Hur kan man förbättra bindningsstyrkan mellan fiberglasförstärkning och betong? Vilka är effekterna av ytbehandlingsprocesser som sandblästring och inslagning?

Analys av metoder för att förbättra bindningsstyrkan mellan glasfiberarmering och betong och effekterna av ytbehandlingsprocesser

1 、 Kärnmetoden för att förbättra bindningsstyrkan

Optimering av ytbehandlingsprocessen

Sandblästringsbehandling:

Mekanism: Genom högtryckssandblästring bildas konkava och konvexa strukturer på ytan av glasfiberförstärkning, vilket ökar kontaktområdet med betong och förbättrar mekanisk bitande kraft.

Effekt: Experiment har visat att sandblästrande behandling kan öka bindningsstyrkan med 20% -30%, särskilt i UHPC (ultrahög prestanda betong) där effekten är mer betydande.

Inpackningsbehandling (spiral rib):

Mekanism: Använd fiberbuntar för att spiral linda in förstärkningsmaterialet och bilda en tvärgående revbenstruktur som mekaniskt ingriper med betongen.

Effekt: Bindningsstyrkan för GFRP -inslagen förstärkning är 40% -60% högre än för gängad förstärkning, och dess stabilitet under dynamiska belastningar är bättre.

Klibbig sandbehandling:

Mekanism: Fin sand följer ytan på förstärkningsmaterialet, bildar en grov yta och förbättrar friktion.

Effekt: Sandbindningsbehandlingen kan förbättra bindningsstyrkan med 15% -25%, men enhetligheten hos sandpartikel vidhäftning måste kontrolleras strikt.

Optimering av material och blandningsproportioner

Högpresterande lim: Genom att använda modifierat epoxiharts och annan hög viskositet och lim med hög elasticitet kan bindningsstyrkan ökas med mer än 30%.

Förbättring av betongstyrka: För varje 10 MPa ökning av tryckhållfastheten hos UHPC kan bindningsstyrkan öka med 5% -8%.

Ökning av skyddande skikttjocklek: För varje 0,1 ökning av det relativa skyddande skikttjockleken (C/dB) ökar bindningsstyrkan med 10% -15%.

Förbättring av byggprocessen

Kontroll av förankringslängd: Det rekommenderas att minsta förankringslängd är 20 gånger diametern för förstärkningsmaterialet för att säkerställa sprickfel snarare än utdragningsfel.

Kontaktkvalitetssäkring: För att undvika ojämn applicering av lim eller kvarvarande bubblor kan kontaktdensiteten förbättras genom vakuumassisterad infusionsteknik.

Miljökontroll

Temperatur- och luftfuktighetshantering: Under konstruktionen bör omgivningstemperaturen kontrolleras vid 15-30 ℃ och fuktigheten bör vara under 80% för att minska limningens härdningsfel.

2 、 Påverkningsmekanismen för ytbehandlingsprocessen på bindningsstyrka

Processtyp, ytmorfologiska egenskaper, bindningsförbättringsmekanism, typiska effektdata, tillämpliga scenarier

Sandblästring med konkav konvex struktur, grovhet RA = 50-100 μm ökar mekanisk bitande kraft, förbättrar gränssnittsfriktionskoefficienten och ökar bindningsstyrkan med 20% -30% i marinteknik och höga korrosionsmiljöer

Spiralförpackade tvärgående revben, med en höjd av 1-2 mm och ett avstånd på 5-10 mm, bildar en kilformad bit med betongen. De tvärgående revbenen motstår längsgående slip och har en bindningsstyrka 40% -60% högre än för gängade staplar. De används för dynamiska belastningsstrukturer i broar och jordbävningsbenägna områden

Att fästa fin sand (partikelstorlek 0,1-0,5 mm) på ytan på klibbig sand ökar friktionskoefficienten och ger en ökning med 15% -25% i mikromekanisk sammanlåsande bindningsstyrka. Detta är ett kostnadskänsligt projekt för vanliga betongstrukturer

3 、 Tekniska applikationsförslag

Scenarier med hög hållbarhet efterfrågan (som offshore -plattformar):

Prioritera kombinationen av sandblästrande behandling och UHPC, med användning av det grova gränssnittet för sandblästring och UHPC: s höga styrka för att uppnå synergistisk förbättring.

Dynamiska lastscenarier (som broar, seismiska strukturer):

GFRP -förstärkningen behandlas med lindning, och dess tvärgående revbenstruktur kan effektivt motstå bindningsnedbrytning under cyklisk belastning.

Kostnadskontrollscenario:

Kombinationen av sandbindningsbehandling och vanlig betong uppfyller de grundläggande bindningskraven genom ekonomisk ytbehandling.

4 、 Forskningsgränser och utmaningar

Variationskontroll: De nuvarande testdata för bindningsstyrka har en variation på 15% -25%, och designen måste optimeras genom statistiska intervallprognosmetoder.

Förbättring av konstitutiv modell: Befintliga modeller (såsom CMR -modell) saknar tillräcklig beskrivning av Bond Slip Descent -segmentet och måste förfinas ytterligare med hjälp av Digital Image Correlation (DIC) -teknologi.

Långtidsutvärdering: Accelererade åldringstester (såsom saltspraycykler och frys-tinningscykler) måste genomföras för att verifiera hållbarheten hos ytbehandlingsprocesser.

Genom ovanstående metoder och processoptimering kan bindningsstyrkan mellan glasfiberförstärkning och betong ökas till 80% -90% av stålförstärkningen, vilket ger nyckelteknisk stöd för främjande av FRP -betongkompositstrukturer i extrema miljöer.