Ako zlepšiť pevnosť spojenia medzi sklolaminátovou výstužou a betónom? Aké sú účinky procesov povrchovej úpravy, ako je pieskovanie a obaľovanie?

Analýza metód na zvýšenie pevnosti spojenia medzi sklolaminátovou výstužou a betónom a účinky procesov povrchovej úpravy

1、 Hlavná metóda na zlepšenie pevnosti spoja

Optimalizácia procesu povrchovej úpravy

Ošetrenie pieskovaním:

Mechanizmus: Vysokotlakovým pieskovaním sa na povrchu výstuže zo sklenených vlákien vytvárajú konkávne a konvexné textúry, čím sa zväčšuje kontaktná plocha s betónom a zvyšuje sa mechanická sila záberu.

Účinok: Experimenty ukázali, že pieskovanie môže zvýšiť pevnosť spoja o 20% -30%, najmä v UHPC (ultra-vysokohodnotný betón), kde je účinok výraznejší.

Zábalová úprava (špirálové rebro):

Mechanizmus: Použitie zväzkov vlákien na špirálové zabalenie výstužného materiálu, čím sa vytvorí priečna rebrová štruktúra, ktorá sa mechanicky spojí s betónom.

Účinok: Pevnosť spojenia GFRP obalenej výstuže je o 40% -60% vyššia ako u závitovej výstuže a jej stabilita pri dynamickom zaťažení je lepšia.

Ošetrenie lepkavým pieskom:

Mechanizmus: Jemný piesok priľne k povrchu výstužného materiálu, vytvára drsný povrch a zvyšuje trenie.

Účinok: Ošetrenie pieskovým spájaním môže zlepšiť pevnosť spojenia o 15% -25%, ale rovnomernosť adhézie pieskových častíc musí byť prísne kontrolovaná.

Optimalizácia materiálov a proporcií zmesi

Vysokovýkonné lepidlo: Použitím modifikovanej epoxidovej živice a iných lepidiel s vysokou viskozitou a vysokou elasticitou možno pevnosť spojenia zvýšiť o viac ako 30 %.

Zlepšenie pevnosti betónu: Pri každom zvýšení pevnosti v tlaku UHPC o 10 MPa sa pevnosť spoja môže zvýšiť o 5% -8%.

Nárast hrúbky ochrannej vrstvy: Na každý 0,1 nárast relatívnej hrúbky ochrannej vrstvy (c/db) sa pevnosť spoja zvýši o 10 % -15 %.

Zlepšenie stavebného procesu

Kontrola dĺžky kotvy: Odporúča sa, aby minimálna dĺžka kotvy bola 20-násobok priemeru výstužného materiálu, aby sa zabezpečilo zlyhanie lomu a nie vytiahnutie.

Zabezpečenie kvality kontaktu: Aby sa predišlo nerovnomernému nanášaniu adhezíva alebo zvyškových bublín, hustotu kontaktu je možné zlepšiť technológiou vákuovej infúzie.

Kontrola environmentálnych faktorov

Riadenie teploty a vlhkosti: Počas výstavby by mala byť okolitá teplota kontrolovaná na 15-30 ℃ a vlhkosť by mala byť nižšia ako 80%, aby sa znížili chyby vytvrdzovania lepidla.

2、 Mechanizmus vplyvu procesu povrchovej úpravy na pevnosť spoja

Typ procesu, charakteristiky morfológie povrchu, mechanizmus zosilnenia väzby, údaje o typických efektoch, použiteľné scenáre

Pieskovanie s konkávnou konvexnou textúrou, drsnosť Ra = 50-100 μm zvyšuje mechanickú hryzaciu silu, zlepšuje koeficient trenia na rozhraní a zvyšuje pevnosť spojenia o 20 % -30 % v námornom strojárstve a prostrediach s vysokou koróziou

Špirálovito ovinuté priečne rebrá s výškou 1-2 mm a rozstupom 5-10 mm tvoria s betónom klinový zákus. Priečne rebrá odolávajú pozdĺžnemu sklzu a majú pevnosť spojenia o 40% -60% vyššiu ako u tyčí so závitom. Používajú sa na dynamické zaťažovacie konštrukcie na mostoch a v oblastiach náchylných na zemetrasenia

Pripevnenie jemného piesku (veľkosť častíc 0,1-0,5 mm) na povrch lepkavého piesku zvyšuje koeficient trenia a poskytuje 15% -25% zvýšenie mikromechanickej pevnosti spoja. Ide o nákladovo citlivý projekt pre bežné betónové konštrukcie

3、 Návrhy inžinierskych aplikácií

Scenáre dopytu s vysokou odolnosťou (ako sú offshore platformy):

Uprednostnite kombináciu pieskovania a UHPC s využitím drsného rozhrania pieskovania a vysokej pevnosti UHPC na dosiahnutie synergického vylepšenia.

Scenáre dynamického zaťaženia (ako sú mosty, seizmické konštrukcie):

GFRP výstuž je ošetrená vinutím a jej priečna rebrová štruktúra môže účinne odolávať degradácii väzby pri cyklickom zaťažení.

Scenár kontroly nákladov:

Kombinácia pieskovej úpravy a bežného betónu spĺňa základné požiadavky na lepenie prostredníctvom ekonomickej povrchovej úpravy.

4、 Výskum hraníc a výziev

Kontrola variácií: Aktuálne údaje zo skúšky pevnosti spoja majú variabilitu 15 % -25 % a návrh je potrebné optimalizovať pomocou metód štatistickej predpovede intervalov.

Vylepšenie konštitutívneho modelu: Existujúcim modelom (ako je model CMR) chýba dostatočný popis segmentu zostupu sklzu väzby a je potrebné ich ďalej spresniť pomocou technológie digitálnej korelácie obrazu (DIC).

Dlhodobé hodnotenie výkonu: Na overenie trvanlivosti procesov povrchovej úpravy je potrebné vykonať zrýchlené testy starnutia (ako sú cykly soľného postreku a cykly zmrazovania a rozmrazovania).

Prostredníctvom vyššie uvedených metód a optimalizácie procesu možno pevnosť väzby medzi výstužou zo sklenených vlákien a betónom zvýšiť na 80 % - 90 % pevnosti oceľovej výstuže, čo poskytuje kľúčovú technickú podporu pre podporu kompozitných štruktúr FRP betónu v extrémnych prostrediach.