纤维增强聚合物可以支撑混凝土结构多长时间

在现代社会，我们发现我们的大部分基础设施(建筑物、桥梁、隧道等)都是由老化的混凝土制成的。最近开发的一种维持这种基础设施的经济有效的方法是使用纤维增强聚合物 (FRP) 复合材料进行外部涂层。但这是一个临时补丁还是一个持久的解决方案?没有多少研究关注这个问题。现在，发表在复合材料 B 部分的一项长达 13 年的研究终于找到了答案，使我们离该解决方案的广泛应用又近了一步。

在混凝土的 FRP 强化中，使用环氧树脂粘合剂将玻璃或碳纤维增强聚合物(GFRP 或 CFRP)复合材料粘合到混凝土上。这些板材通过保护混凝土结构免受恶劣环境条件(例如高湿度和温度)的影响，提供额外的支撑并加强混凝土结构。但问题是，这些相同的环境条件也可能会降低混凝土与 FRP 的结合力，导致 FRP 保护系统过早失效。

韩国海事大学的 Jaeha Lee 教授是这项为期 13 年的研究的首席研究员，他说：“关于在不同环境下持续载荷后FRP-混凝土粘结行为的可用信息非常有限，特别是超过两年的时间。 ”

研究人员在各种室内和室外环境条件下测试了 CFRP 和 GFRP 系统，以了解称为脱粘起始应变的参数的变化。这是对失效前发生的变形的度量;较大的应变通常优先于预先警告失败。

研究人员发现，环境条件对粘合行为有显着影响。在 13 年末，观察到室外梁的剥离应变比室内梁更大。此外，材料之间的粘合行为各不相同：在室内 CFRP 梁中，剥离应变的变化可以忽略不计，而在室内 GFRP 梁中，则有显着的下降。

Lee 教授强调了此类测试对未来使用的重要性，并指出：“如果对混凝土-FRP 界面的长期耐久性进行评估，预计该加固系统的使用将以最少的投资增加。通过最大限度地减少现有结构倒塌或损坏的风险，这对于以经济实惠的方式维护一个更安全的城市非常有用。”

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