Jak poprawić siłę wiązania między wzmocnieniem włókna szklanego a betonem? Jakie są skutki procesów oczyszczania powierzchni, takich jak piaskownica i owijanie?

Analiza metod zwiększania siły wiązania między wzmocnieniem włókna szklanego i betonu oraz skutkami procesów leczenia powierzchniowego

1 、 Podstawowa metoda poprawy siły wiązania

Optymalizacja procesu leczenia powierzchniowego

Leczenie z piaskowaniem:

Mechanizm: Dzięki wysokociśnieniowym piaskowniczym teksturom wklęsłego i wypukłego powstają na powierzchni wzmocnienia włókna szklanego, zwiększając obszar kontaktowy z betonem i wzmacniając mechaniczną siłę gryzienia.

Efekt: Eksperymenty wykazały, że obróbka piaskowania może zwiększyć siłę wiązania o 20% -30%, szczególnie w UHPC (beton ultra -wysokiej wydajności), gdzie efekt jest bardziej znaczący.

Leczenie owijania (żebro spiralne):

Mechanizm: Zastosowanie wiązek światłowodów do spiralnej owinięcia materiału zbrojenia, tworząc strukturę żeber poprzeczną, która mechanicznie angażuje się w beton.

Efekt: Siła wiązania zbrojenia GFRP jest o 40–60% wyższa niż w przypadku wzmocnienia gwintowanego, a jego stabilność przy obciążeniach dynamicznych jest lepsza.

Leczenie piaskowym:

Mechanizm: drobny piasek przylega do powierzchni materiału zbrojeniowego, tworząc szorstką powierzchnię i wzmacniając tarcia.

Efekt: Obróbka wiązania piasku może poprawić siłę wiązania o 15–25%, ale jednolitość adhezji cząstek piasku musi być ściśle kontrolowana.

Optymalizacja materiałów i proporcji mieszanki

Wysokowydajny klej: stosując zmodyfikowaną żywicę epoksydową i inne wysoką lepkość i wysoką elastyczność, wytrzymałość wiązania można zwiększyć o ponad 30%.

Poprawa siły betonu: Dla każdego 10 MPa wzrostu wytrzymałości na ściskanie UHPC siła wiązania może wzrosnąć o 5% -8%.

Wzrost grubości warstwy ochronnej: dla każdego 0,1 wzrost względnej grubości warstwy ochronnej (C/DB) wytrzymałość wiązania wzrasta o 10–15%.

Ulepszenie procesu budowy

Kontrola długości kotwicy: Zaleca się, aby minimalna długość kotwicy była 20 razy większa niż średnica materiału zbrojenia, aby zapewnić awarię pękania, a nie awarię wyciągnięcia.

Zapewnienie jakości kontaktu: Aby uniknąć nierównomiernego zastosowania kleju lub resztkowych bąbelków, gęstość kontaktu można poprawić dzięki technologii infuzji wspomaganej próżniowo.

Kontrola czynnika środowiska

Zarządzanie temperaturą i wilgotnością: Podczas budowy temperatury otoczenia powinny być kontrolowane przy 15-30 ℃, a wilgotność powinna być poniżej 80%, aby zmniejszyć wady utwardzania kleju.

2 、 Mechanizm wpływu procesu obróbki powierzchni na siłę wiązania

Typ procesu, charakterystyka morfologii powierzchni, mechanizm wzmacniający wiązanie, typowe dane dotyczące efektu, obowiązujące scenariusze

Sandblasting z wklęsłą wypukłą teksturą, chropowatość RA = 50-100 μm zwiększa mechaniczną siłę gryzienia, poprawia współczynnik tarcia interfejsu i zwiększa wytrzymałość wiązania o 20% -30% w środowiskach inżynierii morskiej i wysokiej zawartości korozji

Spirala owinięte żeberka poprzeczne o wysokości 1-2 mm i odstępie 5-10 mm, tworzą ugryzienie w kształcie klina z betonem. Przeczarne żebra odporne na poślizg podłużny i mają wytrzymałość wiązania o 40% -60% wyższą niż w przypadku gwintowanych prętów. Są one używane do dynamicznych struktur obciążenia w mostach i obszarach podatnych na trzęsienie ziemi

Dołączenie drobnego piasku (rozmiar cząstek 0,1-0,5 mm) do powierzchni lepkiego piasku zwiększa współczynnik tarcia i zapewnia 15% -25% wzrost wytrzymałości na mikro mechanicznych wiązania. Jest to projekt wrażliwy na koszty zwykłych konstrukcji betonowych

3 、 Sugestie dotyczące aplikacji inżynierskich

Wysokie scenariusze zapotrzebowania na trwałość (takie jak platformy offshore):

Priorytetyzuj kombinację obróbki piaskowania i UHPC, wykorzystując szorstki interfejs piaskowania i wysoką wytrzymałość UHPC w celu osiągnięcia synergicznego wzmocnienia.

Scenariusze obciążenia dynamicznego (takie jak mosty, struktury sejsmiczne):

Wzmocnienie GFRP jest traktowane uzwojeniem, a jego poprzeczna struktura żebra może skutecznie odpierać degradację wiązania przy obciążeniu cyklicznym.

Scenariusz kontroli kosztów:

Połączenie leczenia wiązania piasku i zwykłego betonu spełnia podstawowe wymagania związane z ekonomicznym obróbką powierzchniową.

4 、 Granice badawcze i wyzwania

Kontrola zmian: aktualne dane testu siły wiązania mają zmienność 15–25%, a projekt należy zoptymalizować za pomocą metod przewidywania interwałów statystycznych.

Ulepszenie modelu konstytutywnego: istniejące modele (takie jak model CMR) nie ma wystarczającego opisu segmentu opadania poślizgu wiązania i należy je dalej udoskonalić za pomocą technologii cyfrowej korelacji obrazu (DIC).

Długoterminowa ocena wydajności: Przyspieszone testy starzenia (takie jak cykle rozpylania soli i cykle zamrażania i rozmrażania) należy przeprowadzić w celu zweryfikowania trwałości procesów obróbki powierzchni.

Dzięki powyższym metodom i optymalizacji procesu siła wiązania między wzmocnieniem włókien szklanym a betonem można zwiększyć do 80% -90% wzmocnienia stali, zapewniając kluczowe wsparcie techniczne dla promocji konstrukcji kompozytowych betonu FRP w ekstremalnych środowiskach.