Pag-aaral sa pagganap ng pagdirikit ng basalt fiber reinforced cementitious materials na may BFRP tendons

Mga pangunahing salik na nakakaimpluwensya sa pagganap ng pagbubuklod

1. Fiber volume doping at haba

Ang daming doping ng basalt Ang short-cut na sinulid ay may malaking epekto sa lakas ng bonding, at ipinapakita ng pagsubok na ang volume doping na 0.2% ay may pinakamahusay na epekto sa pagpapahusay ng lakas ng bonding, at ang labis na doping ay maaaring humantong sa pagbaba ng performance dahil sa fiber agglomeration.

Ang haba ng hibla (hal. 6mm at 18mm) ay may mas kaunting epekto sa lakas ng bono, ngunit ang mas maiikling mga hibla ay mas madaling nakakalat upang mabawasan ang mga depekto sa interface.

2. Klase ng lakas ng recycled concrete

Ang pagtaas ng grado ng lakas ng recycled concrete (hal., mula C30 hanggang C40) ay nagpapahusay sa lakas ng bono sa pagitan ng BFrp Reinforcement at ang substrate, ngunit ang pagtaas ay limitado, at ang interface ay madaling kapitan sa malutong pagbabalat kapag ang lakas ng grado ay masyadong mataas.

3. Interface treatment at coupling agent

Sandblasting ang ibabaw ng BFRP ang pampalakas ay maaaring tumaas ang pagkamagaspang at mapabuti ang mekanikal na puwersa ng pagkagat; Ang pagdaragdag ng silane coupling agent ay maaaring ma-optimize ang chemical bonding sa pagitan ng fiber at resin matrix at mabawasan ang interfacial slip.

Mga pagsubok at mekanismo ng mga katangian ng pandikit

1. Center pull-out test

Ang bond-slip curve ay pinag-aralan sa pamamagitan ng pullout test, at nalaman na ang bond damage mode ay pangunahing tendon pullout o concrete splitting. Ang pagdaragdag ng basalt fibers maaaring maantala ang malutong na pinsala ng kongkreto at mapahusay ang ductility.

Ang tipikal na hanay ng lakas ng bono ay 6-12 MPa, at ang partikular na halaga ay apektado ng fiber dosage, reinforcement diameter (hal. 16 mm) at interface treatment process.

2. Modelo ng pamamahagi ng stress ng bono

Ang stress ng bono ay hindi linear na ipinamamahagi sa kahabaan ng reinforcement, at ang peak stress ay puro sa dulo ng paglo-load. Ang teoretikal na modelo ay kailangang isaalang-alang ang crack extension resistance at interface friction effect ng fiber-reinforced concrete.

Mga bentahe ng aplikasyon at mga kaso ng engineering

1. Corrosion resistance at tibay

Ang BFRP reinforcement ay nagpapanatili ng higit sa 90% ng lakas ng bono nito sa mga kapaligiran ng chloride ion erosion (hal., marine engineering), na mas mahusay kaysa sa bakal at fiberglass reinforcing bar.

Halimbawa: Ang Qingdao Cross-Sea Bridge ay gumagamit ng BFRP reinforcement upang palitan ang steel reinforcement, at ang pag-asa sa buhay nito ay pinalawig sa higit sa 100 taon.

2. Magaan at Pagganap ng Seismic

Ang densidad ng BFRP reinforcement ay 1/4 lamang ng steel, na maaaring magamit upang palakasin ang mga kongkretong beam upang mabawasan ang bigat ng istruktura ng 20%-30%, at kasabay nito ay mapahusay ang kapasidad ng pagkonsumo ng seismic na enerhiya sa pamamagitan ng pagbabalot ng reinforcement.

Mga Umiiral na Hamon at Direksyon sa Pag-optimize

1. Pagpapalakas ng interfacial bond

Kasalukuyang problema: Ang interface sa pagitan ng mga fibers at cement matrix ay madaling matuklap dahil sa konsentrasyon ng stress, at ang mga nano-modified na interfacial agent (hal., nano-SiO₂ doped) ay kailangang mabuo upang mapahusay ang chemical bonding.

2. Pangmatagalang pagganap at standardisasyon

Kakulangan ng pangmatagalang data ng creep sa ilalim ng mataas na temperatura at mataas na kahalumigmigan (hal., higit sa 10 taon), kinakailangan ang mga pinabilis na pagsusuri sa pagtanda upang ma-verify; hindi pa pare-pareho ang mga detalye ng disenyo sa mga bansa, at bagama't inilabas ng China ang pamantayang GB/T 38143-2019, kailangan pa ring pagbutihin ang mga alituntunin sa disenyo ng detalye.

3. Multi-scale collaborative na disenyo

Sa hinaharap, maaari nating tuklasin ang hybrid na teknolohiya ng BFRP reinforcement at steel fiber/carbon fiber para bumuo ng gradient composites at balansehin ang lakas at ductility.

Direksyon ng Pananaliksik sa Hinaharap  

1. Matalinong pagsubaybay at digital modeling

Naka-embed na fiber optic sensor sa BFRP tendons, real-time na pagsubaybay sa bond interface strain at crack development, na sinamahan ng finite element simulation para ma-optimize ang disenyo.

2. Proseso ng paghahanda ng mababang carbon

Bawasan ang basalt fiber pagtunaw at pagguhit ng temperatura (kasalukuyang 1400-1500 ℃), ang pagbuo ng mababang-temperatura paggamot dagta upang mabawasan ang pagkonsumo ng enerhiya.

3. Mahusay na paggamit ng mga recycled na materyales

Pagsamahin ang recycled aggregate at basalt fiber sa construction waste para isulong ang "all-renewable" green building materials system at bawasan ang pagkonsumo ng mapagkukunan.

Buod

Ang pananaliksik sa pagganap ng pagbubuklod ng basalt fiber-reinforced cementitious materials at BFRP ang mga tendon ay nakamit ang mga resulta sa bawat yugto, ngunit ang malakihang aplikasyon nito ay kailangan pa ring malagpasan ang mga bottleneck ng pag-optimize ng interface, pangmatagalang pag-verify ng tibay at standardized na disenyo. Sa hinaharap, sa pamamagitan ng multidisciplinary cross-innovation (hal., matalinong mga materyales, low-carbon na proseso), inaasahang makakamit ang mga teknolohikal na tagumpay sa larangan ng marine engineering at reinforcement na lumalaban sa lindol, at makakatulong sa pagbuo ng mga napapanatiling gusali.