Principais fatores que afetam o desempenho da ligação entre barra de aço corroída e concreto

1. Tipos de reforço

Sob as mesmas condições (grosseria da camada protetora, taxa de corrosão, restrição de FRP), a resistência máxima de união de corpos de prova de barras roscados é significativamente maior do que a de corpos de prova de barras redondas lisas, que é cerca do dobro da resistência máxima de corpos de prova de barras redondas lisas. Além disso, o deslizamento da barra reforçada é maior do que o da barra redonda quando a carga máxima de arrancamento é alcançada para os espécimes da barra roscada.

2. Espessura da camada protectora

(1) Sob as mesmas condições (tipo barra de aço, taxa de corrosão, retenção de pano de fibra), quando a espessura da camada de proteção aumenta de 40 mm para 60 mm, a resistência de união de pico da barra de aço mais corroída aumenta em 7.0%-51.2%.

(2) Para os espécimes de barras reforçadas corroídas, o deslizamento de espécimes reforçados e não reforçados aumenta com o aumento da espessura da camada protetora sob a carga de arrancamento de pico.Para os corpos de prova de barras de aço redondo corroídos, o deslizamento sob o pico de carga de arrancamento é basicamente igual quando a espessura da camada protetora muda.No entanto, após o pico de carga de arrancamento, a seção descendente da curva de aderência-deslize dos corpos de prova com grande espessura da camada protetora obviamente diminui, enquanto a seção descendente da curva de aderência-deslize dos corpos de prova reforçados muda pouco com a espessura da camada de proteção.

3. Taxa de corrosão do reforço

(1) Quando a taxa de corrosão é inferior a 5%, a resistência de união de corpos de prova de corrosão não reforçados aumenta em cerca de 7% em comparação com a resistência de união de pico.A resistência de união dos corpos de prova reforçados de corrosão aumenta cerca de 5% em comparação com a resistência de união de pico. Isto porque a camada protetora de concreto não tem efeito óbvio quando o grau de corrosão da barra de aço é pequeno, e a ligação entre barra de aço e concreto é mais forte devido à expansão da ferrugem da barra de aço, o que leva a um ligeiro aumento na resistência à união de pico.

(2) Quando a taxa de corrosão é superior a 5%, a resistência máxima de união de corpos de prova corroídos diminui gradualmente com o aumento da taxa de corrosão. Isto porque a força de mordedura mecânica entre barra de aço e concreto diminui devido à corrosão de costelas transversais quando o grau de corrosão da barra de aço é grande. Além disso, a expansão da ferrugem das barras de aço tem um certo efeito de dano na camada protetora de concreto, de modo que a resistência ao pico de aderência diminui.Com base nos resultados dos ensaios de outros estudiosos, a relação entre a resistência específica à união de pico e a taxa de corrosão das barras de reforço para os corpos de prova cuja taxa de corrosão é superior a 5% é ajustada da seguinte forma:

4. Confinada com CFRP

(1) Nas mesmas condições, a resistência máxima de ligação dos espécimes reforçados com CFRP é superior à dos seus espécimes padrão.No entanto, quando a taxa de corrosão da barra de aço é pequena, o efeito da retenção CFRP na resistência de união de pico dos corpos de prova é pequeno. Antes de atingir o pico de carga de desenho, a deformação transversal da expansão dos corpos de prova é pequena, e o efeito de retenção da CFRP não é significativo. Quando a taxa de corrosão é alta, a força de retenção da CFRP é aumentada pela corrosão do aço.

(2) Os espécimes não reforçados entram na seção descendente ou falha de divisão imediatamente após atingir o pico de carga de arrancamento. Antes de atingir o pico de carga de arrancamento, a carga de arrancamento dos corpos de prova reforçados mantém-se em um nível mais elevado, e, eventualmente, atinge o pico de carga de arrancamento lentamente. Como o estresse da CFRP aumenta após o aparecimento da fissura longitudinal, o desenvolvimento da fissura é controlado, e a carga pode continuar crescendo lentamente.

(3) Em comparação com os espécimes não reforçados, a seção descendente dos espécimes fortalecidos tem uma inclinação suave, e a resistência de união final correspondente também é maior do que a dos espécimes não reforçados, o que indica que o reforço CFRP é mais eficaz para retardar a taxa de declínio do estresse de ligação e manter o estresse de ligação.

Conclusão

1) A divisão da camada protetora de concreto é contida no processo de desenho, e o modo de falha é alterado da falha de divisão para puxar a falha, e a curva de deslizamento de aderência aparece uma seção descendente após o fortalecimento.

2) Os tipos de barras de reforço afetam significativamente o pico de resistência de união de corpos de prova de barras de aço corroídos. Sob as mesmas condições (grosseria de camada protetora, taxa de corrosão, contenção de tecido de fibra de carbono), a resistência máxima de união de corpos de prova de barra de aço roscado é cerca de o dobro da de espécimes de barra de aço lisa.

3) A espessura da camada protetora é um dos principais fatores que afetam a resistência ao pico de união de corpos de prova de barra de aço corroídos. Sob as mesmas condições (tipo barra de aço, taxa de corrosão, contenção de fibra de carbono), quando a espessura da camada protetora aumenta de 40 mm para 60 mm, a resistência máxima de união da maioria dos corpos de prova de barra de aço corroídos aumenta em 7.0%-51.2%.

4) Sob as mesmas condições (tipo de reforço, espessura da camada protetora, retenção de fibra de carbono), quando a taxa de corrosão da armadura é inferior a 5%, a resistência de união de pico específica de corpos de prova de corrosão não reforçados é aumentada em cerca de 7%, e a de corpos de prova de corrosão reforçados é aumentada em cerca de 5%. Quando a taxa de corrosão das barras de aço é ligeiramente superior a 5%, a resistência de união máxima das barras de aço corroídas diminui ligeiramente.

5) Quando a taxa de corrosão da barra de aço é inferior a 5%, a retenção CFRP tem pouco efeito sobre a resistência de união máxima dos corpos de prova, mas a retenção CFRP retarda o declínio da curva de aderência-deslize dos corpos de prova, e aumenta a resistência de ligação final, o que indica que a retenção CFRP é mais eficaz em retardar a taxa de declínio da tensão de ligação e manter a tensão de ligação.