Kako izboljšati sprijemno trdnost med armaturo iz steklenih vlaken in betonom? Kakšni so učinki postopkov površinske obdelave, kot sta peskanje in ovijanje?

Analiza metod za povečanje trdnosti vezi med armaturo iz steklenih vlaken in betonom ter učinki postopkov površinske obdelave

1、 Osnovna metoda za izboljšanje trdnosti lepljenja

Optimizacija postopka površinske obdelave

Obdelava peskanja:

Mehanizem: Z visokotlačnim peskanjem se na površini armature iz steklenih vlaken oblikujejo konkavne in konveksne teksture, s čimer se poveča kontaktna površina z betonom in poveča mehanska ugrizna sila.

Učinek: Eksperimenti so pokazali, da lahko obdelava s peskanjem poveča trdnost oprijema za 20 % -30 %, zlasti pri UHPC (ultra-visoko zmogljivem betonu), kjer je učinek pomembnejši.

Obdelava ovijanja (spiralno rebro):

Mehanizem: uporaba snopov vlaken za spiralno ovijanje ojačitvenega materiala, ki tvori prečno rebrasto strukturo, ki se mehansko ujame z betonom.

Učinek: Vezna trdnost GFRP ovite armature je 40% -60% večja kot pri navojni armaturi, njena stabilnost pri dinamičnih obremenitvah pa je boljša.

Zdravljenje z lepljivim peskom:

Mehanizem: Drobni pesek se oprime površine ojačitvenega materiala, tvori hrapavo površino in poveča trenje.

Učinek: obdelava s peskom lahko izboljša trdnost lepljenja za 15% -25%, vendar je treba enakomernost oprijema delcev peska strogo nadzorovati.

Optimizacija razmerij materialov in mešanic

Visoko zmogljivo lepilo: z uporabo modificirane epoksidne smole in drugih lepil z visoko viskoznostjo in visoko elastičnostjo se lahko moč lepljenja poveča za več kot 30 %.

Izboljšanje trdnosti betona: Za vsakih 10 MPa povečanja tlačne trdnosti UHPC se lahko trdnost vezi poveča za 5% -8%.

Povečanje debeline zaščitne plasti: Za vsakih 0,1 povečanja relativne debeline zaščitne plasti (c/db) se moč lepljenja poveča za 10% -15%.

Izboljšanje procesa gradnje

Kontrola dolžine sidra: Priporočljivo je, da je najmanjša dolžina sidra 20-krat večja od premera ojačitvenega materiala, da se zagotovi odpoved pri zlomu in ne odpoved pri izvleku.

Zagotavljanje kakovosti stika: Da bi se izognili neenakomernemu nanašanju lepila ali preostalih mehurčkov, je mogoče gostoto stika izboljšati s tehnologijo vakuumske infuzije.

Nadzor okoljskih dejavnikov

Upravljanje temperature in vlažnosti: med gradnjo je treba temperaturo okolja nadzorovati na 15-30 ℃, vlažnost pa mora biti pod 80 %, da se zmanjšajo napake pri strjevanju lepila.

2、 Mehanizem vpliva postopka površinske obdelave na moč lepljenja

Vrsta postopka, značilnosti površinske morfologije, mehanizem izboljšanja lepljenja, tipični podatki o učinku, uporabni scenariji

Peskanje s konkavno konveksno teksturo, hrapavost Ra=50-100 μm poveča mehansko silo ugriza, izboljša koeficient trenja vmesnika in poveča trdnost lepljenja za 20% -30% v pomorskem inženirstvu in okoljih z visoko korozijo

Spiralno zavita prečna rebra, višine 1-2 mm in razmika 5-10 mm, tvorijo klinast zarez z betonom. Prečna rebra se upirajo vzdolžnemu zdrsu in imajo 40-60 % večjo trdnost spoja kot navojne palice. Uporabljajo se za konstrukcije z dinamično obremenitvijo na mostovih in potresno ogroženih območjih

Pritrjevanje finega peska (velikost delcev 0,1–0,5 mm) na površino lepljivega peska poveča koeficient trenja in zagotovi 15-25-odstotno povečanje trdnosti mikromehanskega prepletanja. To je stroškovno občutljiv projekt za običajne betonske konstrukcije

3、 Predlogi za inženirske aplikacije

Scenariji zahtev po visoki vzdržljivosti (kot so platforme na morju):

Dajte prednost kombinaciji obdelave s peskanjem in UHPC z uporabo grobega vmesnika peskanja in visoke trdnosti UHPC, da dosežete sinergijsko izboljšavo.

Scenariji dinamičnih obremenitev (kot so mostovi, potresne strukture):

GFRP ojačitev je obdelana z navijanjem, njena prečna rebrasta struktura pa se lahko učinkovito upre degradaciji vezi pod ciklično obremenitvijo.

Scenarij nadzora stroškov:

Kombinacija obdelave s peskom in navadnega betona izpolnjuje osnovne zahteve glede vezi z ekonomično obdelavo površine.

4、 Raziskovalne meje in izzivi

Nadzor variacije: Trenutni podatki o preskusu trdnosti vezi imajo variabilnost od 15 % do 25 %, zasnovo pa je treba optimizirati z metodami napovedovanja statističnih intervalov.

Izboljšanje konstitutivnega modela: Obstoječi modeli (kot je model CMR) nimajo zadostnega opisa segmenta zdrsa vezi in jih je treba dodatno izboljšati s tehnologijo korelacije digitalne slike (DIC).

Dolgoročno vrednotenje učinkovitosti: Izvesti je treba preskuse pospešenega staranja (kot so cikli solnega razpršila in cikli zamrzovanja in odmrzovanja), da se preveri vzdržljivost postopkov površinske obdelave.

Z zgornjimi metodami in optimizacijo postopka se lahko trdnost vezi med ojačitvijo iz steklenih vlaken in betonom poveča na 80 % -90 % trdnosti jeklene ojačitve, kar zagotavlja ključno tehnično podporo za promocijo FRP betonskih kompozitnih struktur v ekstremnih okoljih.