【原创资讯】韩国科研人员揭示了纤维增强聚合物在混凝土加固中的长久可持续性

在当代社会，人们很容易就会发现我们周围的大部分基础设施（比如建筑物、桥梁、隧道等）都是由容易老化的混凝土制成的。为了维持这些基础设施的安全性能，近年来人们开发出的一种经济有效的方法，即通过使用纤维增强聚合物（fiber reinforced polymer，FRP）复合材料对基础设施进行外部包覆处理，从而实现对基础设施的加固。

但这种加固处理毕竟只是一种暂时的“补丁修复”，并非持久的解决方案，而且针对FRP加固基础设施持久性这个问题，很少有科学家关注。如今一项来自韩国科学家长达13年的研究终于关注到了这一点，从而使得基础设施的长久解决方案迈进了一步。而该研究也发表在复合材料领域顶级期刊《Composites Part B》上。

在混凝土的FRP加固处理过程中，通过会使用环氧树脂粘合剂将玻璃纤维或碳纤维增强聚合物（GFRP或CFRP）复合材料粘结到混凝土上。这些板材通过保护混凝土结构免受恶劣环境条件（如高湿、高温等）的影响，并可提供额外的支撑来加强混凝土结构。但问题是，这些相同的环境条件也可能会降低混凝土与FRP之间的粘结力，并导致FRP保护系统过早失效。

来自韩国海事海洋大学（Korea Maritime and Ocean University）的Jaeha Lee教授是这项为期长达十三年研究的首席研究员，根据他的介绍，在此之前有关FRP混凝土在不同环境中承受持续荷载后，混凝土与FRP之间粘结性能的可用信息相当有限，特别针对超过两年以上时间相关数据更是少见。

在Jaeha Lee教授的领导下，科研人员在不同的室内和室外环境条件下测试了 CFRP 和 GFRP 复合材料脱黏起始应变的参数变化，这是对脱黏破坏失效前发生的变形的度量，较大的应变通常优先于故障预警。经过系列测试研究表明，环境条件对混凝土与FRP之间粘结性能有重大影响。

当经过长达13年的环境条件测试后，科研人员发现室外梁的脱粘应变比室内梁的脱粘应变大。除此以外，不同材料之间的粘结性能也存在一定的差异，比如室内CFRP梁中的脱粘应变变化可以忽略不计，而室内GFRP梁中的脱粘应变则出现了显著下降。

Lee教授强调了该项测试对未来实际应用的重要性，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，这对于经济实惠的建设并维护一个更安全的城市非常有用。