Como melhorar a força de ligação entre o reforço de fibra de vidro e o concreto? Quais são os efeitos dos processos de tratamento de superfície, como jateamento de areia e embalagem?

Análise dos métodos para melhorar a força de união entre o reforço de fibra de vidro e o concreto e os efeitos dos processos de tratamento de superfície

1 、 O método central para melhorar a força de ligação

Otimização do processo de tratamento de superfície

Tratamento de jateamento de areia:

Mecanismo: Por jateamento de areia de alta pressão, as texturas côncavas e convexas são formadas na superfície do reforço de fibra de vidro, aumentando a área de contato com concreto e aprimorando a força de mordida mecânica.

Efeito: Os experimentos mostraram que o tratamento com jateamento de areia pode aumentar a força de unidade em 20% a 30%, especialmente no UHPC (concreto de desempenho ultra alto), onde o efeito é mais significativo.

Tratamento de embrulho (costela em espiral):

Mecanismo: Usando feixes de fibra para enrolar o material de reforço, formando uma estrutura de costela transversal que se envolve mecanicamente com o concreto.

Efeito: A força de ligação do reforço embrulhado GFRP é 40% -60% maior que a do reforço rosqueado, e sua estabilidade sob cargas dinâmicas é melhor.

Tratamento pegajoso de areia:

Mecanismo: Areia fina adere à superfície do material de reforço, formando uma superfície áspera e aumentando o atrito.

Efeito: O tratamento de ligação de areia pode melhorar a força de ligação em 15% a 25%, mas a uniformidade da adesão de partículas de areia precisa ser estritamente controlada.

Otimização de materiais e proporções de mistura

Adesivo de alto desempenho: usando resina epóxi modificada e outras viscosidades de alta viscosidade e altas e elasticidade, a força de ligação pode ser aumentada em mais de 30%.

Melhoria da força do concreto: Para cada aumento de 10 MPa na resistência à compressão do UHPC, a força da união pode aumentar em 5% a 8%.

Aumento da espessura da camada protetora: Para cada aumento de 0,1 na espessura relativa da camada de proteção (C/dB), a força de ligação aumenta em 10% a 15%.

Melhoria do processo de construção

Controle de comprimento da âncora: Recomenda-se que o comprimento mínimo da âncora seja 20 vezes o diâmetro do material de reforço para garantir a falha da fratura em vez de falhar.

Garantia da qualidade do contato: Para evitar a aplicação desigual de bolhas adesivas ou residuais, a densidade de contato pode ser melhorada através da tecnologia de infusão de vácuo.

Controle de fatores ambientais

Gerenciamento de temperatura e umidade: Durante a construção, a temperatura ambiente deve ser controlada em 15 a 30 ℃ e a umidade deve estar abaixo de 80% para reduzir os defeitos de cura do adesivo.

2 、 O mecanismo de influência do processo de tratamento de superfície na força de ligação

Tipo de processo, características da morfologia da superfície, mecanismo de aprimoramento de ligação, dados de efeito típico, cenários aplicáveis

O jateamento de areia com textura convexa côncava, rugosidade RA = 50-100 μm aumenta a força de mordida mecânica, melhora o coeficiente de atrito da interface e aumenta a força de ligação em 20% a 30% na engenharia marinha e nos ambientes de alta corrosão

Costelas transversais envoltas em espiral, com uma altura de 1-2 mm e um espaçamento de 5 a 10 mm, formam uma mordida em forma de cunha com o concreto. As costelas transversais resistem ao deslizamento longitudinal e têm uma força de união 40% -60% maior que a das barras rosqueadas. Eles são usados ​​para estruturas de carga dinâmica em pontes e áreas propensas a terremotos

A fixação de areia fina (tamanho de partícula 0,1-0,5 mm) à superfície da areia pegajosa aumenta o coeficiente de atrito e fornece um aumento de 15% a 25% na resistência à ligação micro -intertravamento. Este é um projeto sensível ao custo para estruturas de concreto comuns

3 、 sugestões de aplicação de engenharia

Cenários de demanda de alta durabilidade (como plataformas offshore):

Priorize a combinação de tratamento de areia e UHPC, utilizando a interface aproximada de jateamento de areia e a alta resistência do UHPC para obter aprimoramento sinérgico.

Cenários de carga dinâmica (como pontes, estruturas sísmicas):

O reforço da GFR é tratado com enrolamento e sua estrutura de torcedor transversal pode resistir efetivamente à degradação da ligação sob carga cíclica.

Cenário de controle de custos:

A combinação de tratamento de ligação de areia e concreto comum atende aos requisitos básicos de ligação através do tratamento econômico da superfície.

4 、 Pesquise fronteiras e desafios

Controle de variação: Os dados do teste de força de ligação atual têm uma variabilidade de 15% a 25%, e o design precisa ser otimizado por meio de métodos de previsão de intervalo estatístico.

Melhoria do modelo constitutivo: os modelos existentes (como o modelo CMR) carecem de descrição suficiente do segmento de descida de escorregamento de títulos e precisam ser refinados ainda mais usando a tecnologia de correlação de imagem digital (DIC).

Avaliação de desempenho a longo prazo: os testes de envelhecimento acelerado (como ciclos de pulverização de sal e ciclos de congelamento e descongelamento) precisam ser conduzidos para verificar a durabilidade dos processos de tratamento de superfície.

Através dos métodos acima e da otimização do processo, a resistência à união entre o reforço de fibra de vidro e o concreto pode ser aumentada para 80% a 90% do reforço de aço, fornecendo suporte técnico -chave para a promoção de estruturas compostas de concreto FRP em ambientes extremos.