Hoe de bindingssterkte tussen wapening van glasvezel en beton te verbeteren? Wat zijn de effecten van oppervlaktebehandelingsprocessen zoals zandstralen en inpakken?

Analyse van methoden voor het verbeteren van de bindingssterkte tussen vezelglasversterking en beton en de effecten van oppervlaktebehandelingsprocessen

1 、 De kernmethode voor het verbeteren van de bindingssterkte

Optimalisatie van oppervlaktebehandelingsproces

Zandstraalbehandeling:

Mechanisme: door hogedruk zandstralen worden concave en convexe texturen gevormd op het oppervlak van glasvezelversterking, waardoor het contactgebied met beton wordt vergroot en de mechanische bijtkracht verbetert.

Effect: Experimenten hebben aangetoond dat behandeling met zandstralen de bindsterkte met 20% -30% kan verhogen, vooral in UHPC (ultrahoogprestatiebeton) waar het effect significanter is.

Wikkelbehandeling (spiraalvormige rib):

Mechanisme: het gebruik van vezelbundels om het versterkingsmateriaal te wikkelen, waardoor een transversale ribstructuur wordt gevormd die mechanisch bezig is met het beton.

Effect: de verbindingssterkte van GFRP -ingepakte versterking is 40% -60% hoger dan die van versterking met schroefdraad, en de stabiliteit ervan onder dynamische belastingen is beter.

Sticky Sand -behandeling:

Mechanisme: fijn zand hecht aan het oppervlak van het versterkingsmateriaal, vormt een ruw oppervlak en het verbeteren van wrijving.

Effect: de zandverbindingsbehandeling kan de bindingssterkte met 15% -25% verbeteren, maar de uniformiteit van de hechting van zanddeeltjes moet strikt worden geregeld.

Optimalisatie van materialen en meng verhoudingen

Hoge prestaties lijm: door gebruik te maken van gemodificeerde epoxyhars en andere hoge viscositeit en lijmen met hoge elasticiteit, kan de bindingssterkte met meer dan 30%worden verhoogd.

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

Verhoging van de dikte van de beschermende laag: voor elke 0,1 toename in relatieve beschermende laagdikte (C/DB) neemt de bindingssterkte toe met 10% -15%.

Verbetering van het bouwproces

Anchorlengte regeling: het wordt aanbevolen dat de minimale ankerlengte 20 keer de diameter van het versterkingsmateriaal is om fractuurfalen te garanderen in plaats van uittrekingsfout.

Contactkwaliteitsborging: om ongelijke toepassing van lijm- of resterende bubbels te voorkomen, kan de contactdichtheid worden verbeterd door middel van vacuümondersteunde infusietechnologie.

Omgevingsfactorcontrole

Temperatuur- en vochtbeheer: tijdens de constructie moet de omgevingstemperatuur worden geregeld op 15-30 ℃ en de vochtigheid moet lager zijn dan 80% om uithardingsdefecten van de lijm te verminderen.

2 、 Het invloedsmechanisme van oppervlaktebehandelingsproces op de bindingssterkte

Procestype, oppervlaktemorfologie -kenmerken, mechanisme voor het verbeteren van bindingen, typische effectgegevens, toepasselijke scenario's

Zandsterkte met concave convexe textuur, ruwheid RA = 50-100 μm verhoogt de mechanische bitkracht, verbetert de wrijvingscoëfficiënt van de interface en verhoogt de bindsterkte met 20% -30% in mariene engineering en hoge corrosieomgevingen

Spiral gewikkelde dwarse ribben, met een hoogte van 1-2 mm en een afstand van 5-10 mm, vormen een wigvormige beet met het beton. De transversale ribben weerstaan ​​longitudinale slip en hebben een bindingssterkte 40% -60% hoger dan die van staven met schroefdraad. Ze worden gebruikt voor dynamische belastingsstructuren in bruggen en aardbevingsgevoelige gebieden

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

3 、 Suggesties voor technische toepassingen

Hoge duurzaamheidscenario's (zoals offshore platforms):

Geef prioriteit aan de combinatie van zandstralenbehandeling en UHPC, met behulp van de ruwe interface van zandstralen en de hoge sterkte van UHPC om synergetische verbetering te bereiken.

Dynamische laadscenario's (zoals bruggen, seismische structuren):

De GFRP -versterking wordt behandeld met wikkeling en de transversale ribstructuur kan de afbraak van de binding bij cyclische belasting effectief weerstaan.

Kostencontrolescenario:

De combinatie van zandverbindingsbehandeling en gewoon beton voldoet aan de basisverbindingsvereisten door economische oppervlaktebehandeling.

4 、 Onderzoek grenzen en uitdagingen

Variatiecontrole: de huidige bindingssterkte -testgegevens hebben een variabiliteit van 15% -25% en het ontwerp moet worden geoptimaliseerd via statistische intervalvoorspellingsmethoden.

Verbetering van het constitutieve model: bestaande modellen (zoals CMR -model) missen voldoende beschrijving van het segment van de obligatieslipafval en moet verder worden verfijnd met behulp van digitale beeldcorrelatie (DIC) -technologie.

Evaluatie op lange termijn: versnelde verouderingstests (zoals zoutspraycycli en vries-dooi cycli) moeten worden uitgevoerd om de duurzaamheid van oppervlaktebehandelingsprocessen te verifiëren.

Door de bovengenoemde methoden en procesoptimalisatie kan de bindingssterkte tussen het versterking van glasvezel en beton worden verhoogd tot 80% -90% van die van staalwapening, waardoor belangrijke technische ondersteuning wordt geboden voor de bevordering van FRP -concrete composietstructuren in extreme omgevingen.