Hvor længe kan fiberarmeret polymer opretholde betonkonstruktioner? Forskere svarer

I det moderne samfund er størstedelen af ​​vores infrastruktur (bygninger, broer, tunneller osv.) lavet af aldrende beton. En nyligt udviklet omkostningseffektiv metode til at opretholde denne infrastruktur involverer en ekstern belægning med fiberforstærkede polymer (FRP) kompositter. Men er dette et midlertidigt plaster eller en holdbar løsning? En 13 år lang undersøgelse offentliggjort i Composites Part B besvarer endelig dette spørgsmål og tager os et skridt tættere på den udbredte brug af denne løsning.

Ved FRP-forstærkning af beton limes kompositter af glas eller kulfiberforstærket polymer (GFRP eller CFRP) på beton ved hjælp af en epoxyklæber. Disse plader giver yderligere støtte og styrker betonen ved at beskytte dem mod barske miljøforhold, såsom høje fugtniveauer og temperaturer. Men de samme miljøforhold kan potentielt også forringe beton-FRP-bindingen, hvilket får FRP-beskyttelsessystemet til at svigte for tidligt.

Prof. Jaeha Lee fra Korea Maritime and Ocean University, en ledende forsker i det 13-årige studie, siger:"Den tilgængelige information om FRP-betonbindingsadfærd efter vedvarende belastninger i forskellige miljøer er meget begrænset, især i perioder ud over to år. "

Forskerne testede både CFRP- og GFRP-systemer under forskellige indendørs og udendørs miljøforhold for ændringer i en parameter kaldet debond onset strain. Dette er et mål for den deformation, der opstår før fejl; større stammer varsler normalt umiddelbar fiasko.

Forskerne fandt ud af, at miljøforhold havde en betydelig indflydelse på bindingsadfærd. Ved udgangen af ​​13 år blev der observeret større reduktioner i debond-belastninger i udendørs bjælker end indendørs bjælker. Ydermere varierede bindingsadfærden mellem materialer:ændringer i afbindingsspændingen var ubetydelige i indendørs CFRP-bjælker, mens der i udendørs GFRP-bjælker var et bemærkelsesværdigt fald.

Prof. Lee understreger vigtigheden af ​​sådanne tests for fremtidig brug og udtaler:"Hvis den langsigtede holdbarhed af beton-FRP-grænseflader evalueres, forventes brugen af ​​dette forstærkningssystem at stige med minimal investering. Dette vil være fantastisk til overkommelige priser. opretholdelse af en mere sikker by ved at minimere risikoen for kollaps eller beskadigelse af eksisterende strukturer."