Studiu nantu à e prestazioni d'adesione di materiali cementizi rinforzati cù fibre di basalt cù tendini BFRP
Fattori principali chì influenzanu a prestazione di i ligami
- Doping di vulume è lunghezza di fibra
U doping di vulume di Basaltu U filatu tagliatu cortu hà un effettu significativu nantu à a forza di ligame, è a prova mostra chì u dopaggiu di vulume di 0,2% hà u megliu effettu nantu à u miglioramentu di a forza di ligame, è un dopaggiu eccessivu pò invece purtà à una diminuzione di e prestazioni per via di l'agglomerazione di fibre.
A lunghezza di e fibre (per esempiu 6 mm è 18 mm) hà menu effettu nantu à a forza di u ligame, ma e fibre più corte sò più facilmente disperse per riduce i difetti interfacciali.
- Classe di resistenza di u béton riciclatu
Aumentà u gradu di resistenza di u béton riciclatu (per esempiu, da C30 à C40) aumenta a forza di legame trà u B.Rinforzu FRP è u substratu, ma l'aumentu hè limitatu, è l'interfaccia hè suscettibile à u peeling fragile quandu u gradu di resistenza hè troppu altu.
- Trattamentu di l'interfaccia è agente di accoppiamentu
Sabbiatura di a superficia di BFRP U rinforzu pò aumentà a rugosità è migliurà a forza di morsu meccanica; l'aghjunghje di un agente di accoppiamentu silanu pò ottimizà u ligame chimicu trà a fibra è a matrice di resina è riduce u scivolamentu interfacciale.
Testi è meccanismi di e proprietà adesive
- Prova di strappamentu di u centru
A curva di scivulamentu di u ligame hè stata studiata per mezu di a prova di strappu, è hè statu trovu chì u modu di dannu di u ligame era principalmente u strappu di u tendinu o a spaccatura di u béton. L'aghjunta di fibre di basalt pò ritardà u dannu fragile di u béton è migliurà a duttilità.
A gamma tipica di forza di ligame hè 6-12 MPa, è u valore specificu hè influenzatu da a dosa di fibra, u diametru di rinforzu (per esempiu, 16 mm) è u prucessu di trattamentu di l'interfaccia.
- Modellu di distribuzione di u stress di ligame
A tensione di ligame hè distribuita in modu non lineare longu à a lunghezza di u rinforzu, è a tensione di piccu hè cuncentrata à l'estremità di carica. U mudellu teoricu deve cunsiderà a resistenza à l'estensione di a crepa è l'effettu di attritu di l'interfaccia di u béton rinforzatu cù fibre.
Vantaghji di l'applicazione è casi d'ingegneria
- Resistenza à a corrosione è durabilità
U rinforzu BFRP mantene più di u 90% di a so forza di ligame in ambienti di erosione di ioni cloruri (per esempiu, ingegneria marina), chì hè significativamente megliu cà e barre di rinforzu in acciaio è fibra di vetru.
Casu in quistione: u Ponte Transmare di Qingdao adotta u rinforzu BFRP per rimpiazzà u rinforzu in acciaio, è a so durata di vita hè stata allargata à più di 100 anni.
- Prestazioni leggere è sismiche
A densità di u rinforzu BFRP hè solu 1/4 di quella di l'acciaiu, chì pò esse aduprata per rinfurzà travi di cimentu per riduce u pesu strutturale di 20%-30%, è à u listessu tempu migliurà a capacità di cunsumu d'energia sismica imballendu u rinforzu.
Sfide Esistenti è Direzzione di Ottimizazione
- Rinforzu di u ligame interfaciale
Prublema esistente: L'interfaccia trà e fibre è a matrice di cimentu hè propensa à sbucciassi per via di a cuncentrazione di stress, è l'agenti interfaciali nano-modificati (per esempiu, drogati cù nano-SiO₂) devenu esse sviluppati per migliurà u ligame chimicu.
- Prestazione à longu andà è standardizazione
A mancanza di dati di creep à longu andà in cundizioni di alta temperatura è alta umidità (per esempiu, più di 10 anni), sò necessarii testi di invecchiamentu acceleratu per verificà; e specificazioni di cuncepimentu ùn sò ancu uniformi in tutti i paesi, è ancu s'è a Cina hà publicatu u standard GB/T 38143-2019, e linee guida di cuncepimentu di dettagliu anu ancu bisognu di esse migliurate.
- Cuncepimentu collaborativu multiscala
In u futuru, pudemu esplorà a tecnulugia hibrida di BFRP rinforzu è fibra d'acciaio/fibra di carboniu per custruisce cumposti à gradiente è equilibrà a forza è a duttilità.
Direzioni di Ricerca Future
- Monitoraghju intelligente è modelizazione digitale
Sensori in fibra ottica integrati in i tendini BFRP, monitoraghju in tempu reale di a deformazione di l'interfaccia di ligame è di u sviluppu di crepe, cumminatu cù a simulazione à elementi finiti per ottimizà u disignu.
- Prucessu di preparazione à bassu carbone
Riduce a temperatura di fusione è di stiratura di e fibre di basalt (attualmente 1400-1500 ℃), u sviluppu di resine di polimerizazione à bassa temperatura per riduce u cunsumu energeticu.
- Utilizzazione efficiente di materiali riciclati
Cumbinate l'aggregatu riciclatu è a fibra di basalt cù i rifiuti di custruzzione per prumove u sistema di materiali di custruzzione verdi "tuttu rinnuvevuli" è riduce u cunsumu di risorse.
Riassuntu
A ricerca nantu à e prestazioni di adesione di i materiali cementizi rinforzati cù fibre di basalt BFRP I tendini anu ottenutu risultati passu à passu, ma a so applicazione à grande scala hà sempre bisognu di superà i colli di buttiglia di l'ottimisazione interfacciale, a verificazione di a durabilità à longu andà è u cuncepimentu standardizatu. In u futuru, attraversu l'innuvazione incruciata multidisciplinare (per esempiu, materiali intelligenti, prucessi à bassu carbone), si prevede di realizà scoperte tecnologiche in i campi di l'ingegneria marina è di u rinforzu resistente à i terremoti, è aiutà u sviluppu di edifici sustenibili.
