BFRP kirişli bazalt elyaf takviyeli çimentolu malzemelerin yapışma performansı üzerine bir çalışma
Bağlanma performansını etkileyen temel faktörler
- Lif hacmi katkılaması ve uzunluğu
Hacim dopingi Bazalt Kısa kesilmiş ipliğin bağlanma mukavemeti üzerinde önemli bir etkisi vardır ve test, %0,2 hacim katkılamasının bağlanma mukavemetini artırmada en iyi etkiye sahip olduğunu, aşırı katkılamanın ise elyaf aglomerasyonu nedeniyle performansta düşüşe yol açabileceğini göstermektedir.
Lif uzunluğunun (örneğin 6 mm ve 18 mm) bağ mukavemeti üzerinde daha az etkisi vardır, ancak daha kısa lifler arayüz kusurlarını azaltmak için daha kolay dağılır.
- Geri dönüştürülmüş betonun mukavemet sınıfı
Geri dönüştürülmüş betonun mukavemet derecesinin artırılması (örneğin, C30'dan C40'a), B arasındaki bağ mukavemetini artırır.Frp Takviyesi ve alt tabaka, ancak artış sınırlıdır ve mukavemet derecesi çok yüksek olduğunda arayüz kırılgan soyulmaya karşı hassastır.
- Arayüz işlemi ve bağlayıcı madde
Yüzeyin kumlanması BFRP Takviye, pürüzlülüğü artırabilir ve mekanik ısırma kuvvetini iyileştirebilir; silan bağlayıcı madde eklemek, elyaf ve reçine matrisi arasındaki kimyasal bağlanmayı optimize edebilir ve arayüz kaymasını azaltabilir.
Yapışkan özelliklerinin testleri ve mekanizmaları
- Ortadan çekme testi
Bağ kayma eğrisi, çekme testi yoluyla incelendi ve bağ hasar modunun esas olarak tendon çekilmesi veya betonun ayrılması olduğu bulundu. bazalt lifleri Betonun gevrek hasarını geciktirebilir ve sünekliğini artırabilir.
Tipik bağ mukavemeti aralığı 6-12 MPa olup, özgül değer elyaf dozajı, takviye çapı (örneğin 16 mm) ve arayüz işlem prosesinden etkilenmektedir.
- Bağ gerilimi dağılım modeli
Bağ gerilimi, donatının uzunluğu boyunca doğrusal olmayan bir şekilde dağılır ve tepe gerilimi yükleme ucunda yoğunlaşır. Teorik model, elyaf takviyeli betonun çatlak uzama direncini ve arayüz sürtünme etkisini dikkate almalıdır.
Uygulama avantajları ve mühendislik örnekleri
- Korozyon direnci ve dayanıklılık
BFRP takviyesi, klorür iyon erozyonu ortamlarında (örneğin deniz mühendisliği) bağ mukavemetinin %90'ından fazlasını korur; bu, çelik ve fiberglas takviye çubuklarından önemli ölçüde daha iyidir.
Örnek olarak: Qingdao Deniz Köprüsü, çelik donatının yerine BFRP donatıyı benimsemiş ve kullanım ömrü 100 yılı aşmıştır.
- Hafif ve Sismik Performans
BFRP donatının yoğunluğu çeliğin yoğunluğunun sadece 1/4'ü kadar olup, beton kirişleri güçlendirmek için kullanılabilir ve yapısal ağırlığı %20-30 oranında azaltabilir, aynı zamanda donatıyı sararak sismik enerji tüketim kapasitesini artırabilir.
Mevcut Zorluklar ve Optimizasyon Yönü
- Arayüz bağının güçlendirilmesi
Mevcut sorun: Lifler ile çimento matrisi arasındaki arayüz, gerilim yoğunlaşması nedeniyle soyulmaya eğilimlidir ve kimyasal bağı güçlendirmek için nano-modifiye arayüz ajanlarının (örneğin, nano-SiO₂ katkılı) geliştirilmesi gerekmektedir.
- Uzun vadeli performans ve standardizasyon
Yüksek sıcaklık ve yüksek nem altında uzun vadeli sürünme verilerinin olmaması (örneğin, 10 yıldan fazla), doğrulama için hızlandırılmış yaşlanma testlerine ihtiyaç duyulmaktadır; tasarım özellikleri henüz ülkeler arasında tek tip değildir ve Çin, GB/T 38143-2019 standardını yayınlamış olmasına rağmen, ayrıntılı tasarım yönergelerinin hala iyileştirilmesi gerekmektedir.
- Çok ölçekli işbirlikçi tasarım
Gelecekte hibrit teknolojisini keşfedebiliriz BFRP takviye ve çelik elyaf/karbon elyaf kullanarak gradyan kompozitler oluşturmak ve mukavemet ile sünekliği dengelemek.
Gelecekteki Araştırma Yönleri
- Akıllı izleme ve dijital modelleme
BFRP tendonlarına gömülü fiber optik sensörler, bağ arayüzü gerilmesinin ve çatlak gelişiminin gerçek zamanlı izlenmesi, tasarımın optimize edilmesi için sonlu elemanlar simülasyonuyla birleştirildi.
- Düşük karbonlu hazırlama süreci
Bazalt elyafın erime ve çekme sıcaklığını (şu anda 1400-1500 ℃) düşürün, enerji tüketimini azaltmak için düşük sıcaklıkta kürlenen reçinenin geliştirilmesi.
- Geri dönüştürülmüş malzemelerin verimli kullanımı
Geri dönüştürülmüş agrega ve bazalt elyafını inşaat atıklarıyla birleştirerek "tamamen yenilenebilir" yeşil yapı malzemeleri sistemini teşvik edin ve kaynak tüketimini azaltın.
Özet
Bazalt elyaf takviyeli çimentolu malzemelerin bağlanma performansı üzerine araştırma ve BFRP Tendonlar aşama aşama sonuçlar elde etmiş olsa da, geniş ölçekli uygulamasının arayüz optimizasyonu, uzun vadeli dayanıklılık doğrulaması ve standartlaştırılmış tasarım gibi darboğazları aşması gerekmektedir. Gelecekte, disiplinlerarası çapraz inovasyon (örneğin akıllı malzemeler, düşük karbonlu süreçler) yoluyla, deniz mühendisliği ve depreme dayanıklı güçlendirme alanlarında teknolojik atılımlar gerçekleştirmesi ve sürdürülebilir binaların geliştirilmesine yardımcı olması beklenmektedir.
