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

Faktor teras yang mempengaruhi prestasi ikatan

1. Doping isipadu gentian dan panjang

Jumlah doping bagi Basalt benang pintasan mempunyai kesan yang ketara ke atas kekuatan ikatan, dan ujian menunjukkan bahawa doping volum 0.2% mempunyai kesan terbaik ke atas peningkatan kekuatan ikatan, dan doping yang berlebihan sebaliknya boleh menyebabkan penurunan prestasi disebabkan penggumpalan gentian.

Panjang gentian (cth 6mm dan 18mm) mempunyai kesan yang kurang pada 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 (cth, dari C30 kepada C40) meningkatkan kekuatan ikatan antara BPengukuhan Frp dan substrat, tetapi peningkatan adalah terhad, dan antara muka terdedah kepada pengelupasan rapuh apabila gred kekuatan terlalu tinggi.

3. Rawatan antara muka dan ejen gandingan

Peletupan pasir permukaan BFRP tetulang boleh meningkatkan kekasaran dan meningkatkan daya menggigit mekanikal; menambahkan agen gandingan silane boleh mengoptimumkan ikatan kimia antara gentian dan matriks resin dan mengurangkan gelinciran antara muka.

Ujian dan mekanisme sifat pelekat

1. Ujian tarik keluar pusat

Lengkung gelincir ikatan telah dikaji melalui ujian tarik keluar, dan didapati mod kerosakan ikatan terutamanya tendon tendon atau belahan konkrit. Penambahan daripada gentian basalt boleh melambatkan kerosakan rapuh konkrit dan meningkatkan kemuluran.

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

2. Model pengagihan tegasan bon

Tegasan ikatan diagihkan secara tak linear sepanjang tetulang, dan tegasan puncak tertumpu pada hujung pemuatan. Model teori perlu mengambil kira rintangan sambungan 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 (cth, kejuruteraan marin), yang jauh lebih baik daripada bar pengukuh keluli dan gentian kaca.

Contoh contoh: Jambatan Rentas Laut Qingdao menggunakan tetulang BFRP untuk menggantikan tetulang keluli, dan jangka hayatnya telah dilanjutkan kepada lebih 100 tahun.

2. Prestasi Ringan dan Seismik

Ketumpatan tetulang BFRP hanya 1/4 daripada keluli, yang boleh digunakan untuk mengukuhkan rasuk konkrit untuk 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. Pengukuhan ikatan antara muka

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

2. Prestasi jangka panjang dan penyeragaman

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

3. Reka bentuk kerjasama pelbagai skala

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

Hala Tuju Penyelidikan Masa Depan  

1. Pemantauan pintar dan pemodelan digital

Penderia gentian optik terbenam dalam tendon BFRP, pemantauan masa nyata ketegangan antara muka ikatan dan pembangunan retak, digabungkan dengan simulasi elemen terhingga untuk mengoptimumkan reka bentuk.

2. Proses penyediaan rendah karbon

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

3. Penggunaan bahan kitar semula dengan cekap

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

Ringkasan

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