Բազալտե մանրաթելերով ամրացված ցեմենտային նյութերի BFRP ջլերով կպչունության ուսումնասիրություն
Կապի արդյունավետության վրա ազդող հիմնական գործոնները
- Մանրաթելի ծավալի և երկարության խառնուրդ
Ծավալային դոպինգը Բազալտ Կարճ կտրված թելը զգալի ազդեցություն ունի կապման ամրության վրա, և փորձարկումը ցույց է տալիս, որ 0.2% ծավալային խառնուրդն ամենալավ ազդեցությունն ունի կապման ամրության բարձրացման վրա, և չափազանց խառնուրդը կարող է հանգեցնել արդյունավետության անկման՝ մանրաթելերի ագլոմերացիայի պատճառով։
Մանրաթելի երկարությունը (օրինակ՝ 6 մմ և 18 մմ) ավելի քիչ ազդեցություն ունի կապի ամրության վրա, սակայն ավելի կարճ մանրաթելերն ավելի հեշտությամբ են ցրվում՝ միջերեսային արատները նվազեցնելու համար։
- Վերամշակված բետոնի ամրության դաս
Վերամշակված բետոնի ամրության աստիճանի բարձրացումը (օրինակ՝ C30-ից մինչև C40) մեծացնում է B-ի և B-ի միջև կապի ամրությունը։FRP ամրացում և հիմքը, սակայն աճը սահմանափակ է, և միջերեսը ենթակա է փխրուն շերտազատման, երբ ամրության աստիճանը չափազանց բարձր է։
- Միջերեսային մշակում և կապող միջոց
Մակերեսի ավազափոշիացում BFRP ամրացումը կարող է մեծացնել կոպտությունը և բարելավել մեխանիկական կծող ուժը։ սիլանային միացնող նյութի ավելացումը կարող է օպտիմալացնել մանրաթելի և խեժային մատրիցի միջև քիմիական կապը և նվազեցնել միջերեսային սահքը։
Սոսնձման հատկությունների փորձարկումներ և մեխանիզմներ
- Կենտրոնից դուրս քաշելու փորձարկում
Կապի սահքի կորը ուսումնասիրվել է քաշման փորձարկման միջոցով, և պարզվել է, որ կապի վնասման եղանակը հիմնականում ջիլի քաշումն է կամ բետոնի ճեղքումը։ Ավելացվել է բազալտե մանրաթելեր կարող է հետաձգել բետոնի փխրունության վնասը և բարելավել դրա ճկունությունը։
Կապի ամրության բնորոշ միջակայքը 6-12 ՄՊա է, և տեսակարար արժեքը կախված է մանրաթելի դեղաչափից, ամրացման տրամագծից (օրինակ՝ 16 մմ) և միջերեսային մշակման գործընթացից։
- Կապի լարվածության բաշխման մոդել
Կապի լարումը բաշխվում է ոչ գծային ամրանավորման երկայնքով, իսկ գագաթնակետային լարումը կենտրոնացած է բեռնման ծայրում: Տեսական մոդելը պետք է հաշվի առնի մանրաթելային ամրացված բետոնի ճաքի ձգման դիմադրությունը և միջերեսային շփման ազդեցությունը:
Կիրառման առավելությունները և ինժեներական դեպքերը
- Կոռոզիայի դիմադրություն և երկարակեցություն
BFRP ամրացումը պահպանում է իր կապի ամրության ավելի քան 90%-ը քլորիդային իոնային էրոզիայի միջավայրերում (օրինակ՝ ծովային ինժեներիա), ինչը զգալիորեն ավելի լավ է, քան պողպատե և ապակեպլաստե ամրանավոր ձողերը։
Օրինակ՝ Ցինդաո Խաչ-Ծովային կամուրջը պողպատե ամրակը փոխարինել է BFRP ամրանով, և դրա ծառայության ժամկետը երկարացվել է մինչև ավելի քան 100 տարի։
- Թեթև և սեյսմակայունություն
BFRP ամրացման խտությունը պողպատի խտության միայն 1/4-ն է, որը կարող է օգտագործվել բետոնե հեծանների ամրացման համար՝ կառուցվածքի քաշը 20%-30%-ով նվազեցնելու և միևնույն ժամանակ ամրացումը փաթաթելու միջոցով սեյսմիկ էներգիայի սպառման հզորությունը բարձրացնելու համար։
Գոյություն ունեցող մարտահրավերներ և օպտիմալացման ուղղություն
- Միջերեսային կապի ամրապնդում
Գոյություն ունեցող խնդիր. մանրաթելերի և ցեմենտի մատրիցի միջև ընկած միջերեսը հակված է թեփոտվելու լարվածության կենտրոնացման պատճառով, և քիմիական կապը ուժեղացնելու համար անհրաժեշտ է մշակել նանոմոդիֆիկացված միջերեսային նյութեր (օրինակ՝ նանո-SiO₂ լեգիրված):
- Երկարաժամկետ կատարողականություն և ստանդարտացում
Բարձր ջերմաստիճանի և բարձր խոնավության պայմաններում (օրինակ՝ ավելի քան 10 տարի) երկարաժամկետ սողացող տվյալների բացակայության պատճառով անհրաժեշտ են արագացված ծերացման թեստեր՝ դրանք ստուգելու համար։ Նախագծման սպեցիֆիկացիաները դեռևս միատարր չեն տարբեր երկրներում, և չնայած Չինաստանը թողարկել է GB/T 38143-2019 ստանդարտը, մանրամասն նախագծման ուղեցույցները դեռևս բարելավման կարիք ունեն։
- Բազմամասշտաբ համագործակցային դիզայն
Ապագայում մենք կարող ենք ուսումնասիրել հիբրիդային տեխնոլոգիաները BFRP ամրան և պողպատե մանրաթել/ածխածնային մանրաթել՝ գրադիենտային կոմպոզիտներ կառուցելու և ամրությունն ու ճկունությունը հավասարակշռելու համար։
Ապագա հետազոտությունների ուղղություններ
- Ինտելեկտուալ մոնիթորինգ և թվային մոդելավորում
BFRP ջլերում ներկառուցված օպտիկամանրաթելային սենսորներ, կապի միջերեսային դեֆորմացիայի և ճաքերի առաջացման իրական ժամանակի մոնիթորինգ, զուգորդված վերջավոր տարրերի մոդելավորման հետ՝ նախագծումը օպտիմալացնելու համար։
- Ցածր ածխածնային պատրաստման գործընթաց
Նվազեցնել բազալտե մանրաթելի հալման և ձգման ջերմաստիճանը (ներկայումս 1400-1500 ℃), մշակել ցածր ջերմաստիճանի կարծրացման խեժ՝ էներգիայի սպառումը նվազեցնելու համար։
- Վերամշակված նյութերի արդյունավետ օգտագործում
Վերամշակված ագրեգատը և բազալտե մանրաթելը համատեղեք շինարարական թափոնների հետ՝ խթանելու «ամբողջովին վերականգնվող» կանաչ շինանյութերի համակարգը և կրճատելու ռեսուրսների սպառումը։
Ամփոփում
Բազալտե մանրաթելերով ամրացված ցեմենտային նյութերի կպչունության արդյունավետության հետազոտությունը և BFRP tendons-ը հասել է փուլ առ փուլ արդյունքների, սակայն դրա լայնածավալ կիրառումը դեռ պետք է հաղթահարի միջերեսային օպտիմալացման, երկարաժամկետ ամրության ստուգման և ստանդարտացված նախագծման խոչընդոտները: Ապագայում, բազմամասնագիտական խաչաձև նորարարության միջոցով (օրինակ՝ խելացի նյութեր, ցածր ածխածնային գործընթացներ), ակնկալվում է, որ այն կիրականացնի տեխնոլոգիական առաջընթացներ ծովային ճարտարագիտության և երկրաշարժակայուն ամրացման ոլորտներում և կնպաստի կայուն շենքերի զարգացմանը:
