2022年07月27日更新 纤维增强聚合物可以支撑混凝土结构多长时间

容烟斌
导读 在现代社会,我们的大部分基础设施(建筑物、桥梁、隧道等)都是由老化的混凝土制成的。最近开发的一种经济有效的方法来维持这种基础设施,

在现代社会,我们的大部分基础设施(建筑物、桥梁、隧道等)都是由老化的混凝土制成的。最近开发的一种经济有效的方法来维持这种基础设施,包括使用纤维增强聚合物(FRP)复合材料进行外部涂层。但这是一个临时补丁还是一个持久的解决方案?发表在CompositesPartB上的一项长达13年的研究终于回答了这个问题,使我们离该解决方案的广泛应用又近了一步。

在混凝土的FRP强化中,使用环氧树脂粘合剂将玻璃或碳纤维增强聚合物(GFRP或CFRP)复合材料粘合到混凝土上。这些薄板通过保护混凝土免受恶劣环境条件(例如高湿度和温度)的影响,提供额外的支撑并加强混凝土。但是这些相同的环境条件也可能会降低混凝土与FRP的结合,导致FRP保护系统过早失效。

韩国海事大学的JaehaLee教授是这项为期13年的研究的首席研究员,他说:“关于在不同环境下持续载荷后FRP-混凝土粘结行为的可用信息非常有限,特别是超过两年的时间。”

研究人员在各种室内和室外环境条件下测试了CFRP和GFRP系统,以了解称为脱粘起始应变的参数的变化。这是对失效前发生的变形的度量;较大的应变通常预示即将发生的故障。

研究人员发现,环境条件对粘合行为有显着影响。在13年末,观察到室外梁的剥离应变比室内梁更大。此外,材料之间的粘合行为各不相同:在室内CFRP梁中,剥离应变的变化可以忽略不计,而在室外GFRP梁中,则有显着的下降。

Lee教授强调了此类测试对未来使用的重要性,并指出:“如果对混凝土-FRP界面的长期耐久性进行评估,预计这种加固系统的使用将以最少的投资增加。这对于经济实惠的通过最大限度地减少现有结构倒塌或损坏的风险来维护一个更安全的城市。”

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