Studie iwwer d'Adhäsiounsleistung vu Basaltfaserverstäerkten Zementmaterialien mat BFRP-Sehnen

Kärfaktoren, déi d'Bindungsleistung beaflossen

1. Faservolumendotierung a Längt

D'Volumendoping vun Basalt Kuerz geschniddene Garn huet e bedeitenden Afloss op d'Bindungsstäerkt, an den Test weist, datt d'Volumendotierung vun 0,2% dee beschten Effekt op d'Verbesserung vun der Bindungsstäerkt huet, an exzessiv Dotierung kann amplaz zu enger Leeschtungsverloscht wéinst Faseragglomeratioun féieren.

Faserlängt (z.B. 6mm an 18mm) huet manner Afloss op d'Bindungsstäerkt, awer méi kuerz Fasere gi méi einfach dispergéiert, fir Grenzflächendefekter ze reduzéieren.

2. Festigkeitsklass vum recycléierte Beton

D'Erhéijung vun der Festigkeitsgrad vum recycléierte Beton (z.B. vu C30 op C40) verbessert d'Bindungsstäerkt tëscht dem BFrp-Verstäerkung an de Substrat, awer d'Erhéijung ass limitéiert, an d'Grenzfläche ass ufälleg fir brécheg Ofpellen, wann d'Festegkeetsgrad ze héich ass.

3. Grenzflächenbehandlung a Kopplungsagens

Sandstrahlen vun der Uewerfläch vun BFRP D'Verstäerkung kann d'Rauheet erhéijen an d'mechanesch Bisskraaft verbesseren; d'Zousätz vu Silan-Kopplungsmëttel kann d'chemesch Bindung tëscht Faser an Harzmatrix optimiséieren an de Grenzflächenrutsch reduzéieren.

Tester a Mechanismen vun Haftungseigenschaften

1. Test vum Zentrum-Auszéi

D'Bindungs-Rutsch-Kurve gouf duerch den Auszuchstest ënnersicht, an et gouf festgestallt, datt de Bindungsschued haaptsächlech Sehnenauszuch oder Betonsplécken war. D'Zousätzlech vun Basaltfaseren kann de bréchege Schued vum Beton verzögeren an d'Duktilitéit verbesseren.

De typesche Beräich vun der Bindungsstäerkt läit bei 6-12 MPa, an de spezifesche Wäert gëtt vun der Faserdosis, dem Verstäerkungsduerchmiesser (z.B. 16 mm) an dem Grenzflächenbehandlungsprozess beaflosst.

2. Modell vun der Verdeelung vu Bindungsstress

D'Bindungsspannung ass netlinear iwwer d'Längt vun der Arméierung verdeelt, an d'Spëtzespannung ass um Belaaschtungsende konzentréiert. Dat theoretescht Modell muss de Rëssverlängerungswiderstand an den Effekt op d'Grenzfläche-Reibung vu faserverstäerktem Beton berücksichtegen.

Virdeeler vun der Applikatioun a Beispiller vun der Ingenieurswëssenschaft

1. Korrosiounsbeständegkeet an Haltbarkeet

BFRP-Arméierung behält méi wéi 90% vun hirer Bindungsstäerkt a Chloridionen-Erosiounsëmfeld (z.B. Maritim Ingenieurswiesen), wat däitlech besser ass wéi Stol- a Glasfaser-Arméierungsstawe.

E gutt Beispill: D'Qingdao Cross-Sea Bréck benotzt BFRP-Arméierung fir Stolarméierung ze ersetzen, an hir Liewensdauer gouf op méi wéi 100 Joer verlängert.

2. Liicht a seismesch Leeschtung

D'Dicht vun der BFRP-Arméierung ass nëmmen 1/4 vun där vu Stol, déi benotzt ka ginn fir Betonbalken ze arméieren, fir d'strukturell Gewiicht ëm 20% -30% ze reduzéieren, an zur selwechter Zäit d'seismesch Energieverbrauchskapazitéit ze erhéijen andeems d'Arméierung agewéckelt gëtt.

Bestehend Erausfuerderungen an Optimiséierungsrichtung

1. Stäerkung vun der Grenzflächenbindung

Bestehend Problem: D'Grenzfläche tëscht Faseren an der Zementmatrix ass ufälleg fir ofzepellen wéinst Spannungskonzentratioun, an nano-modifizéiert Grenzflächenagensen (z.B. Nano-SiO₂ dotiert) mussen entwéckelt ginn, fir d'chemesch Bindung ze verbesseren.

2. Laangfristeg Leeschtung a Standardiséierung

Well et keng laangfristeg Kriechdaten bei héijer Temperatur an héijer Fiichtegkeet (z.B. méi wéi 10 Joer) gëtt, si beschleunegt Alterungstester néideg fir dëst ze verifizéieren; d'Designspezifikatioune sinn nach net eenheetlech tëscht de Länner, an obwuel China de GB/T 38143-2019 Standard erausginn huet, mussen d'Detaildesignrichtlinne weider verbessert ginn.

3. Multi-Skala Zesummenaarbechtsdesign

An Zukunft kënne mir d'Hybridtechnologie vun BFRP Arméi a Stolfaser/Kuelefaser fir Gradientkompositen ze bauen an d'Stäerkt an d'Duktilitéit auszebalancéieren.

Zukünfteg Fuerschungsrichtungen  

1. Intelligent Iwwerwaachung an digital Modelléierung

Agebaute Glasfasersensoren an BFRP-Sehnen, Echtzäit-Iwwerwaachung vun der Dehnung an der Rëssentwécklung an de Bindungsgrenzflächen, kombinéiert mat enger Finite-Element-Simulatioun fir den Design ze optimiséieren.

2. Kuelestoffarme Virbereedungsprozess

D'Schmelz- an d'Zéitemperatur vun de Basaltfaseren (aktuell 1400-1500 ℃) ze reduzéieren an den Energieverbrauch ze reduzéieren andeems en Niddertemperatur-Härtungsharz entwéckelt gëtt.

3. Effizient Notzung vu recycléierte Materialien

Kombinéiert dat recycléiert Aggregat a Basaltfaser mat Bauoffäll, fir de System vun "voll erneierbaren" grénge Baumaterialien ze fërderen an de Ressourcenverbrauch ze reduzéieren.

Resumé

D'Fuerschung iwwer d'Bindungseigenschaften vu Basaltfaserverstäerkten Zementmaterialien a BFRP Sehnen huet Etapp fir Etapp Resultater erreecht, awer seng grouss Uwendung muss nach ëmmer d'Engpässe vun der Grenzflächenoptimiséierung, der laangfristeger Haltbarkeetsverifizéierung an dem standardiséierten Design duerchbriechen. An Zukunft gëtt erwaart, datt et duerch multidisziplinär Kräizinnovatioun (z. B. intelligent Materialien, CO2-arme Prozesser) technologesch Duerchbréch an de Beräicher vun der Marinetechnik an der Äerdbiewenbeständeger Verstäerkung realiséiert a bei der Entwécklung vun nohaltege Gebaier bäidréit.