BFRP टेंडन्ससह बेसाल्ट फायबर प्रबलित सिमेंटिशियस मटेरियलच्या आसंजन कामगिरीचा अभ्यास
बाँडिंग कामगिरीवर परिणाम करणारे मुख्य घटक
- फायबर व्हॉल्यूम डोपिंग आणि लांबी
चे व्हॉल्यूम डोपिंग बेसाल्ट शॉर्ट-कट धाग्याचा बाँडिंग स्ट्रेंथवर लक्षणीय परिणाम होतो आणि चाचणी दर्शवते की ०.२% च्या व्हॉल्यूम डोपिंगचा बाँडिंग स्ट्रेंथ वाढवण्यावर सर्वोत्तम परिणाम होतो आणि जास्त डोपिंगमुळे फायबर अॅग्लोमरेशनमुळे कामगिरीत घट होऊ शकते.
तंतूंची लांबी (उदा. ६ मिमी आणि १८ मिमी) बंधाच्या ताकदीवर कमी परिणाम करते, परंतु लहान तंतू चेहऱ्यावरील दोष कमी करण्यासाठी अधिक सहजपणे पसरतात.
- पुनर्नवीनीकरण केलेल्या काँक्रीटचा ताकद वर्ग
पुनर्नवीनीकरण केलेल्या काँक्रीटचा ताकदीचा दर्जा वाढवणे (उदा., C30 ते C40 पर्यंत) B मधील बंधाची ताकद वाढवते.एफआरपी मजबुतीकरण आणि सब्सट्रेट, परंतु वाढ मर्यादित आहे, आणि जेव्हा स्ट्रेंथ ग्रेड खूप जास्त असतो तेव्हा इंटरफेस ठिसूळ सोलण्यास संवेदनशील असतो.
- इंटरफेस ट्रीटमेंट आणि कपलिंग एजंट
पृष्ठभागावर सँडब्लास्टिंग करणे बीएफआरपी मजबुतीकरणामुळे खडबडीतपणा वाढू शकतो आणि यांत्रिक चावण्याची शक्ती सुधारू शकते; सिलेन कपलिंग एजंट जोडल्याने फायबर आणि रेझिन मॅट्रिक्समधील रासायनिक बंधन अनुकूलित होऊ शकते आणि इंटरफेशियल स्लिप कमी होऊ शकते.
चिकट गुणधर्मांच्या चाचण्या आणि यंत्रणा
- सेंटर पुल-आउट चाचणी
पुलआउट चाचणीद्वारे बाँड-स्लिप वक्रचा अभ्यास करण्यात आला आणि असे आढळून आले की बाँड नुकसान मोड प्रामुख्याने टेंडन पुलआउट किंवा काँक्रीट स्प्लिटिंग होता. बेसाल्ट तंतू काँक्रीटचे ठिसूळ नुकसान कमी करू शकते आणि त्याची लवचिकता वाढवू शकते.
सामान्य बाँड स्ट्रेंथ रेंज 6-12 MPa असते आणि विशिष्ट मूल्य फायबर डोस, रीइन्फोर्समेंट व्यास (उदा., 16 मिमी) आणि इंटरफेस ट्रीटमेंट प्रक्रियेद्वारे प्रभावित होते.
- बाँड स्ट्रेस डिस्ट्रिब्यूशन मॉडेल
बॉन्ड स्ट्रेस रीइन्फोर्समेंटच्या लांबीसह नॉनलाइनरली वितरित केला जातो आणि पीक स्ट्रेस लोडिंग एंडवर केंद्रित असतो. सैद्धांतिक मॉडेलमध्ये फायबर-रिइन्फोर्स्ड कॉंक्रिटच्या क्रॅक एक्सटेंशन रेझिस्टन्स आणि इंटरफेस फ्रिक्शन इफेक्टचा विचार करणे आवश्यक आहे.
अनुप्रयोग फायदे आणि अभियांत्रिकी प्रकरणे
- गंज प्रतिकार आणि टिकाऊपणा
क्लोराईड आयन इरोशन वातावरणात (उदा., सागरी अभियांत्रिकी) BFRP रीइन्फोर्समेंट त्याच्या 90% पेक्षा जास्त बंध शक्ती राखून ठेवते, जे स्टील आणि फायबरग्लास रीइन्फोर्सिंग बारपेक्षा लक्षणीयरीत्या चांगले आहे.
उदाहरणार्थ, क्विंगदाओ क्रॉस-सी ब्रिज स्टील रीइन्फोर्समेंटऐवजी बीएफआरपी रीइन्फोर्समेंटचा अवलंब करतो आणि त्याचे आयुर्मान १०० वर्षांपेक्षा जास्त वाढविण्यात आले आहे.
- हलके आणि भूकंपीय कामगिरी
BFRP मजबुतीकरणाची घनता स्टीलच्या फक्त 1/4 आहे, ज्याचा वापर काँक्रीट बीमला मजबुतीकरण करण्यासाठी केला जाऊ शकतो ज्यामुळे स्ट्रक्चरल वजन 20%-30% कमी होते आणि त्याच वेळी मजबुतीकरण गुंडाळून भूकंपीय ऊर्जा वापर क्षमता वाढते.
विद्यमान आव्हाने आणि ऑप्टिमायझेशन दिशा
- इंटरफेशियल बॉन्ड मजबूत करणे
विद्यमान समस्या: ताणाच्या एकाग्रतेमुळे तंतू आणि सिमेंट मॅट्रिक्समधील इंटरफेस सोलण्याची शक्यता असते आणि रासायनिक बंधन वाढविण्यासाठी नॅनो-सुधारित इंटरफेशियल एजंट्स (उदा. नॅनो-SiO₂ डोपेड) विकसित करणे आवश्यक आहे.
- दीर्घकालीन कामगिरी आणि मानकीकरण
उच्च तापमान आणि उच्च आर्द्रतेखाली (उदा., १० वर्षांपेक्षा जास्त) दीर्घकालीन क्रिप डेटाचा अभाव, पडताळणीसाठी त्वरित वृद्धत्व चाचण्या आवश्यक आहेत; डिझाइन तपशील अद्याप देशांमध्ये एकसारखे नाहीत आणि जरी चीनने GB/T 38143-2019 मानक जारी केले असले तरी, तपशीलवार डिझाइन मार्गदर्शक तत्त्वे अजूनही सुधारणे आवश्यक आहेत.
- बहु-स्तरीय सहयोगी डिझाइन
भविष्यात, आपण हायब्रिड तंत्रज्ञानाचा शोध घेऊ शकतो बीएफआरपी ग्रेडियंट कंपोझिट तयार करण्यासाठी आणि ताकद आणि लवचिकता संतुलित करण्यासाठी मजबुतीकरण आणि स्टील फायबर/कार्बन फायबर.
भविष्यातील संशोधन दिशानिर्देश
- बुद्धिमान देखरेख आणि डिजिटल मॉडेलिंग
BFRP टेंडन्समध्ये एम्बेडेड फायबर ऑप्टिक सेन्सर्स, बॉन्ड इंटरफेस स्ट्रेन आणि क्रॅक डेव्हलपमेंटचे रिअल-टाइम मॉनिटरिंग, डिझाइन ऑप्टिमाइझ करण्यासाठी मर्यादित घटक सिम्युलेशनसह एकत्रित.
- कमी कार्बनयुक्त तयारी प्रक्रिया
बेसाल्ट फायबर वितळण्याचे आणि रेखांकन तापमान कमी करा (सध्या १४००-१५०० ℃), ऊर्जेचा वापर कमी करण्यासाठी कमी-तापमान क्युरिंग रेझिनचा विकास.
- पुनर्वापर केलेल्या साहित्याचा कार्यक्षम वापर
"सर्व-नूतनीकरणीय" हिरव्या बांधकाम साहित्य प्रणालीला प्रोत्साहन देण्यासाठी आणि संसाधनांचा वापर कमी करण्यासाठी पुनर्नवीनीकरण केलेले एकत्रित आणि बेसाल्ट फायबर बांधकाम कचऱ्यासह एकत्र करा.
सारांश
बेसाल्ट फायबर-प्रबलित सिमेंटिशिअस पदार्थांच्या बाँडिंग कामगिरीवरील संशोधन आणि बीएफआरपी टेंडन्सने टप्प्याटप्प्याने निकाल मिळवले आहेत, परंतु त्याच्या मोठ्या प्रमाणात वापरासाठी इंटरफेसियल ऑप्टिमायझेशन, दीर्घकालीन टिकाऊपणा पडताळणी आणि प्रमाणित डिझाइनच्या अडथळ्यांना अजूनही तोंड द्यावे लागेल. भविष्यात, बहुविद्याशाखीय क्रॉस-इनोव्हेशन (उदा., स्मार्ट मटेरियल, कमी-कार्बन प्रक्रिया) द्वारे, ते सागरी अभियांत्रिकी आणि भूकंप प्रतिरोधक मजबुतीकरण क्षेत्रात तांत्रिक प्रगती साध्य करेल आणि शाश्वत इमारतींच्या विकासास मदत करेल अशी अपेक्षा आहे.
