Kajian tentang prestasi lekatan bahan simen bertetulang gentian basalt dengan tendon BFRP

Faktor-faktor utama yang mempengaruhi prestasi ikatan

1. Doping isipadu gentian dan panjang

Doping isipadu bagi Basalt Benang pintas mempunyai kesan yang ketara terhadap kekuatan ikatan, dan ujian menunjukkan bahawa pendopan isipadu sebanyak 0.2% mempunyai kesan terbaik terhadap peningkatan kekuatan ikatan, dan pendopan yang berlebihan sebaliknya boleh menyebabkan penurunan prestasi disebabkan oleh aglomerasi gentian.

Panjang gentian (contohnya 6mm dan 18mm) mempunyai kesan yang kurang terhadap kekuatan ikatan, tetapi gentian yang lebih pendek lebih mudah tersebar untuk mengurangkan kecacatan antara muka.

2. Kelas kekuatan konkrit kitar semula

Meningkatkan gred kekuatan konkrit kitar semula (contohnya, dari C30 kepada C40) meningkatkan kekuatan ikatan antara BPengukuhan Frp dan substrat, tetapi peningkatannya terhad, dan antara muka mudah terdedah kepada pengelupasan rapuh apabila gred kekuatan terlalu tinggi.

3. Rawatan antara muka dan agen gandingan

Menyapu pasir permukaan BFRP Penguat boleh meningkatkan kekasaran dan meningkatkan daya gigitan mekanikal; menambah agen gandingan silana boleh mengoptimumkan ikatan kimia antara matriks gentian dan resin serta mengurangkan gelinciran antara muka.

Ujian dan mekanisme sifat pelekat

1. Ujian tarik keluar tengah

Lengkung gelinciran ikatan telah dikaji melalui ujian penarikan keluar, dan didapati bahawa mod kerosakan ikatan terutamanya adalah penarikan keluar tendon atau pembelahan konkrit. Penambahan gentian basalt boleh melambatkan kerosakan konkrit yang rapuh dan meningkatkan kemuluran.

Julat kekuatan ikatan biasa ialah 6-12 MPa, dan nilai khusus dipengaruhi oleh dos gentian, diameter tetulang (contohnya, 16 mm) dan proses rawatan antara muka.

2. Model taburan tekanan ikatan

Tegasan ikatan diagihkan secara tak linear di sepanjang tetulang, dan tegasan puncak tertumpu pada hujung beban. Model teori perlu mempertimbangkan rintangan pemanjangan retak dan kesan geseran antara muka konkrit bertetulang gentian.

Kelebihan aplikasi dan kes kejuruteraan

1. Rintangan kakisan dan ketahanan

Tetulang BFRP mengekalkan lebih daripada 90% kekuatan ikatannya dalam persekitaran hakisan ion klorida (contohnya, kejuruteraan marin), yang jauh lebih baik daripada bar tetulang keluli dan gentian kaca.

Contohnya: Jambatan Merentas Laut Qingdao menggunakan tetulang BFRP untuk menggantikan tetulang keluli, dan jangka hayatnya telah dilanjutkan kepada lebih daripada 100 tahun.

2. Prestasi Ringan dan Seismik

Ketumpatan tetulang BFRP hanya 1/4 daripada keluli, yang boleh digunakan untuk mengukuhkan rasuk konkrit bagi mengurangkan berat struktur sebanyak 20%-30%, dan pada masa yang sama meningkatkan kapasiti penggunaan tenaga seismik dengan membalut tetulang.

Cabaran Sedia Ada dan Hala Tuju Pengoptimuman

1. Penguatan ikatan antara muka

Masalah sedia ada: Antara muka antara gentian dan matriks simen mudah terkupas akibat kepekatan tegasan, dan agen antara muka yang diubah suai nano (contohnya, didop nano-SiO₂) perlu dibangunkan untuk meningkatkan ikatan kimia.

2. Prestasi dan penyeragaman jangka panjang

Kekurangan data rayapan jangka panjang di bawah suhu tinggi dan kelembapan tinggi (contohnya, lebih daripada 10 tahun), ujian penuaan dipercepat diperlukan untuk mengesahkan; spesifikasi reka bentuk masih belum seragam di seluruh negara, dan walaupun China telah mengeluarkan piawaian GB/T 38143-2019, garis panduan reka bentuk terperinci masih perlu diperbaiki.

3. Reka bentuk kolaboratif berbilang skala

Pada masa hadapan, kita boleh meneroka teknologi hibrid bagi BFRP tetulang dan gentian keluli/gentian karbon untuk membina komposit kecerunan dan mengimbangi kekuatan dan kemuluran.

Arah Penyelidikan Masa Depan  

1. Pemantauan pintar dan pemodelan digital

Sensor gentian optik terbenam dalam tendon BFRP, pemantauan masa nyata bagi ketegangan antara muka ikatan dan perkembangan retakan, digabungkan dengan simulasi unsur terhingga untuk mengoptimumkan reka bentuk.

2. Proses penyediaan rendah karbon

Mengurangkan suhu lebur dan lukisan gentian basalt (kini 1400-1500 ℃), pembangunan resin pengawetan suhu rendah untuk mengurangkan penggunaan tenaga.

3. Penggunaan bahan kitar semula yang cekap

Gabungkan agregat kitar semula dan gentian basalt dengan sisa pembinaan untuk menggalakkan sistem bahan binaan hijau yang "boleh diperbaharui sepenuhnya" dan mengurangkan penggunaan sumber.

Ringkasan

Kajian tentang prestasi ikatan bahan simen bertetulang gentian basalt dan BFRP tendon telah mencapai keputusan berperingkat, tetapi aplikasi berskala besarnya masih perlu mengatasi kesesakan pengoptimuman antara muka, pengesahan ketahanan jangka panjang dan reka bentuk piawai. Pada masa hadapan, melalui inovasi silang pelbagai disiplin (contohnya, bahan pintar, proses rendah karbon), ia dijangka akan merealisasikan kejayaan teknologi dalam bidang kejuruteraan marin dan tetulang tahan gempa bumi, dan membantu pembangunan bangunan lestari.