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

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 texturer på ytan av glasfiberarmering, vilket ökar kontaktytan med betong och ökar den mekaniska bitkraften.

Effekt: Experiment har visat att sandblästringsbehandling kan öka bindningsstyrkan med 20% -30%, speciellt i UHPC (ultra-high performance betong) där effekten är mer signifikant.

Inpackningsbehandling (spiralrevben):

Mekanism: Använda fiberknippen för att spirallinda armeringsmaterialet och bilda en tvärgående ribstruktur som mekaniskt griper in i betongen.

Effekt: Vidhäftningsstyrkan hos GFRP-lindad armering är 40 % -60 % högre än för gängad förstärkning, och dess stabilitet under dynamiska belastningar är bättre.

Klibbig sandbehandling:

Mekanism: Fin sand fäster på armeringsmaterialets yta, bildar en grov yta och ökar friktionen.

Effekt: Sandbindningsbehandlingen kan förbättra bindningsstyrkan med 15% -25%, men jämnheten i sandpartikelvidhäftningen måste kontrolleras strikt.

Optimering av material och mixproportioner

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

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

Ökning av skyddsskiktets tjocklek: För varje 0,1 ökning av den relativa skyddsskikttjockleken (c/db) ökar vidhäftningsstyrkan med 10 % -15 %.

Förbättring av byggprocessen

Ankarlängdskontroll: Det rekommenderas att den minsta ankarlängden är 20 gånger diametern på förstärkningsmaterialet för att säkerställa brottbrott snarare än utdragningsbrott.

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

Miljöfaktorkontroll

Temperatur- och luftfuktighetshantering: Under byggandet bör omgivningstemperaturen kontrolleras till 15-30 ℃ och luftfuktigheten bör vara under 80 % för att minska härdningsdefekter hos limmet.

2、 Ytbehandlingsprocessens påverkansmekanism på bindningsstyrkan

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

Sandblästring med konkav konvex textur, grovhet Ra=50-100 μm ökar den mekaniska bitkraften, förbättrar gränssnittets friktionskoefficient och ökar bindningsstyrkan med 20% -30% i marinteknik och miljöer med hög korrosion

Spirallindade tvärgående ribbor, med en höjd av 1-2 mm och ett avstånd på 5-10 mm, bildar ett kilformat bett med betongen. De tvärgående ribborna motstår längsgående glidning och har en bindningsstyrka som är 40% -60% högre än den för gängstänger. De används för dynamiska laststrukturer i broar och jordbävningsutsatta områden

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

3、 Förslag på tekniska tillämpningar

Scenarier med höga krav på hållbarhet (som offshoreplattformar):

Prioritera kombinationen av sandblästringsbehandling och UHPC, använd det grova gränssnittet för sandblästring och den höga hållfastheten hos UHPC för att uppnå synergistisk förbättring.

Dynamiska belastningsscenarier (som broar, seismiska strukturer):

GFRP-armeringen är behandlad med lindning, och dess tvärgående ribstruktur kan effektivt motstå försämring av bindningen under cyklisk belastning.

Kostnadskontrollscenario:

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

4、 Forskningsgränser och utmaningar

Variationskontroll: De aktuella testdata för bindningsstyrka har en variabilitet på 15 % -25 %, och designen måste optimeras genom statistiska intervallprediktionsmetoder.

Förbättring av konstitutiv modell: Befintliga modeller (såsom CMR-modellen) saknar tillräcklig beskrivning av bandglidsnedstigningssegmentet och behöver förfinas ytterligare med digital bildkorrelationsteknik (DIC).

Långtidsutvärdering av prestanda: Accelererade åldringstester (som saltspraycykler och frys-upptiningscykler) måste utföras för att verifiera hållbarheten hos ytbehandlingsprocesser.

Genom ovanstående metoder och processoptimering kan bindningsstyrkan mellan glasfiberarmering och betong ökas till 80% -90% av den för stålarmering, vilket ger nyckeltekniskt stöd för att främja FRP-betongkompositstrukturer i extrema miljöer.