WPŁYW PODWYŻSZONEJ TEMPERATURY NA SKUTECZNOŚĆ WZMOCNIENIA BELEK ŻELBETOWYCH TAŚMAMI TYPU CFRP I SRP

Klejenie zewnętrznych nakładek kompozytowych zbrojonych włóknami wysokiej wytrzymałości powoli staje się najpopularniejszą metodą wzmacniania konstrukcji żelbetowych. Zdarza się, że tego typu wzmocnienia mogą być bezpośrednio poddane nasłonecznieniu i tym samym zagrożone nadmiernym nagrzaniem. Badania prowadzone przez autora artkułu pokazały, że nawet w umiarkowanej strefie geograficznej, w której znajduje się Polska, temperatura kleju pod cienkim laminatem może osiągnąć 65°C, czyli temperaturę o 20°C wyższą niż temperatura zeszklenia najpopularniejszych na rynku klejów opartych na żywicy epoksydowej. W artykule przedstawiono wyniki badań laboratoryjnych belek żelbetowych podgrzanych od strony wzmocnienia promieniowaniem podczerwonym. Program badań objął grupę trzynastu belek żelbetowych w skali rzeczywistej. Sześć z nich zostało wzmocnionych taśmą CFRP, kolejnych sześć z taśmą SRP. Belki podgrzewano za pomocą liniowych promienników podczerwieni do mierzonej w warstwie adhezyjnej temperatury od 20°C do 80°C. Po jej osiągnięciu belki obciążano do zniszczenia w teście czteropunktowego zginania. Zauważalny spadek nośności obserwowano już dla temperatury 50°C. Nie stosowano mechanicznego kotwienia, dlatego przyczyną uszkodzenia we wszystkich przypadkach była delaminacja, zazwyczaj w warstwie kleju. Belki wzmocnione taśmą CFRP niszczyły się gwałtownie, bez szczególnych symptomów dźwiękowych towarzszących delaminacji. Ich nośność w temperaturach powyżej 65°C była bliska nośności nie wzmocnionej belki referencyjnej. Nieco korzystniej zachowywały się belki wzmocnione taśmą SRP, głównie dzięki większej szerokości i tym samym niższym naprężeniem w warstwie kleju.

Pełny tekst (pdf)

[1]   Michels J., Widmann R., Czaderski C., Allahvirdizadeh R., Motavalli M.: Glass transition evaluation of commercially available epoxy resins used for civil engineering applications, Composites Part B 77, 2015, pp. 484-493.

[2]   Trapko T.: The effect of high temperature on the performance of CFRP and FRCM confined concrete elements, Composites Part B 54, 2013, 138-145.

[3]   Hülder G., Dallner C., Ehrenstein G.W.: Curing of epoxy-adhesives for the supplementary reinforcement of buildings with bonded CFRP-straps (in German), Bauingenieur 81, 2006, pp. 449-454.

[4]   Othman D., Stratford T.J., Bisby L.A.: A Comparison of On-Site and Elevated Temperature Cure of an FRP Strengthening Adhesive, Proceedings of the FRPRCS11, UM, Guimarães, 2013.

[5]   Carbas R.J.C., Marques E.A.S., Lopes A.M., da Silva L.F.M.: Effect of cure temperature on the glass transition temperature of an epoxy adhesive, Proceedings of the 15th International Conference on Experimental Mechanics ICEM2015, University of Porto 2012.

[6]   Moussa O., Vassilopoulos A.P., Castro J.D., Keller T.: Long-term development of thermophysical and mechanical properties of cold-curing structural adhesives due to post-curing. Journal of Applied Polymer Science 2013;127(4), str. 2490-2496.

[7]   Tadeu A., Branco F., Shear tests of steel plates epoxy bonded to concrete under temperature, Journal of Materials in Civil Engineering 2000, 12(1), pp. 74-80.

[8]   Leone M., Matthys S., Aiello M.A.: Effect of elevated service temperature on bond between FRP EBR systems and concrete, Composites: Part B 40 (2009), p. 85-93.

[9]   Blontrock H., Taerwe L., Vanwalleghem H.: Bond testing of externally glued FRP laminates at elevated temperature, Proceeding of the international conference: Bond in concrete- from research to standard, Budapest, Hungary, 2002, pp. 648-654.

[10]  Klamer E.L., Hordijk D.A., Kleinman C.S.: Debonding of CFRP laminates externally bonded to concrete specimens at low and high temperatures, Proceedings of Third International Conference on FRP Composites in Civil Engineering (CICE 2006), Miami, Florida, USA, pp. 35-38.

[11]  Krzywoń R., Temperature in the adhesive layer of externally bonded composite reinforcement heated by the sun, ACEE Archit. Civ. Eng. Environ. 2016, Vol. 9, No. 1, pp. 79-84.