En renforcement structurel, le renforcement composite PRF et le renforcement par plaques d'acier sont deux méthodes couramment utilisées dans les structures en béton. 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 d'un adhésif structural et d'un support en béton. Leurs techniques 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 tissus en fibres de carbone et des plaques d'acier étant différentes, le renforcement composite PRF et le renforcement par plaques d'acier sont différents. La principale différence réside dans le renforcement de la partie inférieure de la poutre et dans l'analyse comparative.

Comparaison de l'amorçage des fissures

Que le PRF ou la plaque d'acier soit collé, des fissures se forment dans le béton de la zone de tension à la base de la poutre sous l'effet de la charge croissante. En présence de fissures anciennes dans le matériau de base, les fissures sont plus susceptibles de se former en premier lieu. En raison du nombre limité de couches de PRF, l'épaisseur ne dépasse pas 0,7 mm et la plaque d'acier peut atteindre 5 mm d'épaisseur par collage manuel. La section transversale de la plaque d'acier est bien supérieure à celle du PRF à largeur égale. Par conséquent, la charge des poutres renforcées avec de l'acier collé est bien supérieure à celle des poutres renforcées avec du PRF en cas de fissures.

D'après le nombre de fissures principales, sous l'effet de la charge croissante, les armatures en acier collé sont plus nombreuses que les armatures en tissu de fibre de carbone collé, et la vitesse de propagation et d'extension des fissures des armatures en tissu de carbone est relativement lente. Le PRF est plus efficace pour limiter les fissures, tandis que les matériaux composites en PRF offrent une meilleure résistance aux fissures.

Comparaison de la déflexion et de la déformation

La déflexion est principalement liée à la rigidité en flexion des poutres. En renforcement structurel, l'utilisation de tissu de carbone ou de tôle d'acier collés peut améliorer la rigidité de deux manières. Premièrement, le module d'élasticité des composites PRF est proche de celui des tôles d'acier ; leur rigidité dépend donc de la section. La comparaison des fissures montre que la section des composites PRF est bien inférieure à celle des tôles d'acier, ce qui explique la rigidité de ces dernières.

D'autre part, la rigidité initiale des poutres peut être maintenue en limitant le développement de fissures. À cet égard, le renforcement des composites PRF présente une limite supérieure de fissuration, ce qui permet de mieux maintenir la rigidité de la poutre. Cependant, l'augmentation de la rigidité par l'augmentation de la section est bien plus efficace que la limitation de la rigidité de maintien des fissures. La performance du béton est telle que la variation de déflexion d'une poutre renforcée par de l'acier collé est plus lente que celle d'un composite FRP collé, et que la charge de rupture de l'acier collé est plus élevée. Autrement dit, il est plus efficace d'améliorer la rigidité et la capacité de flexion des poutres et de les renforcer avec des plaques d'acier collées.

Comparaison de la durabilité

La durabilité influence l'efficacité du renforcement à long terme de la structure. Du point de vue des matériaux, la durabilité des tôles d'acier est faible et elles rouillent facilement. En matière de renforcement structurel, la faible épaisseur des tôles d'acier peut affaiblir considérablement la section ou provoquer des dommages par écaillage. La durabilité des composites PRF est bien supérieure à celle des tôles d'acier, mais il convient d'éviter l'exposition directe au soleil et aux agents nocifs. De plus, les adhésifs structuraux ont un impact sur la durabilité des deux méthodes de renforcement. En résumé, la durabilité des composites PRF est supérieure.