Studim mbi performancën e ngjitjes së materialeve çimento të përforcuara me fibra bazalti me tendona BFRP

Faktorët kryesorë që ndikojnë në performancën e lidhjes

1. Dopimi i vëllimit të fibrave dhe gjatësia

Dopingu i vëllimit të Bazalt Fija e prerë shkurt ka një efekt të rëndësishëm në forcën e lidhjes, dhe testi tregon se dopingu vëllimor prej 0.2% ka efektin më të mirë në rritjen e forcës së lidhjes, dhe dopingu i tepërt mund të çojë në një rënie të performancës për shkak të aglomerimit të fibrave.

Gjatësia e fibrave (p.sh. 6 mm dhe 18 mm) ka më pak efekt në forcën e lidhjes, por fibrat më të shkurtra shpërndahen më lehtë për të zvogëluar defektet ndërfaqësore.

2. Klasa e fortësisë së betonit të ricikluar

Rritja e shkallës së fortësisë së betonit të ricikluar (p.sh., nga C30 në C40) rrit fortësinë e lidhjes midis BPërforcim Frp dhe substratit, por rritja është e kufizuar, dhe ndërfaqja është e ndjeshme ndaj zhveshjes së brishtë kur shkalla e rezistencës është shumë e lartë.

3. Trajtimi i ndërfaqes dhe agjenti i çiftëzimit

Pastrimi me rërë i sipërfaqes së BFRP Përforcimi mund të rrisë vrazhdësinë dhe të përmirësojë forcën mekanike të kafshimit; shtimi i agjentit bashkues të silanit mund të optimizojë lidhjen kimike midis fibrës dhe matricës së rrëshirës dhe të zvogëlojë rrëshqitjen ndërfaqësore.

Testet dhe mekanizmat e vetive ngjitëse

1. Testi i tërheqjes së qendrës

Kurba e lidhjes-rrëshqitjes u studiua përmes testit të tërheqjes dhe u zbulua se mënyra e dëmtimit të lidhjes ishte kryesisht tërheqja e tendinit ose ndarja e betonit. Shtimi i fibra bazalti mund të vonojë dëmtimin e brishtësisë së betonit dhe të rrisë duktilitetin.

Diapazoni tipik i forcës së lidhjes është 6-12 MPa, dhe vlera specifike ndikohet nga doza e fibrave, diametri i përforcimit (p.sh., 16 mm) dhe procesi i trajtimit të ndërfaqes.

2. Modeli i shpërndarjes së stresit të lidhjes

Stresi i lidhjes shpërndahet në mënyrë jolineare përgjatë gjatësisë së armaturës, dhe stresi maksimal përqendrohet në skajin e ngarkesës. Modeli teorik duhet të marrë në konsideratë rezistencën e zgjatjes së çarjeve dhe efektin e fërkimit ndërfaqësor të betonit të përforcuar me fibra.

Përparësitë e aplikimit dhe rastet inxhinierike

1. Rezistencë ndaj korrozionit dhe qëndrueshmëri

Përforcimi BFRP ruan më shumë se 90% të forcës së tij të lidhjes në mjedise të erozionit nga jonet e klorurit (p.sh., inxhinieria detare), gjë që është dukshëm më e mirë se shufrat përforcuese të çelikut dhe fiberglasit.

Një shembull konkret: Ura Qingdao Cross-Sea përdor përforcimin BFRP për të zëvendësuar përforcimin e çelikut, dhe jetëgjatësia e saj është zgjatur në më shumë se 100 vjet.

2. Performancë e lehtë dhe sizmike

Dendësia e përforcimit BFRP është vetëm 1/4 e asaj të çelikut, i cili mund të përdoret për të përforcuar trarët e betonit për të ulur peshën strukturore me 20%-30%, dhe në të njëjtën kohë për të rritur kapacitetin e konsumit të energjisë sizmike duke mbështjellë përforcimin.

Sfidat ekzistuese dhe drejtimi i optimizimit

1. Forcimi i lidhjeve ndërfaqësore

Problem ekzistues: Ndërfaqja midis fibrave dhe matricës së çimentos është e prirur ndaj zhveshjes për shkak të përqendrimit të stresit, dhe agjentët ndërfaqësorë të nanmodifikuar (p.sh., të dopuar me nano-SiO₂) duhet të zhvillohen për të përmirësuar lidhjen kimike.

2. Performancë dhe standardizim afatgjatë

Mungesa e të dhënave afatgjata të zvarritjes në temperaturë dhe lagështi të lartë (p.sh., më shumë se 10 vjet), kërkon teste të përshpejtuara të plakjes për t'i verifikuar; specifikimet e projektimit nuk janë ende uniforme në të gjitha vendet, dhe megjithëse Kina ka publikuar standardin GB/T 38143-2019, udhëzimet e detajuara të projektimit ende duhet të përmirësohen.

3. Dizajn bashkëpunues në shumë shkallë

Në të ardhmen, ne mund të eksplorojmë teknologjinë hibride të BFRP përforcim dhe fibra çeliku/fibra karboni për të ndërtuar kompozite me gradient dhe për të balancuar forcën dhe duktilitetin.

Drejtimet e Hulumtimit të Ardhshëm  

1. Monitorim inteligjent dhe modelim dixhital

Sensorë të fibrave optike të integruar në tendonat BFRP, monitorim në kohë reale i tendosjes së ndërfaqes së lidhjes dhe zhvillimit të çarjeve, i kombinuar me simulim të elementëve të fundëm për të optimizuar projektimin.

2. Procesi i përgatitjes me karbon të ulët

Ulja e shkrirjes dhe temperaturës së tërheqjes së fibrave të bazaltit (aktualisht 1400-1500 ℃), zhvillimi i rrëshirës së shërimit në temperaturë të ulët për të zvogëluar konsumin e energjisë.

3. Përdorimi efikas i materialeve të ricikluara

Kombinoni agregatin e ricikluar dhe fibrën e bazaltit me mbetjet e ndërtimit për të promovuar sistemin e materialeve të ndërtimit "të gjitha të rinovueshme" dhe për të zvogëluar konsumin e burimeve.

Përmbledhje

Hulumtimi mbi performancën e ngjitjes së materialeve çimento të përforcuara me fibra bazalti dhe BFRP tendons ka arritur rezultate fazë pas faze, por zbatimi i tij në shkallë të gjerë duhet të kapërcejë ende pengesat e optimizimit ndërfaqësor, verifikimit të qëndrueshmërisë afatgjatë dhe projektimit të standardizuar. Në të ardhmen, përmes inovacionit ndërdisiplinor (p.sh., materiale inteligjente, procese me karbon të ulët), pritet të realizojë përparime teknologjike në fushat e inxhinierisë detare dhe përforcimit rezistent ndaj tërmeteve, dhe të ndihmojë në zhvillimin e ndërtesave të qëndrueshme.