congelamento-scongelamento) per verificare la durata dei processi di trattamento superficiale.

Attraverso i metodi di cui sopra e l'ottimizzazione del processo, la forza di legame tra rinforzo in fibra di vetro e calcestruzzo può essere aumentata all'80% -90% di quella del rinforzo in acciaio, fornendo supporto tecnico chiave per la promozione di strutture composite in calcestruzzo FRP in ambienti estremi.