बीएफआरपी टेंडन के साथ बेसाल्ट फाइबर प्रबलित सीमेंटयुक्त सामग्रियों के आसंजन प्रदर्शन पर अध्ययन
बॉन्डिंग प्रदर्शन को प्रभावित करने वाले मुख्य कारक
- फाइबर वॉल्यूम डोपिंग और लंबाई
वॉल्यूम डोपिंग बाजालत शॉर्ट-कट यार्न का संबंध शक्ति पर महत्वपूर्ण प्रभाव पड़ता है, और परीक्षण से पता चलता है कि 0.2% की मात्रा डोपिंग का संबंध शक्ति वृद्धि पर सबसे अच्छा प्रभाव पड़ता है, और अत्यधिक डोपिंग के कारण फाइबर समूहन के कारण प्रदर्शन में गिरावट आ सकती है।
फाइबर की लंबाई (जैसे 6 मिमी और 18 मिमी) का बंधन शक्ति पर कम प्रभाव पड़ता है, लेकिन छोटे फाइबर अधिक आसानी से फैल जाते हैं जिससे अंतरापृष्ठीय दोष कम हो जाते हैं।
- पुनर्नवीनीकृत कंक्रीट का शक्ति वर्ग
पुनर्नवीनीकृत कंक्रीट की ताकत ग्रेड (जैसे, C30 से C40 तक) बढ़ाने से B के बीच बंधन शक्ति बढ़ जाती हैएफआरपी सुदृढीकरण और सब्सट्रेट, लेकिन वृद्धि सीमित है, और जब ताकत ग्रेड बहुत अधिक है तो इंटरफ़ेस भंगुर छीलने के लिए अतिसंवेदनशील है।
- इंटरफ़ेस उपचार और युग्मन एजेंट
सतह को सैंडब्लास्टिंग करके बीएफआरपी सुदृढीकरण खुरदरापन बढ़ा सकता है और यांत्रिक काटने बल में सुधार कर सकता है; सिलेन युग्मन एजेंट को जोड़ने से फाइबर और राल मैट्रिक्स के बीच रासायनिक संबंध को अनुकूलित किया जा सकता है और इंटरफेसियल स्लिप को कम किया जा सकता है।
चिपकने वाले गुणों के परीक्षण और तंत्र
- केंद्र पुल-आउट परीक्षण
पुलआउट परीक्षण के माध्यम से बॉन्ड-स्लिप वक्र का अध्ययन किया गया, और यह पाया गया कि बॉन्ड क्षति का मुख्य कारण टेंडन पुलआउट या कंक्रीट का फटना था। बेसाल्ट फाइबर कंक्रीट की भंगुर क्षति को विलंबित कर सकता है और लचीलापन बढ़ा सकता है।
विशिष्ट बंधन शक्ति सीमा 6-12 एमपीए है, और विशिष्ट मूल्य फाइबर खुराक, सुदृढीकरण व्यास (जैसे, 16 मिमी) और इंटरफ़ेस उपचार प्रक्रिया से प्रभावित होता है।
- बॉन्ड तनाव वितरण मॉडल
बंधन प्रतिबल सुदृढ़ीकरण की लंबाई के अनुदिश अरैखिक रूप से वितरित होता है, और अधिकतम प्रतिबल भारण सिरे पर केंद्रित होता है। सैद्धांतिक मॉडल में फाइबर-प्रबलित कंक्रीट के दरार विस्तार प्रतिरोध और अंतरापृष्ठ घर्षण प्रभाव पर विचार करने की आवश्यकता होती है।
अनुप्रयोग लाभ और इंजीनियरिंग मामले
- संक्षारण प्रतिरोध और स्थायित्व
बीएफआरपी सुदृढीकरण क्लोराइड आयन क्षरण वातावरण (जैसे, समुद्री इंजीनियरिंग) में अपनी बंधन शक्ति का 90% से अधिक बरकरार रखता है, जो स्टील और फाइबरग्लास सुदृढीकरण सलाखों की तुलना में काफी बेहतर है।
उदाहरण के लिए: क़िंगदाओ क्रॉस-सी ब्रिज में स्टील सुदृढीकरण के स्थान पर बीएफआरपी सुदृढीकरण को अपनाया गया है, और इसकी जीवन प्रत्याशा 100 वर्षों से अधिक तक बढ़ा दी गई है।
- हल्के वजन और भूकंपीय प्रदर्शन
बीएफआरपी सुदृढीकरण का घनत्व स्टील के घनत्व का केवल 1/4 है, जिसका उपयोग कंक्रीट बीम को सुदृढ़ करने के लिए संरचनात्मक वजन को 20% -30% तक कम करने के लिए किया जा सकता है, और साथ ही सुदृढीकरण को लपेटकर भूकंपीय ऊर्जा खपत क्षमता को बढ़ाया जा सकता है।
मौजूदा चुनौतियाँ और अनुकूलन दिशा
- इंटरफेसियल बॉन्ड को मजबूत करना
मौजूदा समस्या: फाइबर और सीमेंट मैट्रिक्स के बीच का इंटरफेस तनाव सांद्रता के कारण छीलने के लिए प्रवण है, और रासायनिक बंधन को बढ़ाने के लिए नैनो-संशोधित इंटरफेसियल एजेंट (जैसे, नैनो-SiO₂ डोप्ड) विकसित करने की आवश्यकता है।
- दीर्घकालिक प्रदर्शन और मानकीकरण
उच्च तापमान और उच्च आर्द्रता (जैसे, 10 वर्ष से अधिक) के तहत दीर्घकालिक रेंगने वाले डेटा की कमी, सत्यापन के लिए त्वरित उम्र बढ़ने के परीक्षणों की आवश्यकता है; डिजाइन विनिर्देश अभी भी सभी देशों में एक समान नहीं हैं, और हालांकि चीन ने जीबी/टी 38143-2019 मानक जारी किया है, फिर भी विस्तृत डिजाइन दिशानिर्देशों में सुधार की आवश्यकता है।
- बहु-स्तरीय सहयोगात्मक डिज़ाइन
भविष्य में, हम हाइब्रिड प्रौद्योगिकी का पता लगा सकते हैं बीएफआरपी सुदृढीकरण और स्टील फाइबर/कार्बन फाइबर का उपयोग ग्रेडिएंट कंपोजिट बनाने और ताकत और लचीलेपन को संतुलित करने के लिए किया जाता है।
भविष्य के अनुसंधान निर्देश
- बुद्धिमान निगरानी और डिजिटल मॉडलिंग
बीएफआरपी टेंडन में एम्बेडेड फाइबर ऑप्टिक सेंसर, बॉन्ड इंटरफेस स्ट्रेन और दरार विकास की वास्तविक समय निगरानी, डिजाइन को अनुकूलित करने के लिए परिमित तत्व सिमुलेशन के साथ संयुक्त।
- कम कार्बन तैयारी प्रक्रिया
बेसाल्ट फाइबर पिघलने और ड्राइंग तापमान (वर्तमान में 1400-1500 ℃) को कम करने, ऊर्जा की खपत को कम करने के लिए कम तापमान इलाज राल का विकास।
- पुनर्चक्रित सामग्रियों का कुशल उपयोग
“सर्व-नवीकरणीय” हरित निर्माण सामग्री प्रणाली को बढ़ावा देने और संसाधन खपत को कम करने के लिए पुनर्नवीनीकृत समुच्चय और बेसाल्ट फाइबर को निर्माण अपशिष्ट के साथ मिलाएं।
सारांश
बेसाल्ट फाइबर-प्रबलित सीमेंटयुक्त सामग्रियों के बंधन प्रदर्शन पर शोध और बीएफआरपी टेंडन्स ने चरण-दर-चरण परिणाम प्राप्त किए हैं, लेकिन इसके बड़े पैमाने पर अनुप्रयोग को अभी भी इंटरफ़ेस अनुकूलन, दीर्घकालिक स्थायित्व सत्यापन और मानकीकृत डिज़ाइन की बाधाओं को दूर करना होगा। भविष्य में, बहु-विषयक क्रॉस-इनोवेशन (जैसे, स्मार्ट सामग्री, निम्न-कार्बन प्रक्रियाएँ) के माध्यम से, समुद्री इंजीनियरिंग और भूकंपरोधी सुदृढीकरण के क्षेत्र में तकनीकी सफलताओं को साकार करने और टिकाऊ इमारतों के विकास में मदद करने की उम्मीद है।
