72Reabilitarea constructor

12

MATERIALE COMPOZITE MODERNE PENTRU REABILITAREA STRUCTURILOR

4.1 ASPECTE GENERALE

4.1.1 Definirea sistemelor compozite

Progresul inregistrat in fabricarea materialelor compozite si anumite dezavantaje pe care le prezinta solutiile traditionale de reabilitare structurala favorizeaza in prezent extinderea utilizarii compozitelor cu matrice polimerica (CMP) la consolidarea structurilor de rezistenta.

c

Materialele compozite sunt sisteme multifazice obtinute pe cale artificiala, prin asocierea a cel putin doua materiale chimic distincte, cu interfata de separare clara intre componente, fig.4.1, iar materialul compus rezultat este creat in scopul obtinerii unor proprietati care nu pot fi obtinute de oricare dintre component lucrand individual.

Fig. 4.1 Fazele sistemului compozit. a. faza continua (matricea), b. faza dispersa (armatura), c. interfata

Sistemele sunt definite drept compozite doar daca proprietatile fazelor individuale difera substantial in raport cu cele ale materialelor rezultate in urma asocierii. Definirea unor materiale cu termenul general de compozite este bazata pe schimbarea semnificativa a caracteristicilor materialelor compozite fata de a componentelor initiale. Cele mai multe compozite au fost realizate pentru a obtine materiale cu proprietati mecanice superioare si pentru a imbunatati performantele acestora in conditii severe de solicitare.Compozitele cuprind cel putin o faza discontinue (armatura) inglobata intr-o faza continua (matrice). Proprietatile compozitelor sunt determinate de caracteristicile fazelor componente, distributia acestora si interactiunea dintre ele. Aceste proprietati se pot evalua prin sumarea contribufiilor fractiunilor volumetrice ale fazelor sau pot rezulta printr-o interactiune sinergetica, astfel ca proprietatile nu se pot stabili prin aditionarea contributilor relative. De aceea, in descrierea unui material compozit ca sistem, pe langa precizarea fazelor constituente si a proprietatilor acestora este necesara precizarea geometriei armaturii in ansamblul sistemului.

Intrucat la consolidarea structurilor (de rezistenta) se folosesc aproape exclusiv compozite din matrice polimerice armate cu fibre, in continuare se vor analiza doar aceste tipuri de materiale compozite.

S-a constatat ca apar modificari evidente ale proprietatilor sistemelor multifazice daca armarea se realizeaza cu fibre, fractiunea volume

armatura depasind 10%, iar proprietatile armaturii sunt cel putin de 5 ori mai ridicate decat ale matricei [ 1 ].

La compozitele cu fibre continue se presupune ca armatura este principalul component portant, iar matricea indeplineste functiunile de protectie si transfer al eforturilor intre componentele portante.

Piesa elementara a stratificatului compozit este lamela alcatuita dintr-un esantion de matrice si fibre aranjate in modul in care aceste componente sunt dispuse in ansamblul produsului compozit, fig.4.2.

4.1.2 Rolul fazelor in stabilirea proprietatilor materialelor compozite armate cu fibre

4.1.2.a Matricea

Functiunile pe care le indeplineste matricea in ansamblul compozit sunt urmatoarele:

i. stabileste forma definitiva a produsului realizat din materialu compozit;

ii.inveleste fibrele astfel incat sa le protejeze atat in fazele de formare ale produsului cat si pe durata de serviciu; iii.pastreaza armaturile la distante corespunzatoare transmiteriieforturilor intre faze prin adeziune, frecare sau alte mecanisme deconlucrare; iv.impiedica flambajul fibrelor deoarece fara mediul continuu desustinere laterala armatura nu este capabila sa preia eforturi decompresiune;

v.asigura contributia principala la stabilirea rezistentei si rigiditatii indirectie normala pe fibre;

vi.matricea constituie mediul de transmitere a eforturilor prin compozitastfel ca la ruperea unei fibre reincarcarea celorlalte se poate realizaprin contactul la interfata;

vii.permite redistribuirea concentrarilor de tensiuni si deformatii evitandpropagarea rapida a fisurilor prin compozit; viii.stabileste continuitatea transversala dintre lamelele ansambluluistratificat;

ix.previne efectele corozive si reduce efectele abraziunii fibrelor;

x.asigura compatibilitatea termicS si chimicS in raport cu materialul dearmare.

4.1.2.D Armatura

Ideile principale care trebuie retinute in legatura cu folosirea fibrelor si rolul acestora la armarea compozitelor polimerice se refera la:

. caracteristicile unidimensionale ale fibrelor armaturii contribuie la cresterea rezistentelor si a constantelor elastice in principal dupa directia fibrelor, desi unele contributii "laterale " nu sunt excluse,

cresterea valorilor constantelor elastice si a rezistentelor compozitului este proportionala cu fractiunea volumetrica de fibra dispusa paralel cu directia efortului aplicat, atata vreme cat matricea polimerica asigura invelirea corecta a fibrelor si transferul eforturilor intre componente,

in cazul unor anumite fractiuni volumetrice de fibra si dispunerile geometrice ale armaturii, rezistenta si modulul de elasticitate la intindere al compozitului creste prin sporirea rigiditatii relative a armaturii fata de matrice,

. fibrele trebuie sa aiba caracteristici geometrice uniforme, variatii reduse ale rezistentelor individuale si stabilitatea proprietatilor in timpul operatiunilor de manipulare si punere in opera.

4.1.2.C Interfata armatura-matrice

Analiza comportarii si a proprietatilor unui material compozit polimeric armat cu fibre nu se poate realiza fara cunoasterea fenomenelor si proceselor care au loc la regiunea de interfata fibra-matrice. Interfata fibra-matrice este o regiune de tranzitie cu o evolutie gradata a proprietatilor. Transferul eforturilor la interfata este posibil numai daca intre componenti se realizeaza un contact molecular intim prin distance comparabile cu cele din materialul obisnuit [2]. Legatura se poate realiza pe cale chimica sau prin actiunea fortelor intermoleculare. Regiunea de contact fibra-matrice poate fi tratata ca o a treia faza a compozitului, iar cedarea la interfata este de multe ori critica pentru caracteristicile fizico-mecanice ale sistemului multifazic.

4.1.3 Probleme specifice utilizarii compozitelor polimerice in structurile ingineresti

Proprietatile compozitelor polimerice armate cu fibre (CPAF) sunt influentate in mod semnificativ de directia de solicitare, cu exceptia compozitelor armate cu fibre scurte distribute aleatoriu. La compozitele armate unidirectional caracteristicile mecanice au valori maxime in directia fibrelor (longitudinala) si minime in directie normala pe fibre (transversale). O dependenta unghiulara asemanatoare se observ si la proprietatile termofizice (de exemplu coeficientul de dilatare termica sau conductivitatea termica etc).

Armarea bidirectional sau multidirectional a CMP echilibreaza valorile proprietatilor fizico-mecanice. Desi mai reduse decat valorile in directia longitudinala, acestea mentin avantajul unui raport favorabil rezistenta/densitate sau modul de elasticitate/densitate.

De asemenea, la sistemele compozite exists posibilitatea de repartizare si orientare a armaturii astfel incat sa rezulte un material compozit cu proprietati dirijate. Proiectarea devine astfel un proces complex, incluzand simultan etapele: material, element, structura compozit.

Stratificatele alcatuite din lamele compozite se degradeaza progresiv fiind evitata cedarea totala instantanee. Mecanismele de degradare si cedare structurala ale stratificatelor din CMP difers substantial fata de cele specifice metalelor. CMP armate cu fibre au o capacitate superioara de amortizare a vibratiilor.

Cele mai multe CMP sunt rezistente la actiunea agentilor agresivi; de obicei exista pentru orice situatie de exploatare cate un material compozit care ar putea fi utilizat acolo unde folosirea altor materiale structurale (conventionale) este contraindicata. Totusi, unele compozite polimerice absorb umiditatea atmosferica suferind modificari dimensionale si stari de tensiuni suplimentare.

Degradarea comportarii mecanice a CMP se poate produce si datorita radiatiilor ultraviolete sau temperaturilor ridicate.

Produsele din CMP se pot realiza la standarde ridicate de precizie pentru un numar redus de faze tehnologice in procese simple (manuale) sau automatizabile, specifice productiei industrial de masa.

In cazul executarii elementelor din CMP prin procedee manuale nu se cere o calificare pretentioasa a lucratorilor; acestia pot fi usor instruiti prin stagii reduse de pregatire.

Proprietatile mecanice ale CMP la procentele reduse de armare sunt dependente de timp, astfel ca deformatia specifica la un moment dat este determinata nu numai de eforturile aplicate instantaneu ci si de intreaga istorie de incarcare a sistemului. Dependente de timp a relatiei efort-deformatie se reflecta si asupra rezistentei la rupere, de aceea pentru a obtine o imagine reala a comportarii CMP sunt necesare incercari la rupere prin fluaj.

Multe CMP sunt anizotrope, fie datorita intentiei producatorului de a le imbunatati proprietetile pe o directie (cazul CMP armate unidirectional sau cu straturi neechilibrate), fie ca rezultat al operatiilor tehnologice de formare. La unele CMP modulul de elasticitate la intindere difera de valoarea corespunzatoare la compresiune si incovoiere.

4.2 FIBRE PENTRU ARMAREA COMPOZITELOR POLIMERICE

4.2.1Aspecte generaie

Fibrele reprezinta constituentul cel mai important al compozitului intrucat natura, fractiunea volumetrica si orientarea acestora determina caracteristicile mecanice principale, adica rezistentele si modulii de deformatie elastica la solicitarile uzuale, precum si costul CMP.

Fibrele folosite la armarea CMP solicitate la intindere trebuie sa aiba rezistente si moduli de elasticitate cu valori mari, alungire la rupere si durabilitate corespunzatoare, tenacitate buna si cost redus. Diametrele fibrelor trebuie sa fie suficient de mici pentru a asigura o suprafate specifica mare de transfer a tensiunilor prin forfecare/aderente cu masa de baza. De asemenea diametrele mai mici reduc posibilitatea de dezvoltare a defectelor de suprafata.

Cele mai multe fibre au sectiunea transversala circulara, acestea avand o comportare mai buna la interfate cu matricea polimerica.

4.2.2Fibre din sticla

Fibrele din sticla se utilizeaza extensiv la armarea matricelor polimerice, avand ca principale avantaje costul relativ redus si rezistente mecanice convenabile. Principalele dezavantaje constau in valoarea mai redusa a modulului de elasticitate, rezistenta nesatisfacatoare la abraziune, precum si aderenta necorespunzatoare la matricea polimerica in prezenta apei. Aderenta redusa necesita folosirea unor agenti de cuplare pentru tratarea suprafetei fibrelor.

Rezistentele mecanice ale compozitelor armate cu fibre din sticla sunt influentate semnificativ de forma in care se foloseste materialul de armare.

Rovingul unidirectional este un ansamblu de filamente continue din sticla (cu diametrele d=8...14 fim) netorsionate, paralele si grupate in 6...60 toroane.

Tesaturile bidirectionale asigura proprietati echilibrate dupa doua directii principale ortogonale.

Pentru realizarea compozitelor cu matrice polimerice se pot utiliza fibre de sticla de tip E sau S ale caror proprietafi fizico-mecanice principale sunt prezentate in tabelul 4.1.

Calitatea aderentei dintre fibra de sticla si matricea polimerica afecteaza substantial proprietatile mecanice ale compozitului si rezistenfa la actiunea agresiva a mediului. Prin tratarea fibrelor cu un agent de cuplare se asigura o regiune de interfatacorespunzatoare transferului dintre fazele componente ale compozitului cu matrice polimerica.

Prezenta apei la interfata inrautateste comportarea mecanica a fibrelor prin adancirea microfisurilor de la suprafata armaturilor. Totusi se poate aprecia ca fibrele din sticla sunt armaturi convenabile deoarece au pretul de cost scazut, caracteristici mecanice bune si rezistenta acceptabila la actiunea agresiva a mediului daca sunt protejate corespunzator.

Aceste fibre au caracteristici mecanice avantajoase; in general, pe masura cresterii modulului de elasticitate se reduce rezistenta la tractiune si alungirea specifica la rupere. Fibrele din carbon se comporta liniar elastic pana la rupere, fig. 4.3, iar ruperea este fragila. Atat fibrele din grafit cat si cele din carbon sunt rezistente la actiuni agresive ale mediului inconjurator dar trebuie tratate pentru a fi "udate" corespunzator de matricele polimerice.

Principalul dezavantaj al acestor tipuri de fibre il reprezinta costul inca relativ ridicat (de pana la 10 ori mai mare decat al fibrelor din sticla E). In tabelul 4.1 sunt prezentate principalele proprietati fizico-mecanice ale fibrelor utilizate la armarea matricelor polimerice, inclusiv cele din carbon.

Atat din tabelul 4.1 cat si din fig. 4.3 se disting doua categorii de fibre din carbon: fibre din carbon cu modul de elasticitate ridicat si fibre din carbon cu rezistenta la tractiune mare; aceasta diferenfiere recomanda utilizarea lor in raport cu cerintele specifice de rigiditate sau rezistenta.

4.2.4 Fibre aramidice

Fibrele aramidice sunt materiale organice la care lanjurile moleculare sunt aliniate si rigidizate cu ajutorul inelelor aromatice legate prin punti de hidrogen. In prezent se utilizeaza pentru armare mai multe tipuri de fibre aramidice (Kevlar 29, Kevlar 49, Kevlar 129, Kevlar 149, Kevlar 69 si Kevlar 100). Fibrele aramidice sunt rezistente la actiunea focului si se comporta bine la temperaturi ridicate.

Caracteristicile tensiune/deformatie specifica pentru aceste tipuri de armaturi acopera intervalul delimitat de fibrele din sticla si fibrele din carbon. Aceste materiale de armare au o tenacitate buna si o comportare cvasiductila. Doua dintre tipurile de fibre aramidice sunt utilizate la armarea CMP: Kevlar 29 cu modulul de elasticitate cuprins intre 60-70 GPa si Kevlar 49 cu valoare dubla a acestei caracteristici. Si aceste fibre au comportare liniar elastica avand si avantajul unei energii specifice de deformatie mai mare decat la alte materiale de armare. Fibrele din Kevlar sunt rezistente la majoritatea solventilor dar pot fi degradate de unii acizi si alcalii putemice.

4.3 MATRICE POLIMERICE 4.3.1 Aspecte generale

Asa cum s-a mentionat anterior, matricele indeplinesc functiuni vitale in cadrul sistemelor compozite. Pe langa rolul complex descris in cap. 4.1.2 matricea unui sistem, prin caracteristicile termofizice, afecteaza procesabilitatea i proprietatile generale ale compozitului. Matricea are o influenza decisiva asupra unor caracteristici mecanice (mai ales in directie transversala, la forfecare si compresiune). Proprietatile fizice si chimice ale matricei, cum sunt temperaturile de intarire sau topire, vascozitatea si reactivitatea cu fibrele, influenteaza alegerea procesului de fabricatie. De aceea matricea selectata pentru un sistem compozit trebuie sa tina seama de ansamblul factorilor mentionati.

Tabelul 4.1 Proprietati fizico-mecanice ale unor tipuri de fibre pentru armarea compozitelor cu matrice polimerica [1,3]

Tipul fibreiDensitateaRezistenta la intindereModulul de elasticitateAlungirea la rupereCoeficientul de dilatare termica liniaraoeficientul lui Poisson

(kg/m3)(MPa)(GPa)(%)(10"6/C)O

Sticla E2500345072,43,550,20

Sticla S2500458085,52,62,90,22

Carbon cu modul elastic ridicat195021003800,5-0,6...-l,30,20

Carbon cu rezistenta ridicata175028002401,1-0,2...-0,60,20

Kevlar 2914402760624,4-2,0 longitudinal 30 radial0,35

Kevlar 49144036201242,9-2,0 longitudinal 30 radial0,35

Kevlar 149144034501751.4-2,0 longitudinal 30 radial0,35

Polimerii reprezinta clasa de matrice cu cea mai larga utilizare la fabricarea compozitelor armate cu fibre. Matricele polimerice au costuri convenabile, lucrabilitate buna, rezistenta chimica buna si densitate redusa. Pe de alta parte unele caracteristici cum sunt valorile reduse ale rezistentelor mecanice, constantelor elastice si temperaturilor de serviciu sunt factori care limiteaza domeniul de utilizare.

Matricele polimerice se diferentiaza in raport cu modul de comportare la temperaturi ridicate rezultand matrice polimerice termoplastice si matrice polimerice termorigide.

4.3.1.a Matrice polimerice termoplastice

Astfel de matrice sunt realizate din polimeri constand din lanpari moleculare liniare sau ramificate avand legaturi intramoleculare puternice dar slabe intermolecular. Topirea si solidificarea acestor polimeri sunt reversibile fiind posibila reformarea produselor sub actiunea temperaturii si presiunii ridicate.

4.3.1.b Matrice polimerice termorigide

Aceste matrice sunt alcatuite din polimeri cu structura reticulata, cu legaturi covalente intre molecule, care nu se inmoaie, dar la temperaturi ridicate se pot descompune. Dupa constituirea rejelei de legaturi transversale polimerii termorigizi nu-si pot modifica forma inifiala.

Dintre cele doua grupe de matrice polimerice, pentru CMP sunt mai folosite matricele polimerice termorigide (MPT).

MPT au caracteristici bune de umectare a fibrelor, stabilitate termica buna, rezistenta la actiunea multor agenti chimici agresivi si comportare corespunzatoare la fluaj si relaxarea eforturilor. Dezavantajele principale sunt: durata de stocare redusa, timpul de punere in opera mai indelungat si deformatii specifice la rupere mici, avand rezistenta mica la impact si comportare putin ductila. Cele mai utilizate MPT la obtinerea compozitelor armate cu fibre sunt rasinile epoxidice, poliesterice si vinil esterice, o scurta descriere a acestora fiind prezentata in continuare.

4.3.2 Tipuri de matrice polimerice termorigide utilizate la reabilitarea structurala

4.3.2.a Rasinile poliesterice

Rasinile poliesterice sunt alcatuite din poliesteri nesaturati dizolvati intr-un monomer polimerizabil. Poliesterii nesaturati rezulta din reactia dintre acidul maleic si un glicol, dizolvate intr-un polimer nesaturat (de regula stirenul). Rasinile poliesterice de uz general devin, dupa intarire, copolimeri ai stirenului si ai poliesterului nesaturat. Poliesterii baza se formeaza prin policondensarea anhidridelor ftalica si maleica cu propilen glicol.

Rasinile poliesterice reticuleaza in urma reactiei de copolimerizare cu un radical liber, daca este initiata de un sistem catalitic, capabil sa elibereze radicali liberi la temperatura camerei. Reactia este exoterma si insotita de contractia materialului la solidificare.

Rasinile poliesterice au vascozitatea redusa, timpul de maturare mic si costul acceptabil.

4.3.2.b Rasinile vinilesterice

Aceste tipuri de rasini sunt rezultatul reactiei dintre o rasina epoxidica si un acid carboxilic nesaturat. Datorita structurii chimice aceste rasini au mai putine legaturi transversale, sunt mai flexibile si au o tenacitate la rupere superioara valorilor similare de la rasinile poliesterice.

Matricele vinilesterice au proprietati excelente de umectare a fibrelor si aderenja foarte buna la fibrele din sticla. Sunt comparabile cu rasinile epoxidice in privinta rezistentei chimice si a rezistentei la intindere; au vascozitatea si viteza de maturare comparabile cu ale rasinilor poliesterice.

4.3.2.C Rasinile epoxidice

Rasinile epoxidice sunt lichide organice cu greutate moleculara redusa, confinand un numar de grupari epoxi. Reactia de formare este de polimerizare-aditie, fara produsi secundari, insotita de ridicarea temperaturii.

Proprietatile rasinilor epoxidice intarite depind de compozitia chimica a prepolimerului epoxi si de conditiile de intarire.

Rasinile epoxidice se proceseaza usor, au proprietati mecanice si chimice foarte bune, contractie redusa la intarire si aderente buna la mai multe tipuri de fibre. Principalele dezavantaje ale rasinilor epoxidice sunt costul ridicat si durata de intarire mare.

in tabelul 4.2 sunt precizate unele proprietati fizico-mecanice ale matricelor polimerice termorigide utilizate curent la compozitele armate cu fibre frecvent folosite la reabilitarea structurilor ingineresti.

Tabelul 4.2 Proprietati fizico-mecanice ale unor matrici polimerice termorigide

PROPRIETATEUMMATRICEA

poliestericaepoxidicavinil-esterica

Densitateakg/m31200 -14001200 - 13001150- 1350

Rezistenta la tractiuneMPa34,5 -10455-13073-81

Modulul de elasticitate la tractiuneGPa2,1 - 3,452,75-4,103,0 - 3,5

Coeficientul lui Poisson-0,35 - 0,390,38 - 0,400,36-0,39

Coeficientul de dilatare termica10*/ c55 -10045-6550-75

Absorbtia apei%0,15-0,600,08-0,150,14-0,30

Temperatura de serviciuc100175170

4.4 PRODUSE COMPOZITE PENTRU REABILITARE STRUCTURALA

La consolidarea structurilor ingineresti se folosesc platbande si membrane din CMP armate unidirectional sau bidirectional.Elementele se obtin prin procedeele specifice fabricarii produselor din materiale compozite cu materiale polimerice: pultrudere, procesare cu vacuumare si prin contact [5].

4.4.1 Compozitele polimerice armate cu fibre din sticla

(CPAFS) au proprietati mecanice moderate. In cazul armarii cu fibre unidirectionale si fractiunea volumetrica de fibra V/=0,65, compozitele au modulul de elasticitate EL=45 GPa si rezistenta la intindere longitudinala RtL=1300 MPa. In directia normala pe fibre, adica in direcfie transversala, modulul de elasticitate este Ej=4 GPa iar rezistenta la intindere Rti=50-100 MPa. Compozitele stratificate armate cu tesatura din fibra din sticla au fractiunea volumetrica de fibra aproximativ V/=0,40, iar modulul de elasticitate la intindere corespunzator acestui procent de armare este EL=ET=14 GPa.

4.4.2Compozitele polimerice armate cu fibre din carbon

(CPAFC) unidirecfionale cu matricea epoxidica sau vinilesterica si cu fractiunea volumetrica Vf=0,65-0,70 au modulul de elasticitate la intindere EL=155-165 GPa, rezistenta la intindere in directie longitudinala RtL=2500-3000 MPa si alungirea specifica la rupere eUL=l,2-l,3 %. Prin pultrudere se obtin in prezent platbande si membrane cu caracteristici geometrice si mecanice uniforme [6].

4.4.3Compozitele polimerice armate cu fibre aramidice

(CPAFA) unidirectionale au densitate mica si rezistenta la intindere cuprinsa intre 1200-1400 MPa. Rezistenta la compresiune mult mai redusa (230 MPa) nu recomanda folosirea CPAFA la elementele supuse la compresiune sau in zona comprimata a elementelor incovoiate. Modulul de elasticitate al acestor compozite in directie longitudinala este Ei=75 GPa iar in directie transversals Et=5 GPa. Se apreciaza ca proprietatile mecanice ale CPAFA sunt cuprinse in intervalul limitat inferior de CPAFS si superior de CPAFC.

Cele mai uzuale produse compozite folosite in sistemele de consolidare sunt [7]:

platbande cu fibre unidirectionale sau cu {esaturi neechilibrate, cu armatura dirijata preponderent pe directie longitudinala,

tesaturi bidirectionale echilibrate, neimpregnate,

. platbande preimpregnate unidirectionale, in stare neintarite,

fascicule din fibre unidirectionale, neimpregnate folosite pentru infasurarea elementelor din materiale traditionale,

fascicule din fibre unidirectionale preimpregnate pentru infasurare,

platbande prefabricate si intarite, care se ataseaza de elementele consolidate cu ajutorul adezivilor.

4.5 PARTICULARITATI ALE REABILITARII STRUCTURALE CU MATERIALE COMPOZITE

O comparatie directa intre solufiile de consolidare in care se folosesc platbande din CMP i platbande din o{el conduce la urmatoarele observatii, [6]:

A. Consolidarea cu platbande are avantajele:

i.platbandele din CMP sunt mai putin vulnerabile la actiunea agresivaa agenjilor chimici, de aceea costul intretinerii dupa instalare estemult mai redus;

ii.platbandele compozite se pot proiecta si realiza cu proprietatiprestabilite pe baza alegerii elementelor sistemului multifazic,fractiunilor volumetrice de fibra si matrice, orientarii fibrelor siprocedeului de fabricate;

iii.CMP sunt izolatoare electrice, nemagnetice si neconductivetermic;

iv.platbandele si membranele din CMP au greutate proprie redusa sisunt usor de transportat, manipulat si instalat, adaugand valori micila greutatea proprie;

v.elementele de consolidare din CMP se pot produce cu lungimi mari,fiind posibila livrarea si in rulouri;

vi.reabilitarea structurala nu necesita decat rareori si pe durateminime intreruperea functionarii structurii aflate in procesul deconsolidare;

vii.costul total al aplicarii la platbandele din otel si la cele compoziteeste aproape acelasi, dar daca se considera intreruperile infunctionare si costurile de intrejinere, economiile in cazul folosiriiplatbandelor compozite ajung pana la 18-20 %;

viii.platbandele compozite sunt recomandate in mod special in cazulclorinarii betonului;

ix.in toate situatiile in care exista agenti corozivi si lungimile necesareale platbandelor depasesc 8m solutiile cu platbandele din compozitepolimerice armate cu fibre sunt mai economice.

B. Dezavantajele consolidarii cu platbande din CMP:

Din experienta existenta pana in prezent la solutiile de consolidare realizate se pot identifica urmatoarele dezavantaje:

ii consolidarea cu platbande din CMP este sensibila la schimbari brusteale sectiunii elementelor consolidate - denivelarile pot conduce lainitierea unor forme de cedare cauzate de tensiunile locale deintindere normala pe platbande;

ii.materialele se comports liniar elastic pana la rupere dar existapericolul unor cedari fragile;

iii.fibrele, mai ales cele din carbon, sunt de 4-5 ori mai scumpe decatotelul, dar manopera este mult mai ieftina - diferenta dintrecosturi se reduce pe masura ce creste volumul de activitate si aparofertanti noi;

iv.platbandele compozite sunt mai vulnerabile la deteriorari cauzate decorpuri dure, dar deteriorarile sunt localizate si se pot repara usor.

BIBLIOGRAFIE

1. Taranu N., Iosipescu D. - Structures Made of Composite Materials, Ed. Vesper, Iasi, 1996.

2. Jones R.M. - Mechanics of Composite Materials, Ed. Taylor and Francis, Philadelphia, 1999.

3. Gibson R.F. - Principles of Composite Material Mechanics, McGraw Hill, New York, 1994.

4. Hollaway L. - Polimer Composites for Civil and Structural engineering, Blackie Academic and Professional, Glasgow, 1993.

5. Taranu N., Secu AL, Decher E., Iosipescu D. - Structuri din materiale compozite si asociate, Ed. Univ. Tehn. Iasi, 1992.

6. Hollaway L.C., Leeming M.B. - Strengthering of Reinforced Concrete Structures (Using Externally-bonded FRP Composites in Structural and Civil Engineering), CRC Press, Cambridge, 1999.

7. Triantafillou T. - Composites as Strengthening Materials of Concrete Structures, Chapt. 9 from "Failure Analysis of Industrial Composite Materials", Ed. E. Gdoutos, K. Pilakoutas, C. Rodopoulos, McGraw Hill, New York, 2000.

Fig. 4.2 Alcatuirea lamelelor compozite armate cu fibre, a. cu armare unidirectionala, b. armare cu retea ortogonala (tesatura)