Superfície incorporadaReforço da placa FRP tecnologia

A tecnologia de reforço de placa FRP embutida na superfície pode combinar as vantagens da tecnologia NSM e a tecnologia FRP pré-stressada ligada externa para melhor resolver os problemas de peeling de interface e utilização de força do material. Ao mesmo tempo, é possível utilizar a capacidade de ligação entre a PRF e o concreto para realizar a fixação de placas de PRF protendidas, cancelando assim a fixação permanente necessária para a união externa de folhas de PRF protendidas e reduzindo o custo da armadura estrutural.No entanto, como a tecnologia NSM consiste em incorporar lajes FRP na camada de proteção de concreto fora da barra de aço com ligante, como realizar a ancoragem e tensão da laje FRP no espaço de espessura limitado torna-se um dos principais problemas desta tecnologia.

A tecnologia de concreto de incorporação de superfície placa FRP com pretensão reforçar a estrutura do concreto é:

1) É necessário escoramento na superfície da estrutura de concreto onde a placa de FRP é incorporada, e o concreto solto ao redor do grunhido é cinzelado e reparado.

2) instalar a pinça de placa de FRP e a máquina de tensão no final da fenda de concreto.

3) remover a água, óleo e poeira de cimento do tanque e encher o tanque com adesivo.

4) Slats FRP são embutidos no slot e ancorados ao final do dispositivo para tensionamento.

5) Depois que a tensão é terminada, a fixação fixa à estrutura é usada para ancorar continuamente. Após o aglutinante solidificar-se para a resistência de união, o grampo da placa de FRP é removido.

Utilizando a braçadeira autodesenvolvida da placa FRP, o equipamento de tensionamento e a tecnologia supracitada, o autor tem reforçado vários elementos flexurais de concreto, utilizando a tecnologia de placa de FRP com protensão superficial. Como o ensaio inicial é limitado pelo comprimento da estrutura, este trabalho não fixa a pinça FRP nas barras de concreto, mas fixa na plataforma de tensão em ambas as extremidades das barras.Mas o tamanho da pinça usada neste papel é projetado para perceber a tensão no espaço de espessura da camada protetora de concreto.O próximo passo é completar o equipamento e o teste de processo nos componentes em grande escala.

Fortalecer o feixe com tira NSM FRP com protensão

Esquema de ensaio

Neste trabalho foram testados cinco corpos de prova flexurais de concreto armado. Todos os corpos de prova foram vigas retangulares de concreto armado com comprimento total de 3 500 mm.O vão efetivo foi de 3 300 mm e o vão de cisalhamento de 1 100 mm.O tamanho da seção do espécime é 150mm * 350mm, e a armadura na área de tensão é 216.Para evitar fissuras na zona de compressão durante a protensão, a armadura na zona de compressão é de 222, e os estribos são dispostos apenas na seção de cisalhamento, que é de 8@100.

Cinco espécimes consistiram de um espécime comparativo não reforçado, um espécime fortalecido com superfície comum (não pré-stressada) incorporada PRF, um espécime fortalecido com PRF externo pré-stressado e dois espécimes fortalecidos com PRF superficialmente pré-stressado.A resistência ao projeto do concreto do espécime é C30. Os corpos de prova de reforço embarcados na superfície são reforçados pela faixa CFRP de Horse Construction 's 500, e os corpos de prova reforçados externos são reforçados pela placa CFRP de Horse Construction's.As resinas de união são todas feitas de resina de placa de fibra de carbono Horse Construction.

Principais resultados do teste e análise

1) análise de capacidade de rolamento.

A partir das propriedades mecânicas dos espécimes retratados na figura 1.11-14, a armadura FRP tem um efeito significativo na capacidade de suporte dos espécimes.A carga de rendimento dos espécimes RS-2NSM20 fortalecidos pela incorporação de camada superficial não pré-stressada foi significativamente maior do que a dos espécimes US, mas o efeito de melhorar as propriedades mecânicas dos corpos de prova FRP foi ainda maior após a protensão.A carga de fissuração, a carga de escoamento e a carga final de PRS-EB e PRS-2NSM20 foram significativamente maiores do que as de RS, e a deformação de PRS-EB e PRS-2NSM20 sob a mesma carga foi significativamente menor do que a de corpos de prova não pré-stressados. Os espécimes PRS-1NSM45 sofreram falha de descamação interfacial precoce antes de os tendões principais serem rendidos.A melhoria da capacidade de carga dos espécimes não foi totalmente incorporada.No entanto, como pode ser visto na figura 1.11, as curvas de relação de PRS-1NSM45 antes da falha quase coincidem com PRS-EB e PRS-2NSM20, e as cargas de fissuração (PRS-EB:38kN, PRS-2NSM20:42kN, PRS-1NSM45:38kN) e cargas de rendimento (PRS-EB:125.7kN, PRS-2NSM20:126.3kN) também são muito próximos. Diante da pequena diferença entre o estresse inicial e a área de seção transversal da CFRP nos três corpos de prova, isso mostra que o efeito da armadura de PRF com protensão superficial incorporada é semelhante ao da armadura FRP com protensão externa sem peeling de interface e ruptura de camada protetora.

Curvas de carga versus deflexão média-espalha de espécimes

Curvas de carga versus deformação CFRP

Curvas de carga versus deformação compressiva de concreto

Curvas de carga versus deformação de tração da barra de ferro

2) análise do modo de falha.

Neste trabalho, os modos de falha dos corpos de prova de reforço incorporados à superfície são resumidos.A falha do RS-2NSM20 é a falha de descamação da interface resina-concreto adesivo, e PRS1000-2NSM20 é a falha de ruptura do concreto principal componente-protetor da camada.O modo de falha do PRS1000-1NSM45 é que a falha de descamação da interface resina-concreto se desenvolve na falha de ruptura do concreto principal da camada protetora-componente.A partir dos resultados dos ensaios, pode-se observar que o elo fraco dos elementos de armadura incorporados de superfície não tensionada é a tensão de ligação resina-concreto, enquanto que os mesmos parâmetros dos elementos de armadura embutidos pré-stressados são a resistência à tração do concreto, a introdução de pré-tensão leva à mudança dos fatores de controle de falha dos membros reforçados.Vale ressaltar que a deformação máxima da laje CFRP dos corpos de prova reforçados não pré-stressados e pré-stressados é quase a mesma (considerando a deformação inicial da laje CFRP pré-stressada). Existem duas possibilidades para esse fenômeno:

1) os fatores de controle dos dois componentes de armadura estão muito próximos da ligação de interface e da resistência à tração final do concreto.

2) A deformação dos espécimes fortalecidos por não-pretensão é muito maior do que a dos espécimes fortalecidos por protensão. Os modos de falha de corpos de prova PRS1000-1NSM45 indicam que a tecnologia de reforço CFRP com pretensão superficial deve adotar outras medidas de fixação eficazes para garantir que a tensão de união final seja suficiente para resistir à tensão de tração de lajes CFRP em serviço sem a utilização de ancoragem permanente final. Ao mesmo tempo, o tamanho, o espaçamento e a espessura do sulco de concreto devem satisfazer certas condições estruturais para evitar os danos causados pela camada protetora de concreto.

3) análise da capacidade de deformação.

A capacidade de deformação dos componentes é um importante índice de desempenho estrutural.A partir das figuras acima, pode-se observar que o RS-NSM e PRS-EB dos corpos de prova não pré-stressados alcançaram grande deformação (RS-2NSM 20:45.785mm, PRS-EB:69.14mm), mas a deflexão de falha de PRS-2NSM 20 é apenas 25.1mm, enquanto PRS-1NSM 45 é apenas 8.746mm, que é muito menor do que outros espécimes. Isto está relacionado com o modo de falha da laje FRP incorporada à superfície.Por outro lado, a deformação CFRP e a deformação compressiva do concreto próximo à deformação compressiva final são 12466, enquanto a deformação compressiva e a deformação com tração CFRP de PRS-EB são muito menores. Isso se deve ao aparecimento precoce do descolamento interfacial de PRS-EB, mas devido à instalação de uma forte âncora mecânica no final, os corpos de prova após o descolamento não perderam imediatamente a capacidade de carga e continuaram a se deformar até que o CFRP fosse quebrado. Pode-se observar, a partir do teste deste trabalho, que se a ductilidade dos membros reforçados embutidos com lajes de PFR protendidas atende aos requisitos é uma questão importante merecedora de atenção.

4 Conclusão

Neste trabalho, são testadas cinco barras flexurais de concreto armado reforçadas por protensão superficial embutida PRF e obtidas as seguintes conclusões:

(1) A área de ligação do PRF pode ser aumentada pela tecnologia de incorporação, e a fixação da placa de PRF pré-estresse pode ser realizada pela capacidade de ligação de resina, assim a ancoragem mecânica permanente pode ser cancelada.

(2) O reforço de barras de concreto armado com placas de PRF com protensão incorporadas pode melhorar significativamente as propriedades mecânicas das barras de concreto armado, e seu mecanismo e efeito são semelhantes ao de placas de PRF com protensão externa.

(3) Os modos de falha dos elementos reforçados montados na superfície são a descamação da interface resina-concreto ligada e a ruptura da camada protectora corpo-concreto principal. Os modos de falha acima mostram características quebradiças e levam à falha prematura dos corpos de prova protendidos reforçados antes de se exercer toda a resistência do material.As medidas estruturais da capacidade de união e de restrição da ruptura da cobertura de concreto são mais estudadas.