1. Renforcement des structures en béton armé corrodées par PRF

Ces dernières années, la résistance à la corrosion des poteaux en béton armé renforcés par PRF a été étudiée. La résistance à la corrosion des poteaux en béton armé renforcés par PRF a été étudiée en termes de densité de courant de corrosion, de potentiel, de teneur en chlorure et de vitesse de corrosion. Comparés aux matériaux de réparation traditionnels, les PRF présentent les avantages d'une bonne résistance à la corrosion, de performances stables et peuvent améliorer la portance, la capacité de déformation et la résistance sismique des poteaux.

2. Facteurs affectant la résistance à la corrosion des structures en béton armé renforcées par PRF

La bonne résistance à la corrosion des systèmes de renforcement en PRF en milieu corrosif est liée à leurs propres performances. Les PRF sont des matériaux anticorrosion à surface dense qui empêchent l'humidité et l'oxygène de pénétrer dans le béton. L'eau et l'oxygène sont deux conditions nécessaires à la corrosion de l'acier dans le béton. Dans des études antérieures, certains chercheurs ont estimé que la résistance à la corrosion des systèmes de renforcement en PRF était principalement due à la résine, et non au PRF lui-même. Afin de mieux comprendre le mécanisme de résistance à la corrosion des systèmes de renforcement en PRF et le rôle du PRF et de la résine dans le processus anticorrosion, des chercheurs ont étudié systématiquement différents types de PRF, différentes couches de PRF, différentes orientations de fibres de PRF et différents types de résine. L'étude de ces facteurs nous aidera à comprendre le mécanisme de résistance à la corrosion des poteaux en béton armé renforcés en PRF.

2.1 Effet des PRF sur la résistance à la corrosion

Le PRF et le PRFV sont des matériaux PRF couramment utilisés en ingénierie. Des chercheurs ont étudié la résistance à la corrosion de poteaux en béton armé renforcés par du PRF et du PRFV, ainsi que leurs différences. La résistance à la corrosion de deux PRF a été évaluée par le potentiel, la vitesse de corrosion et la vitesse de corrosion sous l'effet du poids de l'acier. La vitesse de corrosion moyenne mesurée lors de l'essai de corrosion naturelle simulée en extérieur est présentée à la figure 1. Les résultats montrent que la densité de courant de corrosion des éprouvettes protégées par du PRF et du PRFV est inférieure à celle des éprouvettes non protégées, et que la différence entre elles est faible. Le taux de corrosion final des deux matériaux a été comparé : la différence entre les armatures longitudinales n'est que de 0,1 % et celles des étriers de 0,3 %.

Type de spécimen	Spécimen standard	CFRP	FDRP
Taux de corrosion des armatures longitudinales (%)	6.6	3.3	3.4
Taux de corrosion des étriers (%)	10.1	6.9	6.3

Les résultats montrent que la densité de courant de corrosion des éprouvettes protégées par des PRFC et des PRFV est inférieure à celle des éprouvettes non protégées pendant toute la durée de l'essai, et que la différence entre elles est faible. Les études bibliographiques montrent qu'il n'existe pas de différence significative de résistance à la corrosion entre les éprouvettes renforcées par des PRFC et des PRFV. À l'heure actuelle, il n'existe pas de résultats expérimentaux comparatifs supplémentaires concernant l'effet des PRFV sur la résistance à la corrosion ; son influence sur la résistance à la corrosion doit donc être approfondie.

2.2 Effet de la couche de PRFV sur la résistance à la corrosion

Le nombre de couches de renforcement en PRFV influence significativement la capacité portante, la déformation et la résistance sismique de la structure. Il s'agit également d'un facteur important dans l'étude de la résistance à la corrosion des poteaux en béton armé corrodés renforcés par des PRFV. De nombreux chercheurs ont étudié l'effet de différentes couches sur la résistance à la corrosion. La résistance à la corrosion de poteaux corrodés renforcés par une ou deux feuilles de PRFV a été étudiée. Les résultats montrent que l'effet de l'augmentation du nombre de couches de PRFV sur la résistance à la corrosion des poteaux renforcés n'est pas significatif. La résistance à la corrosion des poteaux en PRFC et en PRFV de 1 à 4 étages a été comparée dans la littérature. La figure 2 illustre la vitesse de corrosion finale des poteaux en PRF de différents étages. Les résultats de la littérature montrent que la résistance à la corrosion des poteaux renforcés en PRF est encore améliorée lorsque le PRF passe d'une couche à deux. L'augmentation du nombre de couches de PRF ne permet pas d'améliorer davantage la résistance à la corrosion des poteaux renforcés en PRF. La résistance à la corrosion des poteaux en béton armé renforcés de 1 à 3 couches de PRF est étudiée dans la littérature. Les résultats expérimentaux montrent que la vitesse de corrosion journalière moyenne des barres d'acier diminue de 29,07 % lorsque le PRF passe de 1 à 2 couches. La vitesse de corrosion journalière moyenne augmente de 1,46 % lorsque le taux de corrosion passe de 2 à 3 couches. Compte tenu de l'erreur, l'effet anticorrosion du PRF reste quasiment inchangé lorsque le taux de corrosion passe de 2 à 3 couches.

2.3 Effet de l'orientation des fibres de PRF sur la résistance à la corrosion

Dans le domaine du renforcement des PRF, la direction des fibres et le renforcement longitudinal diffèrent selon les éléments et les applications. Des chercheurs ont étudié l'effet de la direction des fibres sur la résistance à la corrosion. Cet article étudie la résistance à la corrosion de poteaux en PRF renforcés par des barres d'acier parallèles, verticales et longitudinales à 45 degrés. Les résultats montrent que, pour les poteaux en béton armé renforcés par PRF, l'effet anticorrosion est meilleur dans le sens circonférentiel à type de PRF, d'épaisseur de la couche renforcée et de résine identiques, suivi par le sens axial à 45 degrés, et le plus faible dans le sens axial.

2.4 Effet du type de résine sur la résistance à la corrosion

La résine utilisée pour le renforcement des PRF présente des propriétés anti-infiltration et anti-air, tandis que l'effet anticorrosion du système de renforcement des PRF formé par différents types de colles à base de résine et de compositions chimiques est différent. La résistance à la corrosion de poteaux renforcés par PRF avec deux colles à base de résine différentes a été étudiée. Parallèlement, afin de comprendre le rôle de la colle à base de résine dans le système de renforcement anticorrosion FRP, la résistance à la corrosion des colonnes enveloppées uniquement de colle à base de résine a été étudiée et la résistance à la corrosion des colonnes renforcées avec du FRP a été comparée à celle des colonnes renforcées avec de la colle à base de résine. Le tableau 2 présente les résultats de la littérature. Les résultats montrent que la résistance à la corrosion des différentes résines est très différente. Le taux de corrosion quotidien moyen de la résine E1 est 1,65 fois supérieur à celui de la résine E2, soit seulement 3,99 % de moins que celui des échantillons standard et 41,90 % de moins que celui des échantillons standard. La résistance à la corrosion du FRP dans le système E1 + FRP est supérieure à celle du système E2 + FRP. La résistance à la corrosion du FRP dans le système E1 + FRP est inférieure de 39,48 % à celle du système E1 + FRP, tandis que celle de E2 + FRP n'est inférieure que de 13,3 % à celle de la résine E2.

Type de colle	E1			E2
Renforcé	Non renforcé	Résine	Résine + polymère renforcé de fibres (FRP)	Non renforcé	Résine	Résine + polymère renforcé de fibres (FRP)
Corrosion moyenne journalière ／（ ％ · ｄ －１ ）	4.01	3.85	2.33	4.01	2.33	2.02

3. Discussion sur le mécanisme de résistance à la corrosion des systèmes de renforcement en PRF

L'analyse des facteurs affectant la résistance à la corrosion des systèmes de renforcement en PRF nous amène à penser que l'influence des types de PRF sur cette résistance mérite d'être approfondie. Lorsque le nombre de couches de PRF est supérieur à 3, l'augmentation du nombre de couches a peu d'effet sur la résistance à la corrosion. L'orientation des fibres influence également la résistance à la corrosion. Le mécanisme de résistance à la corrosion des systèmes de renforcement en PRF est divisé en deux catégories : le niveau de matériau et l'effet de confinement du PRF.

3.1 Niveau de matériau

Le mécanisme antirouille du revêtement de surface est la pénétration de l'eau et la prévention du transport d'oxygène, deux conditions nécessaires à la corrosion de l'acier. En tant que matériau de revêtement de surface, le mécanisme anticorrosion du PRF se manifeste principalement par cet aspect. La perméabilité et la résistance aux gaz du système de renforcement en PRF sont assurées à la fois par la résine et le PRF lui-même. Lorsque la résine adhésive présente de bonnes propriétés anti-perméabilité et de résistance aux gaz, l'effet anti-perméabilité et de résistance aux gaz des fibres n'est pas évident.

3.2 Effet de confinement du PRF

Lors de la corrosion de l'acier, la couche de corrosion s'épaissit continuellement. En l'absence de contrainte externe, la corrosion peut déborder de la fissure de corrosion et la corrosion autour de la barre d'acier est très lâche. Après renforcement par le PRF, l'encapsulation du PRF empêche la rouille de déborder, et la rouille autour de la barre d'acier empêche tout contact ultérieur entre l'eau et l'oxygène, ralentissant ainsi la corrosion de cette dernière dans une certaine mesure. De plus, l'effet de confinement du PRF limite l'expansion de la corrosion de la barre d'acier, réduit la fissuration de la couche protectrice du béton, empêche l'infiltration d'eau et retarde la corrosion de la barre d'acier.

Pour les deux mécanismes du système de renforcement PRF, le rôle principal est l'anti-perméabilité et la résistance aux gaz du système de renforcement PRF, qui constituent les propriétés communes de la résine et du PRF. En cas d'imperméabilité et de résistance aux gaz satisfaisantes, la résine seule peut assurer un bon effet anticorrosion. En cas de faible imperméabilité et de faible résistance aux gaz, le PRF peut compenser cette déficience et, in fine, obtenir un bon effet anticorrosion. Les contraintes du PRF réduisent indirectement le transport de l'oxygène et de l'eau, et ce mécanisme joue un rôle limité, mais complémentaire.

4. Conclusion

L'étude expérimentale des principaux facteurs affectant la résistance à la corrosion des structures renforcées en PRF permet de tirer les conclusions suivantes :

4.1 La corrosion des poteaux corrodés endommagés renforcés en PRF peut être fortement réduite par la corrosion, mais la corrosion des armatures du béton ne peut être totalement évitée.

4.2 La résistance à la corrosion des poteaux en béton armé corrodés renforcés en PRF et PRF ne présente pas de différence significative, mais la différence de résistance à la corrosion des autres PRF nécessite des études plus approfondies.

L'effet anticorrosion du PRF est quasiment identique lorsque la couche de fibres est augmentée de 2 à 3. La performance anticorrosion des poteaux en béton armé corrodés est affectée lorsque la couche de PRF est augmentée de 1 à 2. L'orientation des fibres affecte également la résistance à la corrosion des poteaux en béton armé corrodés. Lorsque le PRF est utilisé pour renforcer des poteaux en béton armé corrodés, l'effet anticorrosion est meilleur dans l'orientation des fibres, suivie de l'orientation à 45 degrés, et l'orientation axiale est la moins efficace.

4.4 Les types de résines affectent considérablement la résistance à la corrosion des poteaux en béton armé corrodés renforcés par des PRF. Si les résines présentent une bonne imperméabilité et une bonne résistance à l'air, la résine seule peut jouer un rôle important dans la protection contre la corrosion. En cas d'imperméabilité et de résistance à l'air insuffisantes, les PRF peuvent compenser ces défauts.

4.5 Le mécanisme anticorrosion du système de renforcement en PRF reflète principalement la perméabilité et la résistance aux gaz de la résine et du PRF lui-même. L'effet de retenue du PRF joue un rôle important dans les performances anticorrosion du système de renforcement en PRF.