बीएफआरपी टेंडन्ससह बॅसाल्ट फायबर प्रबलित सिमेंटयुक्त सामग्रीच्या आसंजन कामगिरीवरील अभ्यास
बंधन कामगिरीचे मुख्य प्रभावक घटक
- फायबर व्हॉल्यूम डोपिंग आणि लांबी
व्हॉल्यूम डोपिंग बेसॉल्ट शॉर्ट-कट यार्नचा बाँडिंग स्ट्रेंथवर लक्षणीय परिणाम होतो आणि चाचणीतून असे दिसून आले आहे की ०.२% व्हॉल्यूम डोपिंगचा बाँडिंग स्ट्रेंथ वाढवण्यासाठी सर्वोत्तम परिणाम होतो, तर जास्त डोपिंगमुळे फायबर ॲग्लोमरेशन होऊन कामगिरीत घट होऊ शकते.
फायबरच्या लांबीचा (उदा. ६ मिमी आणि १८ मिमी) बाँडच्या मजबुतीवर कमी परिणाम होतो, परंतु लहान फायबर अधिक सहजपणे विखुरले जातात ज्यामुळे इंटरफेसियल दोष कमी होतात.
- पुनर्वापर केलेल्या काँक्रीटचा सामर्थ्य वर्ग
पुनर्वापर केलेल्या काँक्रीटची सामर्थ्य श्रेणी वाढवल्याने (उदा., C30 वरून C40 पर्यंत) B आणि B थरांमधील बंध सामर्थ्य वाढते.एफआरपी मजबुतीकरण आणि सब्सट्रेट, परंतु वाढ मर्यादित आहे, आणि जेव्हा सामर्थ्य श्रेणी खूप जास्त असते तेव्हा इंटरफेस ठिसूळपणे सोलला जाण्याची शक्यता असते.
- इंटरफेस उपचार आणि कपलिंग एजंट
पृष्ठभागाचे सँडब्लास्टिंग बीएफआरपी मजबुतीकरणामुळे खडबडीतपणा वाढू शकतो आणि यांत्रिक पकड शक्ती सुधारू शकते; सिलेन कपलिंग एजंट जोडल्याने फायबर आणि रेझिन मॅट्रिक्समधील रासायनिक बंधन अनुकूल होऊ शकते आणि आंतरपृष्ठीय घसरण कमी होऊ शकते.
चिकटण्याच्या गुणधर्मांच्या चाचण्या आणि कार्यपद्धती
- मध्यभागी खेचून काढण्याची चाचणी
पुलआउट चाचणीद्वारे बाँड-स्लिप वक्राचा अभ्यास करण्यात आला आणि असे आढळून आले की बाँडच्या नुकसानीचा प्रकार प्रामुख्याने टेंडन पुलआउट किंवा काँक्रीट स्प्लिटिंग होता. च्या समावेशामुळे बॅसाल्ट तंतू काँक्रीटचे ठिसूळ नुकसान लांबवू शकते आणि त्याची लवचिकता वाढवू शकते.
सर्वसाधारणपणे बाँडची ताकद 6-12 MPa च्या दरम्यान असते आणि त्याचे विशिष्ट मूल्य फायबरचे प्रमाण, रिइन्फोर्समेंटचा व्यास (उदा., 16 मिमी) आणि इंटरफेस ट्रीटमेंट प्रक्रियेवर अवलंबून असते.
- बॉन्ड स्ट्रेस डिस्ट्रिब्युशन मॉडेल
बंध ताण प्रबलनाच्या लांबीभर अरेखीयपणे वितरित होतो आणि कमाल ताण भार असलेल्या टोकावर केंद्रित असतो. सैद्धांतिक मॉडेलमध्ये तंतु-प्रबलित काँक्रीटच्या तडा विस्तार प्रतिरोध आणि आंतरपृष्ठ घर्षण परिणामाचा विचार करणे आवश्यक आहे.
अनुप्रयोगाचे फायदे आणि अभियांत्रिकी प्रकरणे
- गंजरोधकता आणि टिकाऊपणा
BFRP रिइन्फोर्समेंट क्लोराईड आयन इरोजन वातावरणात (उदा., मरीन इंजिनिअरिंग) त्याच्या बाँड स्ट्रेंथपैकी ९०% पेक्षा जास्त टिकवून ठेवते, जे स्टील आणि फायबरग्लास रिइन्फोर्सिंग बारपेक्षा लक्षणीयरीत्या चांगले आहे.
याचे उत्तम उदाहरण म्हणजे: छिंगदाओ सागरी पुलावर स्टीलच्या जागी बीएफआरपी मजबुतीकरणाचा वापर करण्यात आला आहे, ज्यामुळे त्याचे आयुर्मान १०० वर्षांपेक्षा जास्त झाले आहे.
- हलके वजन आणि भूकंपरोधक कामगिरी
बीएफआरपी रिइन्फोर्समेंटची घनता स्टीलच्या केवळ १/४ असते, ज्यामुळे काँक्रीट बीमला मजबुती देऊन स्ट्रक्चरल वजन २०%-३०% ने कमी करता येते आणि त्याच वेळी रिइन्फोर्समेंटला वेष्टित करून भूकंपीय ऊर्जा वापराची क्षमता वाढवता येते.
विद्यमान आव्हाने आणि ऑप्टिमायझेशनची दिशा
- आंतरपृष्ठीय बंध बळकटीकरण
विद्यमान समस्या: तंतू आणि सिमेंट मॅट्रिक्स यांच्यातील इंटरफेस ताण एकाग्रतेमुळे सोलला जाण्याची शक्यता असते, आणि रासायनिक बंधन वाढवण्यासाठी नॅनो-सुधारित इंटरफेशियल एजंट (उदा., नॅनो-SiO₂ मिश्रित) विकसित करणे आवश्यक आहे.
- दीर्घकालीन कामगिरी आणि मानकीकरण
उच्च तापमान आणि उच्च आर्द्रतेखालील दीर्घकालीन क्रीप डेटाच्या (उदा., १० वर्षांपेक्षा जास्त) अभावामुळे, पडताळणीसाठी त्वरित वृद्धीकरण चाचण्या आवश्यक आहेत; डिझाइनची वैशिष्ट्ये अद्याप देशांनुसार एकसमान नाहीत, आणि जरी चीनने GB/T 38143-2019 मानक जारी केले असले तरी, तपशीलवार डिझाइन मार्गदर्शक तत्त्वांमध्ये अजूनही सुधारणा करणे आवश्यक आहे.
- बहु-स्तरीय सहयोगी डिझाइन
भविष्यात, आपण संकरित तंत्रज्ञानाचा शोध घेऊ शकतो बीएफआरपी ग्रेडियंट कंपोझिट्स तयार करण्यासाठी आणि सामर्थ्य व लवचिकतेमध्ये संतुलन साधण्यासाठी प्रबलन आणि स्टील फायबर/कार्बन फायबरचा वापर.
भविष्यातील संशोधनाच्या दिशा
- बुद्धिमान देखरेख आणि डिजिटल मॉडेलिंग
BFRP टेंडन्समध्ये अंतर्भूत फायबर ऑप्टिक सेन्सर्स, बाँड इंटरफेस स्ट्रेन आणि क्रॅक डेव्हलपमेंटचे रिअल-टाइम मॉनिटरिंग, डिझाइनला ऑप्टिमाइझ करण्यासाठी फायनाइट एलिमेंट सिम्युलेशनसह एकत्रित.
- कमी-कार्बन तयारी प्रक्रिया
बेसॉल्ट फायबर वितळण्याचे आणि ओढण्याचे तापमान (सध्या 1400-1500 ℃) कमी करून, ऊर्जेचा वापर कमी करण्यासाठी कमी तापमानात घट्ट होणाऱ्या रेझिनचा विकास करण्यात आला आहे.
- पुनर्वापर केलेल्या सामग्रीचा कार्यक्षम वापर
पुनर्वापर केलेले खडी आणि बॅसाल्ट फायबर बांधकामाच्या कचऱ्यासोबत एकत्र करून “संपूर्णपणे नूतनीकरणक्षम” हरित बांधकाम साहित्य प्रणालीला प्रोत्साहन द्या आणि संसाधनांचा वापर कमी करा.
सारांश
बॅसाल्ट फायबर-प्रबलित सिमेंटयुक्त पदार्थांच्या बंधन कामगिरीवरील संशोधन आणि बीएफआरपी टेंडॉन्सने टप्प्याटप्प्याने यश मिळवले आहे, परंतु त्याच्या मोठ्या प्रमाणावरील वापरासाठी अजूनही आंतरपृष्ठीय अनुकूलन, दीर्घकालीन टिकाऊपणाची पडताळणी आणि प्रमाणित रचना यांसारख्या अडथळ्यांवर मात करणे आवश्यक आहे. भविष्यात, बहुशाखीय आंतर-नवोपक्रमाद्वारे (उदा., स्मार्ट मटेरियल्स, कमी-कार्बन प्रक्रिया), सागरी अभियांत्रिकी आणि भूकंपरोधक मजबुतीकरण या क्षेत्रांमध्ये तांत्रिक प्रगती साधण्याची आणि शाश्वत इमारतींच्या विकासाला मदत करण्याची अपेक्षा आहे.
