Studju dwar il-prestazzjoni tal-adeżjoni ta' materjali tas-siment rinfurzati bil-fibra tal-bażalt b'tendini BFRP

Fatturi ewlenin li jinfluwenzaw il-prestazzjoni tat-twaħħil

1. Doping tal-volum tal-fibra u tul

Id-doping tal-volum ta' Bażalt Ħajt maqtugħ qasir għandu effett sinifikanti fuq is-saħħa tal-irbit, u t-test juri li d-doping tal-volum ta' 0.2% għandu l-aħjar effett fuq it-titjib tas-saħħa tal-irbit, u doping eċċessiv jista' minflok iwassal għal tnaqqis fil-prestazzjoni minħabba l-agglomerazzjoni tal-fibra.

It-tul tal-fibra (eż. 6mm u 18mm) għandu inqas effett fuq is-saħħa tal-irbit, iżda fibri iqsar huma mxerrda aktar faċilment biex jitnaqqsu d-difetti interfaċċjali.

2. Klassi tas-saħħa tal-konkrit riċiklat

Iż-żieda fil-grad tas-saħħa tal-konkrit riċiklat (eż., minn C30 għal C40) ittejjeb is-saħħa tal-irbit bejn il-BTisħiħ tal-FRP u s-sottostrat, iżda ż-żieda hija limitata, u l-interfaċċja hija suxxettibbli għal tqaxxir fraġli meta l-grad tas-saħħa jkun għoli wisq.

3. Aġent ta' trattament u akkoppjar tal-interfaċċja

Tisħin bir-ramel fuq il-wiċċ ta' BFRP It-tisħiħ jista' jżid il-ħruxija u jtejjeb il-forza mekkanika tal-gdim; iż-żieda ta' aġent ta' akkoppjar tas-silane tista' tottimizza r-rabta kimika bejn il-fibra u l-matriċi tar-reżina u tnaqqas iż-żliq interfaċjali.

Testijiet u mekkaniżmi tal-proprjetajiet adeżivi

1. Test tal-ġbid taċ-ċentru

Il-kurva tal-irbit-żliq ġiet studjata permezz tat-test tal-ġbid, u nstab li l-mod ta' ħsara tal-irbit kien prinċipalment ġbid tal-għerq jew qsim tal-konkrit. Iż-żieda ta' fibri tal-bażalt jista' jittardja l-ħsara fraġli tal-konkrit u jtejjeb id-duttilità.

Il-medda tipika tas-saħħa tal-irbit hija ta' 6-12 MPa, u l-valur speċifiku huwa affettwat mid-dożaġġ tal-fibra, id-dijametru tar-rinfurzar (eż., 16 mm) u l-proċess tat-trattament tal-interfaċċja.

2. Mudell tad-distribuzzjoni tal-istress tal-bonds

L-istress tal-irbit huwa mqassam b'mod mhux lineari tul it-tul tar-rinfurzar, u l-ogħla stress huwa kkonċentrat fit-tarf tat-tagħbija. Il-mudell teoretiku jeħtieġ li jikkunsidra r-reżistenza għall-estensjoni tax-xquq u l-effett tal-frizzjoni tal-interfaċċja tal-konkrit rinforzat bil-fibra.

Vantaġġi tal-applikazzjoni u każijiet ta' inġinerija

1. Reżistenza għall-korrużjoni u durabilità

Ir-rinfurzar tal-BFRP iżomm aktar minn 90% tas-saħħa tal-irbit tiegħu f'ambjenti ta' erożjoni tal-joni tal-klorur (eż., inġinerija tal-baħar), li huwa sinifikament aħjar mill-vireg tar-rinfurzar tal-azzar u tal-fibreglass.

Eżempju partikolari: Il-Pont Trans-Sea ta' Qingdao jadotta r-rinfurzar tal-BFRP biex jissostitwixxi r-rinfurzar tal-azzar, u l-istennija tal-ħajja tiegħu ġiet estiża għal aktar minn 100 sena.

2. Prestazzjoni Ħafifa u Sismika

Id-densità tar-rinfurzar tal-BFRP hija biss 1/4 ta' dik tal-azzar, li tista' tintuża biex issaħħaħ travi tal-konkrit biex tnaqqas il-piż strutturali b'20%-30%, u fl-istess ħin ittejjeb il-kapaċità tal-konsum tal-enerġija sismika billi tgeżwer ir-rinfurzar.

Sfidi Eżistenti u Direzzjoni tal-Ottimizzazzjoni

1. Tisħiħ tar-rabta interfaċjali

Problema eżistenti: L-interfaċċja bejn il-fibri u l-matriċi tas-siment hija suxxettibbli għat-tqaxxir minħabba l-konċentrazzjoni tal-istress, u jeħtieġ li jiġu żviluppati aġenti interfaċċjali nano-modifikati (eż., nano-SiO₂ doped) biex itejbu r-rabta kimika.

2. Prestazzjoni u standardizzazzjoni fit-tul

Nuqqas ta' dejta dwar il-creep fit-tul f'temperatura għolja u umdità għolja (eż., aktar minn 10 snin), huma meħtieġa testijiet aċċellerati tat-tixjiħ biex jiġu vverifikati; l-ispeċifikazzjonijiet tad-disinn għadhom mhumiex uniformi fil-pajjiżi kollha, u għalkemm iċ-Ċina ħarġet l-istandard GB/T 38143-2019, il-linji gwida tad-disinn dettaljati għad iridu jittejbu.

3. Disinn kollaborattiv fuq skala multipla

Fil-futur, nistgħu nesploraw it-teknoloġija ibrida ta' BFRP tisħiħ u fibra tal-azzar/fibra tal-karbonju biex jinbnew kompożiti ta' gradjent u jibbilanċjaw is-saħħa u d-duttilità.

Direzzjonijiet ta' Riċerka Futuri  

1. Monitoraġġ intelliġenti u mmudellar diġitali

Sensuri tal-fibra ottika inkorporati f'tendini BFRP, monitoraġġ f'ħin reali tat-tensjoni tal-interfaċċja tal-bond u l-iżvilupp tax-xquq, flimkien ma' simulazzjoni ta' elementi finiti biex jiġi ottimizzat id-disinn.

2. Proċess ta' preparazzjoni b'livell baxx ta' karbonju

Tnaqqas it-temperatura tat-tidwib u t-tpinġija tal-fibra tal-bażalt (bħalissa 1400-1500 ℃), l-iżvilupp ta' reżina tat-tqaddid f'temperatura baxxa biex jitnaqqas il-konsum tal-enerġija.

3. Użu effiċjenti ta' materjali riċiklati

Għaqqad l-aggregat riċiklat u l-fibra tal-bażalt mal-iskart tal-kostruzzjoni biex tippromwovi s-sistema ta' materjali tal-bini ekoloġiċi "kollha rinnovabbli" u tnaqqas il-konsum tar-riżorsi.

Sommarju

Ir-riċerka dwar il-prestazzjoni tat-twaħħil ta' materjali tas-siment rinforzati bil-fibra tal-bażalt u BFRP It-tendini kisbu riżultati stadji b'stadji, iżda l-applikazzjoni tagħhom fuq skala kbira għad trid tegħleb l-ostakli tal-ottimizzazzjoni interfaċċjali, il-verifika tad-durabbiltà fit-tul u d-disinn standardizzat. Fil-futur, permezz ta' innovazzjoni transdixxiplinarja (eż., materjali intelliġenti, proċessi b'livell baxx ta' karbonju), huwa mistenni li jwettqu avvanzi teknoloġiċi fl-oqsma tal-inġinerija tal-baħar u t-tisħiħ reżistenti għat-terremoti, u jgħinu fl-iżvilupp ta' bini sostenibbli.