Omgeven door oceaan, de meeste infrastructuur van gewapend beton in Nieuw-Zeeland ligt dicht bij de kust, waardoor het vatbaar is voor corrosie. Zou nieuwe op glas gebaseerde wapening het antwoord kunnen bieden?

Nieuw onderzoek aan de Universiteit van Canterbury (UC) onder leiding van professor Structural Engineering Alessandro Palermo heeft de impact aangetoond die verslechtering kan hebben op de prestaties van constructies. Dit onderzoek is belangrijk, vooral gezien de recente dodelijke mislukkingen van de bruggen, zoals de Morandi-brug in Italië, die instortte als gevolg van corrosie en structurele zwakte, het doden van 43 mensen in 2018.

Veiligheid is de sleutel bij het ontwerpen van bruggen, maar hoe zit het met de lopende kosten in verband met het herstel en herstel van verouderde infrastructuur?

"De manier waarop we onze toekomstige infrastructuur bouwen, moet duurzamer zijn en niet alleen beperkt tot de koolstofvoetafdruk van de bouw, ' zegt professor Palermo.

"In de komende 30 tot 50 jaar, we zullen meer mensen hebben, meer bruggen en waarschijnlijk minder geld om onze infrastructuur te onderhouden. We moeten vooruitkijken en kiezen voor duurzamere materialen. Dit zal de onderhoudskosten aanzienlijk verlagen en de structurele levenscycli verlengen."

Een alternatief dat internationale belangstelling krijgt, is het gebruik van niet-metalen wapeningsstaven. Met glasvezel versterkte polymeer (GFRP) staven hebben bewezen een veelbelovende vervanging te zijn voor staalversterking in constructies die onderhevig zijn aan ruwe omgevingen. Corrosievrij, ze hebben een hogere treksterkte dan staal met slechts een kwart van het gewicht.

Universiteit van Canterbury (UC) Ph.D. kandidaat Cain Stratford onderzoekt hoe GFRP-staven kunnen worden gebruikt in brugkolommen van gewapend beton om een ​​superieure ontwerplevensduur voor de brug te bereiken, met behoud van voldoende seismische prestaties.

"De constructie van de kolommen werd merkbaar gemakkelijker gemaakt door het lichtgewicht karakter van de GFRP-staven. Het experiment is ontworpen om de belasting te simuleren die een brugpijler naar verwachting zal weerstaan ​​​​tijdens een seismische gebeurtenis. De eerste resultaten van onze tests hebben aangetoond dat een combinatie van GFRP-staven met conventioneel staal kan een optimale keuze zijn om zowel uitstekende seismische prestaties als een verlenging van de bruikbare levensduur van de constructie te garanderen, ' zegt Stratford.

"Ik geloof dat de resultaten van deze studie zullen resulteren in een grote ontwerpverschuiving op het gebied van brugtechniek, met structurele toepassing binnenkort in Nieuw-Zeeland, ' zegt professor Palermo.

Vorig jaar, de University of Miami (UM) publiceerde "Durability of GFRP Bars Extracted from Bridges with 15 to 20 Years of Service Life" waaruit blijkt dat de GFRP-wapening meer dan 97% van hun oorspronkelijke sterkte behield zonder enig teken van corrosie. UM heeft de uiterst hoge duurzaamheid van Mateenbar, vervaardigd door het bedrijf uit Nieuw-Zeeland, Pultron-composieten.

"Het is geweldig dat de focus van UC op seismische prestaties ingenieurs meer informatie geeft over het gebruik van GFRP-wapening, " zegt Pete Renshaw, Business Development Director bij Pultron Composites.