Valutazione della durabilità di strutture in calcestruzzo armato rinforzate con tessuti in fibra di carbonio (CFRP)

Civil structures are generally built to last over time. However, several external factors and unexpected events, such as increased load requirement, severe environmental exposure, or natural disasters, can affect their service. These may degrade the structures to the point that they can no longer perform their functions efficiently with respect to their strength and serviceability, ultimately shortening the intended service lives of the systems. However, deterioration of concrete cannot be avoided and strengthening and retrofitting existing concrete structures generally becomes necessary. Many techniques have been developed to improve the durability of concrete. External bonding of FRP sheets has emerged as a popular method for strengthening conventional materials such as reinforced concrete. In the retrofit application, composites and concrete are bonded together with an adhesive layer between them. The interface between the FRP plate and concrete substrate plays a critical role in this strengthening method by providing effective stress transfer from the existing structures to externally bonded FRP sheets and keeping integrity and durability of the composite performance of FRP-concrete hybrid structures. Existence of the interfaces between the constituent materials in the bonded system introduces a challenging problem in determining the durability of the bonded system. This paper provides information in the area of short-term durability of concrete beams externally bonded with CFRP sheets. It was intended to study the effect of harsh environmental conditions wet on the performance of CFRP-bonded reinforced concrete beams and on the interfacial bond between the fiber and the concrete. Modelling of environmental effects on the bond surface between FRP composites and concrete is crucial for the purpose of life prediction of strengthened members.

Le strutture civili sono generalmente costruite per durare nel tempo. Tuttavia, diversi fattori esterni e gli eventi imprevisti, come l’aumento del carico, una grave esposizione ambientale, calamità naturali, possono influenzare la vita di servizio. Tali fattori possono comportare il degrado delle strutture, al punto che non riescono più a svolgere le loro funzioni in modo efficiente per quanto riguarda la resistenza e manutenzione, diminuendo, in ultima analisi, la vita di servizio prevista per tali sistemi. Tuttavia, il deterioramento del calcestruzzo non può essere evitato e il rafforzamento di strutture esistenti in calcestruzzo diventa generalmente necessario. Molte tecniche sono state sviluppate per migliorare la durabilità del calcestruzzo. L’incollaggio esterno con tessuti di FRP, è risultato il metodo popolare per rafforzare materiali convenzionali come il cemento armato. Il sistema composito - calcestruzzo è legato insieme da uno strato di adesivo. L'interfaccia tra il tessuto e il supporto in calcestruzzo gioca un ruolo critico in questo metodo di rafforzamento, fornendo il trasferimento efficace delle sollecitazioni delle strutture esistenti rinforzate esternamente con FRP e mantenendo l'integrità e la durata delle prestazioni di strutture FRP-calcestruzzo. L’esistenza delle interfacce tra i materiali costitutivi del sistema incollato introduce un problema, in cui è difficile determinare la sua durata. Questo documento fornisce informazioni in materia di durata a breve termine, di travi in cemento armato rinforzate esternamente con tessuti in CFRP. Si intendeva studiare l'effetto di difficili condizioni ambientali umide sulle prestazioni del sistema CFRP - travi in cemento armato e sul legame d’interfaccia tra la fibra e il calcestruzzo. La modellazione degli effetti ambientali sul legame tra compositi FRP e calcestruzzo, è fondamentale ai fini della previsione della vita del sistema rinforzato.