Pour le renforcement des structures en béton, l'insertion de tissu en fibre de carbone et de plaques d'acier collées est une méthode fréquemment utilisée. Lors du choix du système de renforcement, ces deux méthodes sont souvent utilisées simultanément. Du point de vue du mécanisme d'action, ces deux méthodes de renforcement sont constituées par la colle structurale et le matériau de base en béton. Leurs processus de construction sont similaires, ce qui complique souvent le choix.

En réalité, la similitude des mécanismes de renforcement ne signifie pas que les deux parties peuvent choisir librement. Les propriétés mécaniques des tôles en PRFC et des tôles d'acier diffèrent, ce qui entraîne des performances de renforcement différentes.

Exemple de renforcement de poutre

1. Développement de fissures

Lorsque la charge augmente, le béton se fissure dans la zone de traction de la partie inférieure de la poutre. Si le matériau de base présente d'anciennes fissures, celles-ci peuvent facilement se fissurer. En raison du nombre limité de feuilles de fibre de carbone, l'épaisseur ne dépasse pas 0,7 mm. Les plaques d'acier fabriquées par revêtement manuel peuvent atteindre 5 mm d'épaisseur. La section de la plaque d'acier est bien supérieure à celle de la fibre de carbone pour la même amplitude. Par conséquent, le renforcement d'une poutre par l'acier renforcé est bien supérieur à celui d'une poutre renforcée par un tissu de carbone.

Du fait du nombre de fissures principales, avec l'augmentation de la charge, le renforcement de l'acier lié est supérieur à celui du PRFC, et l'expansion et l'extension des fissures du tissu de carbone sont lentes. Le PRFC est plus efficace pour limiter les fissures et offre une meilleure résistance aux fissures.

2. Flèche

La flèche est principalement liée à la rigidité en flexion des poutres. En renforcement structurel, l'utilisation de tissu de carbone ou de plaque d'acier collée peut améliorer la rigidité de deux manières. Premièrement, le module d'élasticité du tissu de fibre de carbone est proche de celui de la plaque d'acier ; l'amélioration de la rigidité dépend donc principalement de la section. En revanche, la section du tissu de fibre de carbone est bien inférieure à celle de la plaque d'acier, ce qui rend la rigidité de la plaque d'acier bien supérieure à celle du tissu de fibre de carbone.

D'autre part, la rigidité initiale des poutres peut être maintenue en limitant le développement de fissures. À cet égard, le renforcement en PRFC offre une meilleure limitation des fissures, ce qui permet de mieux maintenir la rigidité des poutres. Cependant, dans ces deux cas, il est préférable d'améliorer la rigidité en augmentant la section pour améliorer la rigidité de la fissure. Les performances du béton sont les suivantes : la déflexion des poutres renforcées par l'acier collé est plus lente que celle des treillis en carbone, et la charge d'endommagement des armatures en acier collé est plus élevée. Il est donc plus efficace d'améliorer la rigidité et la capacité de flexion des poutres et de les renforcer avec des plaques d'acier collées.

3. Durabilité

La durabilité influence l'efficacité du renforcement à long terme de la structure. Du point de vue du matériau, la durabilité des plaques d'acier est faible et elles rouillent facilement. De plus, l'épaisseur des plaques d'acier est plus fine. La rouille peut affaiblir la section transversale ou provoquer des dommages par écaillage. La durabilité du PRFC est bien supérieure à celle des plaques d'acier, mais il convient d'éviter l'exposition directe au soleil et aux agents nocifs. De plus, les adhésifs structuraux influencent la durabilité des deux méthodes de renforcement. En général, la durabilité du PRFC est supérieure.

La comparaison ci-dessus montre que, bien que les deux méthodes soient similaires au PRFC et au ferraillage collé, leur applicabilité diffère selon les tendances de renforcement. Lors du choix du système, il convient de choisir la technologie de construction appropriée en fonction des besoins réels en renforcement.