Hoe kan de hechtsterkte tussen glasvezelversterking en beton worden verbeterd? Wat zijn de effecten van oppervlaktebehandelingsprocessen zoals zandstralen en wikkelen?

Analyse van methoden voor het verbeteren van de hechtsterkte tussen glasvezelversterking en beton en de effecten van oppervlaktebehandelingsprocessen

1. De kernmethode voor het verbeteren van de hechtsterkte

Optimalisatie van het oppervlaktebehandelingsproces

Zandstralen behandeling:

Mechanisme: Door zandstralen onder hoge druk worden concave en convexe texturen gevormd op het oppervlak van glasvezelversterking, waardoor het contactoppervlak met beton wordt vergroot en de mechanische bijtkracht wordt vergroot.

Effect: Experimenten hebben aangetoond dat een zandstraalbehandeling de hechtsterkte met 20% -30% kan verhogen, vooral bij UHPC (ultra-high performance concrete), waar het effect groter is.

Wikkelbehandeling (spiraalrib):

Mechanisme: Het gebruik van vezelbundels om het wapeningsmateriaal spiraalvormig te wikkelen, waardoor een dwarsribbenstructuur ontstaat die mechanisch in contact komt met het beton.

Effect: De hechtsterkte van GFRP-omwikkelde wapening is 40% -60% hoger dan die van wapening met schroefdraad, en de stabiliteit ervan onder dynamische belastingen is beter.

Behandeling van kleverig zand:

Mechanisme: Fijn zand hecht zich aan het oppervlak van het versterkingsmateriaal, vormt een ruw oppervlak en verbetert de wrijving.

Effect: De zandhechtbehandeling kan de hechtsterkte met 15% -25% verbeteren, maar de uniformiteit van de adhesie van zanddeeltjes moet strikt worden gecontroleerd.

Optimalisatie van materialen en mengverhoudingen

Hoogwaardige lijm: Door het gebruik van gemodificeerde epoxyhars en andere lijmen met hoge viscositeit en hoge elasticiteit kan de hechtsterkte met meer dan 30% worden verhoogd.

Verbetering van de betonsterkte: Voor elke 10 MPa toename van de druksterkte van UHPC kan de hechtsterkte met 5% -8% toenemen.

Toename van de beschermlaagdikte: Voor elke 0,1 toename van de relatieve beschermlaagdikte (c/db) neemt de hechtsterkte toe met 10% -15%.

Verbetering van bouwprocessen

Controle van de ankerlengte: Het wordt aanbevolen dat de minimale ankerlengte 20 keer de diameter van het wapeningsmateriaal is om breukbreuk te garanderen in plaats van uittrekfout.

Contactkwaliteitsborging: Om ongelijkmatig aanbrengen van lijm of resterende belletjes te voorkomen, kan de contactdichtheid worden verbeterd door middel van vacuümondersteunde infusietechnologie.

Controle van omgevingsfactoren

Temperatuur- en vochtigheidsbeheer: Tijdens de bouw moet de omgevingstemperatuur worden gecontroleerd op 15-30 ℃ en de luchtvochtigheid moet lager zijn dan 80% om uithardingsfouten van de lijm te verminderen.

2. Het invloedsmechanisme van het oppervlaktebehandelingsproces op de hechtsterkte

Procestype, kenmerken van de oppervlaktemorfologie, mechanisme voor het verbeteren van de binding, typische effectgegevens, toepasselijke scenario's

Zandstralen met concave convexe textuur, ruwheid Ra=50-100 μm verhoogt de mechanische bijtkracht, verbetert de wrijvingscoëfficiënt van het grensvlak en verhoogt de hechtsterkte met 20% -30% in maritieme techniek en omgevingen met hoge corrosie

Spiraalvormig omwikkelde dwarsribben, met een hoogte van 1-2 mm en een tussenruimte van 5-10 mm, vormen een wigvormige beet met het beton. De dwarsribben zijn bestand tegen slip in de lengterichting en hebben een hechtsterkte die 40% -60% hoger is dan die van draadstangen. Ze worden gebruikt voor dynamische belastingsconstructies in bruggen en aardbevingsgevoelige gebieden

Het bevestigen van fijn zand (deeltjesgrootte 0,1-0,5 mm) aan het oppervlak van kleverig zand verhoogt de wrijvingscoëfficiënt en zorgt voor een toename van 15% -25% in de micromechanische in elkaar grijpende hechtsterkte. Dit is een kostengevoelig project voor gewone betonconstructies

3. Suggesties voor technische toepassingen

Scenario's met hoge duurzaamheidsvraag (zoals offshore-platforms):

Geef prioriteit aan de combinatie van zandstraalbehandeling en UHPC, waarbij gebruik wordt gemaakt van het ruwe grensvlak van zandstralen en de hoge sterkte van UHPC om synergetische verbetering te bereiken.

Dynamische belastingscenario's (zoals bruggen, seismische constructies):

De GFRP-versterking is behandeld met wikkeling en de dwarsribstructuur kan effectief weerstand bieden tegen degradatie van de binding onder cyclische belasting.

Scenario voor kostenbeheersing:

De combinatie van een zandverbindingsbehandeling en gewoon beton voldoet door middel van een economische oppervlaktebehandeling aan de basisvereisten voor de verbinding.

4. Onderzoeksgrenzen en uitdagingen

Variatiecontrole: De huidige testgegevens voor de hechtsterkte hebben een variabiliteit van 15% -25%, en het ontwerp moet worden geoptimaliseerd door middel van statistische intervalvoorspellingsmethoden.

Verbetering van het constitutieve model: Bestaande modellen (zoals het CMR-model) ontberen voldoende beschrijving van het segment van de afdaling van obligaties en moeten verder worden verfijnd met behulp van digitale beeldcorrelatie (DIC) technologie.

Prestatie-evaluatie op lange termijn: Er moeten versnelde verouderingstests (zoals zoutsproeicycli en vries-dooicycli) worden uitgevoerd om de duurzaamheid van oppervlaktebehandelingsprocessen te verifiëren.

Door de bovenstaande methoden en procesoptimalisatie kan de hechtsterkte tussen glasvezelversterking en beton worden verhoogd tot 80% -90% van die van staalversterking, wat belangrijke technische ondersteuning biedt voor de promotie van FRP-betoncomposietconstructies in extreme omgevingen.