จะปรับปรุงความแข็งแรงในการยึดเกาะระหว่างการเสริมแรงด้วยไฟเบอร์กลาสและคอนกรีตได้อย่างไร? อะไรคือผลกระทบของกระบวนการบำบัดพื้นผิว เช่น การพ่นทรายและการห่อ?

การวิเคราะห์วิธีการเพิ่มความแข็งแรงของพันธะระหว่างการเสริมแรงด้วยไฟเบอร์กลาสกับคอนกรีต และผลของกระบวนการปรับสภาพพื้นผิว

1、 วิธีการหลักในการปรับปรุงความแข็งแรงการยึดเกาะ

การเพิ่มประสิทธิภาพกระบวนการปรับสภาพพื้นผิว

การบำบัดด้วยการเป่าด้วยทราย:

กลไก: ด้วยการพ่นทรายแรงดันสูง พื้นผิวเว้าและนูนจะเกิดขึ้นบนพื้นผิวของการเสริมใยแก้ว เพิ่มพื้นที่สัมผัสกับคอนกรีต และเพิ่มแรงกัดทางกล

ผลกระทบ: การทดลองแสดงให้เห็นว่าการพ่นทรายสามารถเพิ่มความแข็งแรงของพันธะได้ 20% -30% โดยเฉพาะใน UHPC (คอนกรีตสมรรถนะสูงพิเศษ) ซึ่งผลกระทบจะมีนัยสำคัญมากกว่า

การพันฟิล์ม (ซี่โครงเกลียว):

กลไก: การใช้มัดเส้นใยเพื่อพันวัสดุเสริมแรงเป็นเกลียว ทำให้เกิดโครงสร้างซี่โครงตามขวางที่ประกอบเข้ากับคอนกรีตด้วยกลไก

ผลกระทบ: ความแข็งแรงพันธะของการเสริมแรงแบบห่อด้วย GFRP นั้นสูงกว่าการเสริมแรงแบบเกลียว 40% -60% และความเสถียรภายใต้โหลดแบบไดนามิกจะดีกว่า

การบำบัดด้วยทรายเหนียว:

กลไก: ทรายละเอียดเกาะติดกับพื้นผิวของวัสดุเสริมแรง ทำให้เกิดพื้นผิวขรุขระและเพิ่มแรงเสียดทาน

ผลกระทบ: การบำบัดด้วยการยึดเกาะด้วยทรายสามารถปรับปรุงความแข็งแรงในการยึดเกาะได้ 15% -25% แต่จำเป็นต้องควบคุมความสม่ำเสมอของการยึดเกาะของอนุภาคทรายอย่างเข้มงวด

การเพิ่มประสิทธิภาพของวัสดุและสัดส่วนการผสม

กาวประสิทธิภาพสูง: ด้วยการใช้อีพอกซีเรซินดัดแปลงและกาวที่มีความหนืดสูงและความยืดหยุ่นสูงอื่นๆ ความแข็งแรงในการยึดเกาะจะเพิ่มขึ้นมากกว่า 30%

การปรับปรุงกำลังคอนกรีต: สำหรับกำลังอัดของ UHPC ที่เพิ่มขึ้นทุกๆ 10 MPa ความแข็งแรงของพันธะจะเพิ่มขึ้น 5% -8%

ความหนาของชั้นป้องกันเพิ่มขึ้น: ทุกๆ 0.1 การเพิ่มขึ้นของความหนาของชั้นป้องกันสัมพัทธ์ (c/db) ความแข็งแรงในการยึดเกาะจะเพิ่มขึ้น 10% -15%

การปรับปรุงกระบวนการก่อสร้าง

การควบคุมความยาวของพุก: ขอแนะนำให้ความยาวพุกขั้นต่ำคือ 20 เท่าของเส้นผ่านศูนย์กลางของวัสดุเสริมแรง เพื่อให้แน่ใจว่าเกิดการแตกหักมากกว่าการแตกหักจากการดึงออก

การประกันคุณภาพหน้าสัมผัส: เพื่อหลีกเลี่ยงการติดกาวหรือฟองที่ตกค้างอย่างไม่สม่ำเสมอ ความหนาแน่นของหน้าสัมผัสสามารถปรับปรุงได้ด้วยเทคโนโลยีการแช่แบบสุญญากาศ

การควบคุมปัจจัยด้านสิ่งแวดล้อม

การจัดการอุณหภูมิและความชื้น: ในระหว่างการก่อสร้าง ควรควบคุมอุณหภูมิโดยรอบที่ 15-30 ℃ และความชื้นควรต่ำกว่า 80% เพื่อลดข้อบกพร่องในการบ่มของกาว

2、 กลไกที่มีอิทธิพลต่อกระบวนการปรับสภาพพื้นผิวต่อความแข็งแรงของการยึดเกาะ

ประเภทกระบวนการ ลักษณะทางสัณฐานวิทยาของพื้นผิว กลไกการเพิ่มประสิทธิภาพการยึดเหนี่ยว ข้อมูลผลกระทบทั่วไป สถานการณ์ที่เกี่ยวข้อง

การพ่นทรายด้วยพื้นผิวนูนเว้า ความหยาบ Ra=50-100 μm จะเพิ่มแรงกัดเชิงกล ปรับปรุงค่าสัมประสิทธิ์แรงเสียดทานของส่วนต่อประสาน และเพิ่มความแข็งแรงการยึดเกาะ 20% -30% ในงานวิศวกรรมทางทะเลและสภาพแวดล้อมที่มีการกัดกร่อนสูง

ซี่โครงตามขวางที่ห่อด้วยเกลียวซึ่งมีความสูง 1-2 มม. และระยะห่าง 5-10 มม. ก่อให้เกิดการกัดรูปลิ่มกับคอนกรีต ซี่โครงตามขวางต้านทานการลื่นไถลตามยาวและมีความแข็งแรงในการยึดเกาะสูงกว่าแท่งเกลียวถึง 40% -60% ใช้สำหรับโครงสร้างรับน้ำหนักแบบไดนามิกในสะพานและพื้นที่เสี่ยงต่อแผ่นดินไหว

การติดทรายละเอียด (ขนาดอนุภาค 0.1-0.5 มม.) ลงบนพื้นผิวของทรายเหนียวจะเพิ่มค่าสัมประสิทธิ์การเสียดสีและเพิ่มความแข็งแรงในการยึดเกาะประสานทางกลขนาดเล็กเพิ่มขึ้น 15% -25% โครงการนี้เป็นโครงการที่คำนึงถึงต้นทุนสำหรับโครงสร้างคอนกรีตธรรมดา

3、 คำแนะนำการใช้งานด้านวิศวกรรม

สถานการณ์ความต้องการความทนทานสูง (เช่น แพลตฟอร์มนอกชายฝั่ง):

จัดลำดับความสำคัญของการผสมผสานระหว่างการบำบัดด้วยการพ่นทรายและ UHPC โดยใช้ส่วนต่อประสานแบบคร่าวๆ ของการพ่นทรายและความแข็งแกร่งสูงของ UHPC เพื่อให้เกิดการเพิ่มประสิทธิภาพการทำงานร่วมกัน

สถานการณ์การโหลดแบบไดนามิก (เช่น สะพาน โครงสร้างแผ่นดินไหว):

การเสริมแรง GFRP ได้รับการบำบัดด้วยการพัน และโครงสร้างซี่โครงตามขวางสามารถต้านทานการเสื่อมสภาพของพันธะภายใต้การโหลดแบบวนได้อย่างมีประสิทธิภาพ

สถานการณ์จำลองการควบคุมต้นทุน:

การผสมผสานระหว่างการยึดติดด้วยทรายและคอนกรีตธรรมดาเป็นไปตามข้อกำหนดการยึดติดขั้นพื้นฐานผ่านการปรับสภาพพื้นผิวที่ประหยัด

4、 ขอบเขตการวิจัยและความท้าทาย

การควบคุมความผันแปร: ข้อมูลการทดสอบความแข็งแรงของพันธะในปัจจุบันมีความแปรปรวน 15% -25% และการออกแบบจำเป็นต้องได้รับการปรับให้เหมาะสมโดยวิธีการทำนายช่วงเวลาทางสถิติ

การปรับปรุงแบบจำลองที่เป็นส่วนประกอบ: โมเดลที่มีอยู่ (เช่น โมเดล CMR) ขาดคำอธิบายที่เพียงพอของเซ็กเมนต์ Bond Slip Descent และจำเป็นต้องได้รับการปรับปรุงเพิ่มเติมโดยใช้เทคโนโลยี Digital Image Correlation (DIC)

การประเมินประสิทธิภาพในระยะยาว: จำเป็นต้องดำเนินการทดสอบการเร่งอายุ (เช่น รอบการพ่นเกลือและรอบการแช่แข็งและละลาย) เพื่อตรวจสอบความทนทานของกระบวนการปรับสภาพพื้นผิว

ด้วยวิธีการข้างต้นและการเพิ่มประสิทธิภาพกระบวนการ ความแข็งแรงของพันธะระหว่างการเสริมแรงด้วยใยแก้วและคอนกรีตสามารถเพิ่มเป็น 80% -90% ของการเสริมแรงด้วยเหล็ก ซึ่งให้การสนับสนุนทางเทคนิคที่สำคัญสำหรับการส่งเสริมโครงสร้างคอมโพสิตคอนกรีต FRP ในสภาพแวดล้อมที่รุนแรง