Superficie incrustadaRefuerzo de placa de FRPTecnología

La tecnología integrada superficie del refuerzo de la placa de FRP puede combinar las ventajas de la tecnología del NSM y de la tecnología pretensada enlazada externa de FRP para solucionar mejor los problemas de la peladura del interfaz y de la utilización de la fuerza material. Al mismo tiempo, es posible utilizar la capacidad de unión entre el FRP y el hormigón para realizar el anclaje de las placas de FRP pretensadas, cancelando así el ajuste de anclaje permanente requerido para la unión externa de láminas de FRP pretensadas y reduciendo el costo del refuerzo estructural. Sin embargo, debido a que la tecnología NSM es incrustar la losa de FRP en la capa protectora de concreto fuera de la barra de acero con aglutinante, cómo realizar el anclaje y la tensión de la losa de FRP en el espacio de espesor limitado se convierte en uno de los problemas clave de esta tecnología.

La tecnología concreta de la incrustación de la superficiePlaca pretensada de FRPPara reforzar la estructura de hormigón es:

1) El ranurado es necesario en la superficie de la estructura de concreto donde está incrustado el tablero de FRP, y el concreto suelto alrededor del ranurado se cincela y se repara.

2) instale la abrazadera de la placa de FRP y la máquina de la tensión en el extremo de la ranura concreta.

3) retire el agua, el aceite y el polvo de cemento del tanque y llene el tanque con adhesivo.

4) Los listones de FRP están incrustados en la ranura y anclados al extremo del accesorio para tensar.

5) Después de terminar la tensión, el accesorio fijado a la estructura se utiliza para anclar continuamente. Después de que el aglutinante se solidifica a la fuerza de unión, se retira la abrazadera de la placa de FRP.

Usando la abrazadera de placa de FRP de desarrollo propio, el equipo de tensado y la tecnología mencionada anteriormente, el autor ha fortalecido varios miembros de flexión de concreto utilizando la tecnología de placa de FRP pretensada integrada en la superficie. Debido a que la prueba inicial está limitada por la longitud de la estructura, este papel no fija la abrazadera FRP en los miembros de concreto, sino que se fija en la plataforma de tensión en ambos extremos de los miembros. Pero el tamaño de la abrazadera utilizada en este documento está diseñado para darse cuenta de la tensión en el espacio de espesor de la capa protectora de hormigón. El siguiente paso es completar el equipo y la prueba del proceso en los componentes a gran escala.

Fortalecimiento de la viga con la tira pretensada NSM FRP

Esquema de prueba

En este documento se probaron cinco especímenes de flexión de hormigón armado. Todos los especímenes fueron vigas rectangulares de hormigón armado con una longitud total de 3 500mm. El tramo efectivo fue de 3 300mm y el tramo de corte fue de 1 100mm. El tamaño de sección del espécimen es de 150mm * 350mm, y el refuerzo en el área de tensión es de 216. Para evitar el agrietamiento en la zona de compresión durante el pretensado, el refuerzo en la zona de compresión es 222, y los estribos solo están dispuestos en la sección de extensión de cizallamiento, que es 8 @ 100.

Cinco especímenes consistieron en un espécimen comparativo no reforzado, un espécimen reforzado con FRP incrustado en superficie ordinaria (no pretensado), un espécimen reforzado con FRP pretensado externo, y dos especímenes reforzados con FRP pretensado en superficie incrustado. La resistencia de diseño del concreto de muestra es C30. Los especímenes integrados superficie del refuerzo son reforzados por la tira de 500 CFRP de la construcción del Horse, y los especímenes reforzados externos son reforzados por la placa del CFRP de la construcción del Horse. Todas las resinas de unión están hechas de resina de tablero de fibra de carbono de Horse Construction.

Principales resultados de las pruebas y análisis

1) análisis de capacidad de rodamiento.

A partir de las propiedades mecánicas de las muestras representadas en la figura 11-14, el refuerzo de FRP tiene un efecto significativo en la capacidad de carga de las muestras. La carga de rendimiento de RS-2NSM20 especímenes reforzados mediante la incrustación de la capa superficial no pretensada fue significativamente mayor que la de los especímenes de EE. UU., pero el efecto de mejorar las propiedades mecánicas de los especímenes de FRP se potenció aún más después del pretensado. La carga de craqueo, la carga de rendimiento y la carga final de PRS-EB y PRS-2NSM20 fueron significativamente mayores que las de RS, y la deformación de PRS-EB y PRS-2NSM20 bajo la misma carga fue significativamente menor que la de las muestras no pretensadas. Los especímenes PRS-1NSM45 sufrieron de un fallo de peeling interfacial temprano antes de que los tendones principales cedieran. La mejora de la capacidad de carga de los especímenes no se incorporó completamente. Sin embargo, como se puede ver en la figura 11, las curvas de relación de PRS-1NSM45 antes de la falla casi coinciden con PRS-EB y PRS-2NSM20, y las cargas de craqueo (PRS-EB:38kN, PRS-2NSM20:42kN, PRS-1NSM45:38kN) y cargas de rendimiento (PRS-EB:125.7kN, PRS-2NSM20:126.3kN) también están muy cerca. En vista de la pequeña diferencia entre la tensión inicial y el área de la sección transversal de CFRP en los tres especímenes, esto muestra que el efecto del refuerzo de FRP pretensado incrustado en la superficie es similar al del refuerzo de FRP pretensado unido externo sin pelado de la interfaz y desgarro de la capa protectora.

Curvas de la carga frente a la desviación de medio tramo de las muestras

Curvas de carga frente a cepa de CFRP

Curvas de carga frente a deformación compresiva del hormigón

Curvas de carga frente a la tensión de la barra de refuerzo

2) análisis de modo de fallo.

En este documento, se resumen los modos de falla de las muestras de refuerzo incrustadas en la superficie. La falla de RS-2NSM20 es la falla de pelado de la interfaz adhesivo resina-hormigón, y PRS1000-2NSM20 es la falla de desgarro del componente principal-capa protectora de hormigón. El modo de falla de PRS1000-1NSM45 es que la falla de pelado de la interfaz resina-concreto se desarrolla en el componente principal: falla de rasgado de concreto de la capa protectora. A partir de los resultados de la prueba, se puede ver que el eslabón débil de los miembros de refuerzo incrustados en la superficie no pretensados es la tensión de unión de la interfaz resina-hormigón, mientras que los mismos parámetros de los miembros de refuerzo incrustados pretensados es la resistencia a la tracción del hormigón, La introducción de pretensado conduce al cambio de los factores de control de fallos de los miembros reforzados. Es de destacar que la tensión máxima de la losa de CFRP de los especímenes no pretensados y reforzados pretensados es casi la misma (considerando la tensión inicial de la losa de CFRP pretensada). Hay dos posibilidades para este fenómeno:

1) los factores de control de los dos componentes de refuerzo están muy cerca de la unión de interfaz y la resistencia a la tracción final del hormigón.

2) La deformación de las muestras reforzadas por no pretensado es mucho mayor que la de las muestras reforzadas por pretensado. Los modos de falla de PRS1000-1NSM45 especímenes indican que la tecnología de refuerzo de CFRP pretensado incrustado en la superficie debe adoptar otras medidas de anclaje efectivas para garantizar que la tensión de unión del extremo sea suficiente para resistir la tensión de tracción de las losas de CFRP en servicio sin usar anclaje permanente del extremo. Al mismo tiempo, el tamaño, el espaciado y el grosor de la ranura de hormigón deben satisfacer ciertas condiciones estructurales para evitar el daño de la capa protectora de hormigón.

3) análisis de la capacidad de deformación.

La capacidad de deformación de los componentes es un índice importante del rendimiento estructural. A partir de las figuras anteriores, se puede ver que la RS-NSM y PRS-EB de los especímenes no pretensados han logrado una gran deformación (RS-2NSM 20:45.785mm, PRS-EB: 69,14mm), pero la desviación de falla del PRS-2NSM 20 es de solo 25,1mm, mientras que el PRS-1NSM 45 es de solo 8.746mm, que es mucho más pequeño que otros especímenes. Esto está relacionado con el modo de falla de la losa de FRP incrustada en la superficie. Por otro lado, la deformación de CFRP y la deformación de compresión del hormigón cerca de la deformación de compresión final son 12466, mientras que la deformación de compresión y la deformación de tracción de CFRP de PRS-EB son mucho más pequeñas. Esto se debe a la aparición temprana del desprendimiento interfacial de PRS-EB de hormigón FRP, pero debido a la instalación de un anclaje mecánico fuerte al final, las muestras después del desprendimiento no perdieron inmediatamente la capacidad de carga y continuaron deformándose hasta que finalmente se rompió el CFRP. Se puede ver a partir de la prueba en este documento que si la ductilidad de los miembros reforzados incrustados con losas de FRP pretensadas cumple con los requisitos es un tema importante digno de atención.

4 Conclusión

En este trabajo, se prueban cinco miembros de flexión de hormigón armado reforzados mediante un pretensado de superficie incrustado FRP y se obtienen las siguientes conclusiones:

(1) El área de unión de FRP se puede aumentar mediante la tecnología de incrustación, y el anclaje de la placa de FRP pretensado se puede realizar mediante la capacidad de unión de resina, por lo que se puede cancelar el anclaje mecánico permanente.

(2) El refuerzo de los miembros de hormigón armado con placas de FRP pretensadas incrustadas puede mejorar significativamente las propiedades mecánicas de los miembros de hormigón armado, y su mecanismo y efecto son similares a los de las placas de FRP pretensadas externas.

(3) Los modos de falla de los miembros reforzados montados en la superficie son el despegado de la interfaz resina-hormigón unida y el desgarro de la capa protectora cuerpo-hormigón principal. Los modos de fallo anteriores muestran características frágiles y conducen a un fallo prematuro de los especímenes reforzados pretensados antes de que se ejerza toda la resistencia del material. Las medidas estructurales de la capacidad de unión y restricción del desgarro de la cubierta de hormigón se estudian más a fondo.