Hvordan forbedre bindingsstyrken mellom glassfiberarmering og betong? Hva er effekten av overflatebehandlingsprosesser som sandblåsing og innpakning?

Analyse av metoder for å forbedre bindingsstyrken mellom glassfiberarmering og betong og effektene av overflatebehandlingsprosesser

1、 Kjernemetoden for å forbedre bindingsstyrken

Optimalisering av overflatebehandlingsprosessen

Sandblåsingsbehandling:

Mekanisme: Ved høytrykkssandblåsing dannes konkave og konvekse teksturer på overflaten av glassfiberarmering, noe som øker kontaktflaten med betong og øker den mekaniske bitekraften.

Effekt: Forsøk har vist at sandblåsingsbehandling kan øke bindingsstyrken med 20 % -30 %, spesielt i UHPC (ultra-high performance betong) hvor effekten er mer signifikant.

Innpakningsbehandling (spiralribbe):

Mekanisme: Bruk av fiberbunter til å spiralvikle armeringsmaterialet, og danner en tverrgående ribbestruktur som mekanisk går i inngrep med betongen.

Effekt: Bindestyrken til GFRP-innpakket armering er 40 % -60 % høyere enn for gjenget armering, og stabiliteten under dynamiske belastninger er bedre.

Behandling av klebrig sand:

Mekanisme: Fin sand fester seg til overflaten av armeringsmaterialet, danner en ru overflate og øker friksjonen.

Effekt: Sandbindingsbehandlingen kan forbedre bindingsstyrken med 15% -25%, men jevnheten til sandpartikkelvedheft må kontrolleres strengt.

Optimalisering av materialer og blandingsforhold

Høyytelseslim: Ved å bruke modifisert epoksyharpiks og andre lim med høy viskositet og høy elastisitet, kan bindestyrken økes med mer enn 30 %.

Forbedring av betongstyrke: For hver 10 MPa økning i trykkstyrken til UHPC, kan bindestyrken øke med 5 % -8 %.

Økning av beskyttelseslagtykkelse: For hver 0,1 økning i relativ beskyttelseslagtykkelse (c/db), øker bindestyrken med 10 % -15 %.

Byggeprosessforbedring

Ankerlengdekontroll: Det anbefales at minimum ankerlengde er 20 ganger diameteren til armeringsmaterialet for å sikre bruddsvikt i stedet for uttrekkssvikt.

Kvalitetssikring av kontakt: For å unngå ujevn påføring av lim eller gjenværende bobler, kan kontakttettheten forbedres gjennom vakuumassistert infusjonsteknologi.

Miljøfaktorkontroll

Temperatur- og fuktighetsstyring: Under konstruksjon bør omgivelsestemperaturen kontrolleres til 15-30 ℃ og fuktigheten bør være under 80 % for å redusere herdefeil i limet.

2、 Påvirkningsmekanismen til overflatebehandlingsprosessen på bindestyrken

Prosesstype, overflatemorfologiegenskaper, bindingsforbedringsmekanisme, typiske effektdata, anvendelige scenarier

Sandblåsing med konkav konveks tekstur, ruhet Ra=50-100 μm øker den mekaniske bitekraften, forbedrer grensesnittfriksjonskoeffisienten og øker bindingsstyrken med 20 % -30 % i maritime konstruksjoner og miljøer med høy korrosjon

Spiralviklede tverrribber, med en høyde på 1-2 mm og en avstand på 5-10 mm, danner et kileformet bitt med betongen. De tverrgående ribbene motstår langsgående gli og har en bindingsstyrke som er 40 % -60 % høyere enn gjengede stenger. De brukes til dynamiske lastkonstruksjoner i broer og jordskjelvutsatte områder

Ved å feste fin sand (partikkelstørrelse 0,1-0,5 mm) til overflaten av klebrig sand øker friksjonskoeffisienten og gir en 15 % -25 % økning i mikromekanisk sammenlåsende bindingsstyrke. Dette er et kostnadssensitivt prosjekt for vanlige betongkonstruksjoner

3、 Forslag til ingeniørapplikasjoner

Scenarier med høye krav til holdbarhet (som offshoreplattformer):

Prioriter kombinasjonen av sandblåsingsbehandling og UHPC, bruk det grove grensesnittet til sandblåsing og den høye styrken til UHPC for å oppnå synergistisk forbedring.

Dynamiske lastscenarier (som broer, seismiske strukturer):

GFRP-armeringen er behandlet med vikling, og dens tverrgående ribbestruktur kan effektivt motstå bindingsnedbrytning under syklisk belastning.

Kostnadskontrollscenario:

Kombinasjonen av sandbindebehandling og vanlig betong oppfyller de grunnleggende bindekravene gjennom økonomisk overflatebehandling.

4、 Forskningsgrenser og utfordringer

Variasjonskontroll: Gjeldende testdata for bindingsstyrke har en variasjon på 15 % -25 %, og designet må optimaliseres gjennom statistiske intervallprediksjonsmetoder.

Forbedring av konstitutiv modell: Eksisterende modeller (som CMR-modellen) mangler tilstrekkelig beskrivelse av nedstigningssegmentet for bindingsslip, og må foredles ytterligere ved hjelp av digital bildekorrelasjonsteknologi (DIC).

Langsiktig ytelsesevaluering: Akselererte aldringstester (som saltspraysykluser og fryse-tine-sykluser) må utføres for å verifisere holdbarheten til overflatebehandlingsprosesser.

Gjennom metodene ovenfor og prosessoptimalisering kan bindingsstyrken mellom glassfiberarmering og betong økes til 80 % -90 % av den for stålarmering, noe som gir nøkkelteknisk støtte for å fremme FRP betongkomposittkonstruksjoner i ekstreme miljøer.