1. Refuerzo de estructuras de hormigón armado corroídas con FRP

En los últimos años, se resume la resistencia a la corrosión de las columnas de hormigón armado reforzadas con FRP. La resistencia a la corrosión de columnas RC reforzadas con FRP se estudió en términos de densidad de corriente de corrosión, potencial, contenido de cloruro y velocidad de corrosión. En comparación con los materiales de reparación tradicionales, los materiales de FRP tienen las ventajas de una buena resistencia a la corrosión, un rendimiento estable y pueden mejorar la capacidad de carga, la capacidad de deformación y el rendimiento sísmico de las columnas.

2. factores que afectan la resistencia a la corrosión de estructuras de hormigón armado reforzadas con FRP

La buena resistencia a la corrosión del sistema de refuerzo de FRP en ambiente corrosivo está relacionada con su propio rendimiento. El sistema de refuerzo FRP es un tipo de material anticorrosivo de superficie densa con la capacidad de evitar que la humedad y el oxígeno penetren en el concreto. El agua y el oxígeno son dos condiciones necesarias para la corrosión del acero en el hormigón. En estudios anteriores, algunos estudiosos creen que la resistencia a la corrosión del sistema de refuerzo de FRP se debe principalmente a la resina, no a FRP en sí. Para comprender mejor el mecanismo de resistencia a la corrosión del sistema de refuerzo de FRP y el papel del FRP y la resina en el proceso de anticorrosión, algunos académicos han estudiado sistemáticamente diferentes tipos de FRP, diferentes capas de FRP, diferentes direcciones de fibra de FRP y diferentes tipos de resina. El estudio de estos factores nos ayudará a comprender el mecanismo de resistencia a la corrosión de las columnas de hormigón armado reforzadas con FRP.

2,1 Efecto de las especies de FRP en la resistencia a la corrosión

CFRP y GFRP son materiales de FRP comúnmente utilizados en ingeniería. Algunos estudiosos han estudiado la resistencia a la corrosión de las columnas de hormigón armado reforzadas con CFRP y GFRP, y la diferencia entre ellas. La resistencia a la corrosión de dos materiales FRP se evaluó por potencial, velocidad de corrosión y velocidad de corrosión del peso del acero. La tasa de corrosión promedio medida en la prueba de corrosión natural simulada al aire libre se muestra en la figura 1. Los resultados muestran que la densidad de corriente de corrosión de las muestras protegidas por CFRP y GFRP es menor que la de las muestras no protegidas, y la diferencia entre ellas no es muy grande. Se compara la tasa de corrosión final de los dos, la diferencia entre el refuerzo longitudinal es solo del 0.1% y el estribo es del 0.3%.

Los resultados muestran que la densidad de corriente de corrosión de los especímenes protegidos con CFRP y GFRP es menor que la de los especímenes no protegidos durante todo el proceso de prueba, y la diferencia entre ellos no es grande. Los estudios bibliográficos muestran que no hay diferencia significativa en la resistencia a la corrosión entre las muestras reforzadas con CFRP y GFRP. En la actualidad, no hay más resultados experimentales comparativos sobre el efecto de FRP en la resistencia a la corrosión, por lo que la influencia de FRP en la resistencia a la corrosión debe estudiarse más a fondo.

2,2 Efecto de la capa de FRP en la resistencia a la corrosión

El número de capas de refuerzo de FRP afecta significativamente la capacidad de carga, la deformación y la capacidad sísmica de la estructura. También es un factor importante en el estudio de la resistencia a la corrosión de columnas de RC corroídas reforzadas por CFRP. Muchos estudiosos han estudiado el efecto de diferentes capas sobre la resistencia a la corrosión. Se estudió la resistencia a la corrosión de columnas corroídas reforzadas con 1 y 2 láminas de CFRP. Los resultados muestran que el efecto de aumentar el número de CFRP sobre la resistencia a la corrosión de las columnas reforzadas no es significativo. La resistencia a la corrosión de las columnas de CFRP y GFRP con 1 a 4 pisos se comparó en la literatura. La Fig. 2 muestra la velocidad de corrosión final de columnas de FRP con diferentes pisos en la literatura. A partir de los resultados de la bibliografía, puede observarse que la resistencia a la corrosión de las columnas reforzadas con FRP se mejora aún más cuando el FRP se aumenta de una capa a dos capas. La resistencia a la corrosión de las columnas reforzadas con FRP no se puede mejorar aún más aumentando el número de capas de FRP. La resistencia a la corrosión de columnas de hormigón armado reforzadas con 1-3 capas de CFRP se estudia en la literatura. Los resultados experimentales muestran que la tasa de corrosión diaria promedio de las barras de acero disminuye en un 29,07% cuando el CFRP aumenta de 1 a 2 capas. La tasa de corrosión promedio diaria aumentó en 1.46% cuando la tasa de corrosión aumentó de 2 a 3 capas. Si se tuvo en cuenta el error, el efecto anticorrosión de CFRP casi no cambió cuando la velocidad de corrosión aumentó de 2 a 3 capas.

2,3 Efecto de la orientación de la fibra FRP en la resistencia a la corrosión

En el campo del refuerzo de FRP, la dirección de la fibra y el refuerzo longitudinal son diferentes para diferentes miembros y diferentes propósitos de refuerzo. Algunos estudiosos han estudiado el efecto de la dirección de la fibra en la resistencia a la corrosión. En este trabajo se estudia la resistencia a la corrosión de columnas de CFRP reforzadas con barras de acero paralelas, verticales y de 45 grados longitudinales. Los resultados muestran que para las columnas de hormigón armado reforzadas con FRP, el efecto anticorrosión es mejor en la dirección circunferencial cuando el tipo de FRP, el espesor de la capa reforzada y la resina son los mismos, seguidos por la dirección axial de 45 grados, y el peor a lo largo de la dirección axial.

2,4 Efecto del tipo de resina en la resistencia a la corrosión

La resina utilizada para el refuerzo de FRP tiene la capacidad de anti-filtración y bloqueo de aire, y el efecto anticorrosión del sistema de refuerzo de FRP formado por diferentes tipos de adhesivo de resina y composición química es diferente. Se estudió la resistencia a la corrosión de columnas reforzadas con CFRP con dos adhesivos de resina diferentes. Al mismo tiempo, para comprender el papel del pegamento de resina en el sistema de fortalecimiento anticorrosión FRP, se estudió la resistencia a la corrosión de las columnas envueltas solo con pegamento de resina, y la resistencia a la corrosión de las columnas fortalecidas con FRP se comparó con la de las columnas fortalecidas con pegamento de resina. La Tabla 2 muestra los resultados de la literatura. Los resultados muestran que la resistencia a la corrosión de diferentes resinas es muy diferente. La tasa de corrosión promedio diaria de la resina E1 es 1,65 veces de E2, solo 3.99% menos que la de las muestras estándar y 41.90% menos que la de las muestras estándar. La resistencia a la corrosión de FRP en el sistema E1 + FRP es mayor que en el sistema E2 + FRP. La resistencia a la corrosión del FRP en el sistema E1 + FRP es un 39,48% más baja que en el sistema E1 + FRP, mientras que la del E2 + FRP es solo un 13,3% más baja que en el E2.

3. Discusión sobre el mecanismo de resistencia a la corrosión del sistema de refuerzo FRP

Al analizar los factores que afectan la resistencia a la corrosión del sistema de refuerzo de FRP, creemos que la influencia de los tipos de FRP en la resistencia a la corrosión del sistema de refuerzo de FRP necesita más estudio. Cuando el número de capas de FRP es más de 3, el aumento del número de capas tiene poco efecto sobre la resistencia a la corrosión del sistema de refuerzo de FRP. La dirección de la fibra también afecta la resistencia a la corrosión del sistema de refuerzo FRP. Aquí, el mecanismo de resistencia a la corrosión del sistema de refuerzo de FRP se divide en nivel de material y efecto de confinamiento de FRP.

3,1 nivel de material

El mecanismo antioxidante del recubrimiento de la superficie o el material de recubrimiento es la penetración impermeable y evita el transporte de oxígeno, ambas condiciones necesarias para la corrosión del acero. Como un tipo de material de recubrimiento de superficie, el mecanismo anticorrosión de FRP se incorpora principalmente en este aspecto. La capacidad anti-permeabilidad y resistencia al gas del sistema de refuerzo de FRP es proporcionada tanto por la resina como por el propio FRP. Bajo la condición de un buen rendimiento anti-permeabilidad y resistencia al gas de la resina adhesiva, el efecto anti-permeabilidad y resistencia al gas de la fibra no es obvio.

3,2 FRP efecto de confinamiento

En el proceso de corrosión del acero, la capa de corrosión se espesa continuamente. Bajo condición de ninguna restricción externa, la corrosión puede desbordarse de la grieta de la corrosión, y la corrosión alrededor de la barra de acero es muy floja. Después de fortalecer con FRP, la encapsulación de FRP evita que el óxido se desborde, y el óxido alrededor de la barra de acero evita un mayor contacto entre el agua y el oxígeno y la barra de acero, lo que ralentiza la corrosión de la barra de acero hasta cierto punto. Además, el efecto de restricción de FRP restringe la expansión de la corrosión de la barra de acero, reduce el agrietamiento de la capa protectora de concreto, evita que el agua ingrese y retrasa la corrosión de la barra de acero.

Para los dos mecanismos del sistema de refuerzo de FRP, el papel principal es la anti-permeabilidad y la resistencia al gas del sistema de refuerzo de FRP, que es el rendimiento común de la resina y el propio FRP. En el caso de buena impermeabilidad y resistencia al gas, la resina sola puede jugar un buen efecto anticorrosión. En el caso de poca impermeabilidad y resistencia al gas de la resina, el FRP puede compensar la deficiencia de resina y, en última instancia, lograr un buen efecto anticorrosivo. Las restricciones de FRP reducen indirectamente el transporte de oxígeno y agua, y este mecanismo juega un papel limitado, solo un papel complementario.

4 Conclusión

Con base en el estudio experimental de los principales factores que afectan la resistencia a la corrosión de las estructuras reforzadas con FRP, se extraen las siguientes conclusiones:

4,1 La corrosión de las columnas dañadas corroídas reforzadas con FRP se puede reducir en gran medida por la corrosión, pero la corrosión del refuerzo en el hormigón no se puede prevenir por completo.

4,2 La resistencia a la corrosión de las columnas RC corroídas reforzadas con CFRP y GFRP no tiene una diferencia significativa, pero la diferencia de otra resistencia a la corrosión FRP necesita más estudio.

El efecto anticorrosión de CFRP es casi el mismo cuando la tela de fibra se incrementa de 2 a 3 capas. El rendimiento anticorrosivo de las columnas RC corroídas se ve afectado cuando la capa de FRP aumenta de 1 a 2 capas. La dirección de la fibra también afecta la resistencia a la corrosión de las columnas RC corroídas. Cuando se usa FRP para reforzar columnas RC corroídas, el efecto anticorrosión de la dirección de la fibra es mejor, seguido de 45 grados, y la dirección axial es la peor.

4,4 Los tipos de resinas afectan seriamente la resistencia a la corrosión de las columnas de hormigón armado corroídas reforzadas con FRP. En el caso de una buena impermeabilidad y resistencia al aire de las resinas, la resina sola puede desempeñar un buen papel en la protección contra la corrosión. En el caso de pobre impermeabilidad y resistencia al aire de las resinas, el FRP puede compensar esta deficiencia.

4,5 El mecanismo anticorrosión del sistema de refuerzo FRP es principalmente el reflejo de la capacidad anti-permeabilidad y anti-gas de la resina y el propio FRP. El efecto de la restricción de FRP desempeña cierto papel en el funcionamiento anticorrosión del sistema del refuerzo de FRP.