Compositi rinforzati in fibra di carbonio per migliorare i fili di acciaio nel calcestruzzo

Il miglioramento dell’economia globale e il conseguente sviluppo delle infrastrutture stradali, ha portato alla costruzione di un maggior numero di ponti.

I trefoli precompressi per i ponti a trave sono generalmente costruiti con materiali in acciaio. Spesso questi sono soggetti ad un degrado da usura e ciò comporta perdite economiche significative.

 

I vantaggi dei compositi rinforzati

Il polimero fibrorinforzato (FRP) ha acquisito un’importanza crescente nel campo dell’ingegneria civile negli ultimi anni. Il CFRP è il FRP più utilizzato in vari settori. Il problema dell’ancoraggio è sempre stato il principale ostacolo all’impiego diffuso di barre in CFRP e trefoli di CFRP, nonostante i significativi progressi nella ricerca applicata.

Una tecnica che ha dato ottimi risultati nel fissaggio del tendine CFRP è il sistema di ancoraggio composito a cuneo, che combina l’ancoraggio a clip e adesivo. Inoltre, la ricerca ha dimostrato che il rivestimento in sabbia è in grado di migliorare ulteriormente le capacità di adesione dell’FRP.

 

La lunghezza dell’ancoraggio

Per i test è stato utilizzato un trefolo CFRP con una migliore resistenza alla corrosione e all’usura nelle strutture in calcestruzzo. I membri di tensione CFRP sono stati ancorati utilizzando un fissaggio di legame, che ha incollato il CFRP attraverso il supporto vincolante.

Il cono interno del trefolo CFRP pre-stressato è stato fissato sull’ancoraggio del trefolo CFRP, ed è stato valutato l’effetto di varie lunghezze di ancoraggio e agenti di legame. I risultati dei test hanno dimostrato che il fissaggio più affidabile ed efficace è quello da 200 mm poiché ha un cono di ancoraggio più grande.

 

La scelta dei materiali da fissaggio

Nella fase successiva della ricerca sono stati studiati effetti sulle prestazioni dell’ancoraggio di diversi materiali di incollaggio. Dagli esperimenti è emerso che la malta epossidica, ad esempio, può aumentare l’efficacia dell’ancoraggio fino al 94,1% e tali prestazioni possono essere ulteriormente migliorate aggiungendo della sabbia di quarzo alla resina epossidica.

La miscela secca di calcestruzzo ad alte prestazioni (UHPC-GJL), invece, si è rivelato un materiale inadatto all’accoppiamento con materiali a trefolo CFRP, dato il suo coefficiente di efficienza di ancoraggio medio del 44,5%.

 


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