1.Reforço das estruturas de betão armado corroído comFRP

Nos últimos anos, a resistência à corrosão de pilares de concreto armado reforçados com PFR é resumida.A resistência à corrosão de colunas RC reforçadas com o FRP foi estudada em termos de densidade de corrente de corrosão, potencial, teor de cloreto e taxa de corrosão.Em comparação com os materiais de reparo tradicionais, os materiais FRP têm as vantagens de boa resistência à corrosão, desempenho estável e podem melhorar a capacidade de rolamento, capacidade de deformação e desempenho sísmico de colunas.

2. Fatores que afetam a resistência à corrosão de estruturas de concreto armado fortalecidos com PFR

A boa resistência à corrosão do sistema de armaduras FRP em ambiente corrosivo está relacionada ao seu próprio desempenho.O sistema de armaduras FRP é um tipo de material anticorrosivo de superfície densa com a capacidade de evitar que a umidade e o oxigênio penetrem no concreto.A água e o oxigênio são duas condições necessárias para a corrosão do aço no concreto.Em estudos anteriores, alguns estudiosos acreditam que a resistência à corrosão do sistema de reforço de PRF se deve principalmente à resina, e não à própria PRF.A fim de compreender melhor o mecanismo de resistência à corrosão do sistema de armaduras FRP e o papel da FRP e resina no processo de anticorrosão, alguns estudiosos têm sistematicamente estudado diferentes tipos de FRP, diferentes camadas de FRP, diferentes direções de fibras FRP e diferentes tipos de resina.O estudo desses fatores nos ajudará a entender o mecanismo de resistência à corrosão de pilares de concreto armado reforçados com PFR.

2.1 Efeito das espécies de PRF na resistência à corrosão

CFRP e GFRP são comumente usados materiais FRP na engenharia. Alguns estudiosos estudaram a resistência à corrosão de pilares de concreto armado reforçados por CFRP e GFRP, e a diferença entre eles.A resistência à corrosão de dois materiais FRP foi avaliada por potencial, taxa de corrosão e taxa de corrosão do peso do aço.A taxa média de corrosão medida no ensaio de corrosão natural simulado ao ar livre foi mostrada na figura 1.1. Os resultados mostram que a densidade de corrente de corrosão dos corpos de prova protegidos por CFRP e GFRP é menor do que a dos corpos de prova desprotegidos, e a diferença entre eles não é muito grande.A taxa final de corrosão dos dois é comparada, a diferença entre as armaduras longitudinais é apenas 0.1%, e o estribo é 0.3%.

Os resultados mostram que a densidade de corrente de corrosão dos corpos de prova protegidos por CFRP e GFRP é menor do que a dos corpos de prova desprotegidos durante todo o processo de ensaio, e a diferença entre eles não é grande. Estudos de literatura mostram que não há diferença significativa na resistência à corrosão entre os corpos de prova reforçados com CFRP e GFRP. Atualmente, não há mais resultados experimentais comparativos sobre o efeito da FRP na resistência à corrosão, então a influência da FRP na resistência à corrosão precisa ser mais estudada.

2.2 Efeito da camada FRP na resistência à corrosão

O número de camadas de reforço de PRF afeta significativamente a capacidade de rolamento, deformação e capacidade sísmica da estrutura.É também um fator importante no estudo da resistência à corrosão de colunas corroídas de RC reforçadas por CFRP. Muitos estudiosos estudaram o efeito de diferentes camadas na resistência à corrosão. Foi estudada a resistência à corrosão de colunas corroídas reforçadas com 1 e 2 chapas CFRP. Os resultados mostram que o efeito de aumentar o número de CFRP na resistência à corrosão das colunas reforçadas não é significativo.A resistência à corrosão de colunas CFRP e GFRP com 1 a 4 andares foi comparada na literatura.Fig.2 mostra a taxa de corrosão final de colunas de PRF com diferentes histórias na literatura.A partir dos resultados da literatura, pode-se observar que a resistência à corrosão das colunas reforçadas com o PRF é ainda melhorada quando o PRF é aumentado de uma camada para duas camadas.A resistência à corrosão das colunas reforçadas com o FRP não pode ser melhorada aumentando o número de camadas de FRP.A resistência à corrosão de pilares de concreto armado reforçados com 1-3 camadas de CFRP é estudada na literatura. Os resultados experimentais mostram que a taxa de corrosão média diária das barras de aço diminui em 29.07% quando a CFRP é aumentada de 1 para 2 camadas.A taxa de corrosão média diária aumentou em 1.46% quando a taxa de corrosão aumentou de 2 para 3 camadas.Se o erro foi levado em conta, o efeito de anticorrosão do CFRP ficou quase inalterado quando a taxa de corrosão aumentou de 2 para 3 camadas.

2.3 Efeito da orientação da fibra FRP na resistência à corrosão

No campo da armadura FRP, a direção da fibra e da armadura longitudinal são diferentes para diferentes membros e diferentes propósitos de armadura. Alguns estudiosos estudaram o efeito da direção das fibras na resistência à corrosão.A resistência à corrosão de colunas CFRP reforçadas com barras de aço paralelas, verticais e de 45 graus de aço longitudinal é estudada neste trabalho. Os resultados mostram que, para os pilares de concreto armado reforçados com PRF, o efeito anticorrosão é melhor na direção circunferencial quando o tipo de PRF, a espessura da camada fortalecida e a resina são as mesmas, seguidas da direção axial de 45 graus, e a pior ao longo da direção axial.

2.4 Efeito do tipo de resina na resistência à corrosão

A resina utilizada para o reforço de PRF tem a capacidade de anti-seepage e bloqueio de ar, e o efeito anti-corrosão do sistema de reforço de PRF formado por diferentes tipos de adesivo resinoso e composição química é diferente. Foi estudada a resistência à corrosão de colunas reforçadas com dois adesivos resinosos diferentes. Ao mesmo tempo, para entender o papel da cola de resina no sistema de fortalecimento anticorrosão da FRP, estudou-se a resistência à corrosão dos pilares enrolados apenas com cola de resina, e comparou-se a resistência à corrosão dos pilares reforçados com a FRP com a resistência dos pilares reforçados com cola de resina.A Tabela 2 são os resultados da literatura. Os resultados mostram que a resistência à corrosão de diferentes resinas é muito diferente.A taxa média diária de corrosão da resina E1 é 1.65 vezes de E2, apenas 3.99% menos do que a de espécimes padrão, e 41.90% menos do que a de espécimes padrão.A resistência à corrosão de FRP em sistema E1 + FRP é maior do que em sistema E2 + FRP.A resistência à corrosão de FRP no sistema E1 + FRP é de 39.48% inferior ao do sistema E1 + FRP, enquanto que o de E2 + FRP é apenas 13.3% abaixo do E2.

3. Discussão sobre o mecanismo de resistência à corrosão do sistema de reforço FRP

Ao analisar os fatores que afetam a resistência à corrosão do sistema de armaduras FRP, pensamos que a influência dos tipos de armaduras FRP na resistência à corrosão do sistema de armaduras FRP precisa ser mais estudada. Quando o número de camadas de FRP é superior a 3, o aumento do número de camadas tem pouco efeito na resistência à corrosão do sistema de reforço de FRP.A direção da fibra também afeta a resistência à corrosão do sistema de reforço FRP. Aqui, o mecanismo de resistência à corrosão do sistema de armaduras FRP é dividido em nível de material e efeito de confinamento FRP.

3.1 nível material

O mecanismo anti-ferrugem de revestimento de superfície ou material de revestimento é a penetração à prova d'água e prevenção do transporte de oxigênio, ambas as condições necessárias para a corrosão do aço. Como um tipo de material de cobertura de superfície, o mecanismo anti-corrosão da FRP's é incorporado principalmente neste aspecto.A capacidade antipermeabilidade e de resistência a gás do sistema de reforço FRP é fornecida tanto pela resina quanto pela própria FRP. Sob a condição de bom desempenho antipermeabilidade e resistência a gás de resina adesiva, o efeito antipermeabilidade e resistência a gás da fibra não é óbvio.

3.2 Efeito de confinamento da PFR

No processo de corrosão do aço, a camada de corrosão é engrossada continuamente. Sob a condição de não haver restrição externa, a corrosão pode transbordar da fissura de corrosão, e a corrosão ao redor da barra de aço é muito solta. Após o fortalecimento com a FRP, o encapsulamento da FRP impede que a ferrugem se esvazie, e a ferrugem ao redor da barra de aço impede o contato entre água e oxigênio e a barra de aço, diminuindo assim a corrosão da barra de aço em certa medida. Além disso, o efeito de contenção da FRP restringe a expansão da corrosão da barra de aço, reduz a fissuração da camada protetora de concreto, impede a entrada da água e atrasa a corrosão da barra de aço.

Para os dois mecanismos do sistema de armaduras FRP, o principal papel é a antipermeabilidade e resistência gasosa do sistema de armaduras FRP, que é o desempenho comum da resina e do próprio FRP.No caso de boa impermeabilidade e resistência ao gás, a resina sozinha pode desempenhar um bom efeito de anticorrosão.No caso de fraca impermeabilidade e resistência gasosa da resina, a PFR pode compensar a deficiência de resina e, em última análise, obter um bom efeito de anticorrosão.As restrições de PFR reduzem indiretamente o transporte de oxigênio e água, e este mecanismo desempenha um papel limitado, apenas um papel suplementar.

4 Conclusão

Com base no estudo experimental dos principais fatores que afetam a resistência à corrosão de estruturas reforçadas com PRF, são tiradas as seguintes conclusões:

4.1 A corrosão das colunas danificadas corroídas reforçadas com a FRP pode ser muito reduzida pela corrosão, mas a corrosão da armadura no concreto não pode ser completamente evitada.

4.2 A resistência à corrosão de colunas de RC corroídas reforçadas com CFRP e GFRP não tem diferença significativa, mas a diferença de outras resistências de corrosão FRP precisa de mais estudos.

O efeito de anticorrosão da CFRP é quase o mesmo quando o tecido de fibra é aumentado de 2 para 3 camadas.O desempenho de anticorrosão de colunas corroídas de RC é afetado quando a camada de FRP é aumentada de 1 para 2 camadas.A direção da fibra também afeta a resistência à corrosão de colunas corroídas RC. Quando o PRF é utilizado para reforçar colunas corroídas de RC, o efeito anticorrosão da direção da fibra é melhor, seguido de 45 graus, e a direção axial é a pior.

4.4 Os tipos de resinas afetam seriamente a resistência à corrosão de pilares de concreto armado corroído reforçados com FRP.No caso de boa impermeabilidade e resistência do ar das resinas, a resina sozinha pode desempenhar um bom papel na proteção contra corrosão.No caso de fraca impermeabilidade e resistência do ar das resinas, a PFR pode compensar essa deficiência.

4.5 O mecanismo anti-corrosão do sistema de reforço FRP é principalmente o reflexo da capacidade anti-permeabilidade e anti-gás da resina e da própria FRP.O efeito de contenção da PRF desempenha um certo papel no desempenho anticorrosão do sistema de reforço da PRF.