1. Армирование корродированных железобетонных конструкций с FRP

В последние годы обобщается коррозионная стойкость железобетонных колонн, усиленных FRP. Коррозионная стойкость колонн RC, усиленных FRP, была изучена с точки зрения плотности коррозионного тока, потенциала, содержания хлоридов и скорости коррозии. По сравнению с традиционными ремонтными материалами материалы FRP обладают такими преимуществами, как хорошая коррозионная стойкость, стабильная производительность и могут улучшить несущую способность, деформационную способность и сейсмические характеристики колонн.

2. Факторы, влияющие на коррозионную стойкость железобетонных конструкций, усиленных FRP

Хорошая коррозионная стойкость системы армирования FRP в агрессивной среде связана с ее собственной производительностью. Система армирования FRP представляет собой своего рода плотный поверхностный антикоррозионный материал с возможностью предотвращения проникновения влаги и кислорода в бетон. Вода и кислород являются двумя необходимыми условиями для коррозии стали в бетоне. В предыдущих исследованиях некоторые ученые считают, что коррозионная стойкость системы армирования FRP в основном обусловлена смолой, а не самим FRP. Чтобы лучше понять механизм коррозионной стойкости системы армирования FRP и роль FRP и смолы в антикоррозионном процессе, некоторые ученые систематически изучали различные типы FRP, разные слои FRP, разные направления волокон FRP и разные типы смол. Изучение этих факторов поможет понять механизм коррозионной стойкости железобетонных колонн, усиленных стеклопластиковым покрытием.

2,1 Влияние видов FRP на коррозионную стойкость

Углепластик и GFRP обычно используются материалы FRP в машиностроении. Некоторые ученые изучили коррозионную стойкость железобетонных колонн, усиленных углепластик и стеклопластик, и разницу между ними. Коррозионная стойкость двух материалов FRP оценивалась по потенциалу, скорости коррозии и скорости коррозии стали. Средняя скорость коррозии, измеренная в испытании на имитацию естественной коррозии вне помещений, показана на рис. 1. Результаты показывают, что плотность коррозионного тока образцов, защищенных углепластик и стеклопластик, ниже, чем у незащищенных образцов, и разница между ними не очень велика. Конечная скорость коррозии двух сравнивается, разница между продольной арматурой составляет всего 0,1%, а стремя составляет 0,3%.

Результаты показывают, что плотность коррозионного тока защищенных образцов CFRP и GFRP ниже, чем у незащищенных образцов в течение всего процесса испытаний, и разница между ними невелика. Литературные исследования показывают, что нет существенной разницы в коррозионной стойкости между CFRP и GFRP укрепленных образцов. В настоящее время нет более сравнительных экспериментальных результатов о влиянии FRP на коррозионную стойкость, поэтому влияние FRP на коррозионную стойкость необходимо дополнительно изучить.

2,2 Влияние слоя FRP на коррозионную стойкость

Количество слоев армирования из стеклопластика существенно влияет на несущую способность, деформационную и сейсмическую способность конструкции. Это также является важным фактором в исследовании коррозионной стойкости корродировавших колонн RC, усиленных углепластик. Многие ученые изучали влияние различных слоев на коррозионную стойкость. Исследовалась коррозионная стойкость коррозийных колонн, усиленных 1 и 2 листами углепластика. Результаты показывают, что влияние увеличения количества углепластика на коррозионную стойкость упрочненных колонн не является существенным. В литературе сравнивали коррозионную стойкость колонн CFRP и GFRP с 1-4 этажами. На рис. 2 показана конечная скорость коррозии колонн FRP с разными историями в литературе. Из результатов литературы можно видеть, что коррозионная стойкость колонн, усиленных FRP, дополнительно улучшается, когда FRP увеличивается с одного слоя до двух слоев. Коррозионная стойкость колонн, усиленных FRP, не может быть улучшена за счет увеличения количества слоев FRP. В литературе изучена коррозионная стойкость железобетонных колонн, укрепленных 1-3 слоями углепластика. Экспериментальные результаты показывают, что среднесуточная скорость коррозии стальных прутков уменьшается на 29,07% при увеличении углепластика с 1 до 2 слоев. Среднесуточная скорость коррозии увеличилась на 1,46%, когда скорость коррозии увеличилась с 2 до 3 слоев. Если учесть погрешность, то антикоррозионный эффект углепластика практически не изменился при увеличении скорости коррозии с 2 до 3 слоев.

2,3 Влияние ориентации волокна FRP на коррозионную стойкость

В поле подкрепления ФРП, направление волокна и продольного подкрепления различны для различных членов и различных целей подкрепления. Некоторые ученые изучали влияние направления волокна на коррозионную стойкость. В данной работе исследуется коррозионная стойкость колонн из углепластика, усиленных параллельными, вертикальными и 45 градусами продольных стальных стержней. Результаты показывают, что для железобетонных колонн, усиленных FRP, антикоррозийный эффект лучше в окружном направлении, когда тип FRP, толщина усиленного слоя и смолы одинаковы, а затем осевое направление 45 градусов, и худшее вдоль осевого направления.

2,4 Влияние типа смолы на коррозионную стойкость

Смола, используемая для армирования FRP, обладает способностью анти-просачивания и блокировки воздуха, а антикоррозийный эффект системы армирования FRP, образованной различными типами смоляного клея и химического состава, отличается. Была изучена коррозионная стойкость колонн, усиленных углепластиком, с двумя различными смоляными клеями. В то же время, чтобы понять роль смоляного клея в антикоррозийной усилительной системе FRP, была изучена коррозионная стойкость колонн, обернутых только полимерным клеем, и коррозионная стойкость колонн, усиленных FRP, была сравнена с коррозионной стойкостью колонн, усиленных полимерным клеем. Таблица 2-результаты литературы. Результаты показывают, что коррозионная стойкость разных смол очень разная. Среднесуточный тариф корозии смолы Э1 1,65 раз Э2, только 3,99% более менее чем это из стандартных образцов, и 41,90% более менее чем это из стандартных образцов. Коррозионная стойкость FRP в системе E1 + FRP больше, чем в системе E2 + FRP. Коррозионная стойкость FRP в системе E1 + FRP на 39,48% ниже, чем в системе E1 + FRP, в то время как E2 + FRP всего на 13,3% ниже, чем в E2.

3. Обсуждение механизма коррозионной стойкости системы армирования FRP

Анализируя факторы, влияющие на коррозионную стойкость системы армирования FRP, мы считаем, что влияние типов FRP на коррозионную стойкость системы армирования FRP требует дальнейшего изучения. Когда количество слоев FRP превышает 3, увеличение количества слоев мало влияет на коррозионную стойкость системы армирования FRP. Направление волокна также влияет на коррозионную стойкость системы армирования FRP. Здесь, механизм коррозионной устойчивости системы подкрепления ФРП разделен в материальный уровень и влияние заключения ФРП.

3,1 материальный уровень

Антикоррозийный механизм покрытия поверхности или материала покрытия является водонепроницаемым проникновением и предотвращает перенос кислорода, оба из которых являются необходимыми условиями для коррозии стали. Как своего рода поверхностный покрывающий материал, антикоррозийный механизм FRP в основном воплощен в этом аспекте. Способность анти -- проницаемости и газ-сопротивления системы подкрепления ФРП обеспечена и смолой и самим ФРП. Под условием хорошего представления анти -- проницаемости и газ-сопротивления слипчивая смола, влияние анти -- проницаемости и газ-сопротивления волокна не очевидно.

3,2 Эффект ограничения FRP

В процессе коррозии стали слой коррозии непрерывно утолщается. При условии отсутствия внешнего ограничения коррозия может перелиться из коррозионной трещины, и коррозия вокруг стального стержня очень свободна. После усиления FRP инкапсуляция FRP предотвращает переливание ржавчины, а ржавчина вокруг стального стержня предотвращает дальнейший контакт между водой и кислородом и стальным стержней, тем самым замедляя коррозию стального стержня в определенной степени. Кроме того, сдерживающий эффект FRP ограничивает коррозионное расширение стального стержня, уменьшает растрескивание бетонного защитного слоя, предотвращает попадание воды и задерживает коррозию стального стержня.

Для двух механизмов системы армирования FRP основная роль заключается в антипроницаемости и газостойкости системы армирования FRP, которая является общей производительностью смолы и самого FRP. В случае хорошей непроницаемости и газостойкости одна смола может играть хороший антикоррозионный эффект. В случае плохой непроницаемости и газостойкости смолы FRP может восполнить дефицит смолы и в конечном итоге добиться хорошего антикоррозионного эффекта. Ограничения FRP косвенно уменьшают перенос кислорода и воды, и этот механизм играет ограниченную роль, только вспомогательную роль.

4 Заключение

На основании экспериментального исследования основных факторов, влияющих на коррозионную стойкость армированных конструкций из стеклопластика, сделаны следующие выводы:

4,1 Коррозия корродированных поврежденных колонн, усиленных FRP, может быть значительно уменьшена за счет коррозии, но коррозия арматуры в бетоне не может быть полностью предотвращена.

4,2 Коррозионная стойкость коррозийных колонн RC, усиленных CFRP и GFRP, не имеет существенной разницы, но разница в другой коррозионной стойкости FRP требует дальнейшего изучения.

Антикоррозионный эффект углепластика почти такой же, когда волокнистая ткань увеличена с 2 до 3 слоев. Антикоррозионные характеристики корродированные колонны RC влияют, когда слой FRP увеличивается с 1 до 2 слоев. Направление волокна также влияет на коррозионную стойкость коррозийных колонн RC. Когда ФРП использован для того чтобы усилить вытравленные столбцы РК, влияние анти -- корозии направления волокна лучшее, следовать 45 градусами, и осевое направление худшее.

4,4 Типы смол серьезно влияют на коррозионную стойкость корродированных железобетонных колонн, усиленных FRP. В случае хорошей непроницаемости и сопротивления воздуха смол одна смола может играть хорошую роль в защите от коррозии. В случае плохой непроницаемости и сопротивления воздуха смол, FRP может восполнить этот недостаток.

4,5 Механизм анти -- корозии системы подкрепления ФРП главным образом отражение способности анти -- проницаемости и анти -- газа смолы и самого ФРП. Эффект ограничения FRP играет определенную роль в антикоррозийном воздействии системы армирования FRP.