Omgiven av hav, de flesta av Nya Zeelands armerade betonginfrastrukturer ligger nära kusten, gör det känsligt för korrosion. Kan ny glasbaserad armering hålla svaret?

Ny forskning vid University of Canterbury (UC) under ledning av professor i konstruktionsteknik Alessandro Palermo har belyst vilken inverkan försämring kan ha på strukturers prestanda. Denna forskning är viktig, speciellt med tanke på senaste dödliga brofel, som Morandi -bron i Italien, som kollapsade på grund av korrosion och strukturell svaghet, dödade 43 människor 2018.

Säkerhet är nyckeln till brodesign, men hur är det med de löpande kostnaderna i samband med reparation och rehabilitering av åldrande infrastruktur?

"Sättet vi bygger vår framtida infrastruktur bör vara mer hållbart och inte bara begränsat till byggandets koldioxidavtryck, "Säger professor Palermo.

"Under de kommande 30 till 50 åren, vi kommer att ha fler människor, fler broar och förmodligen mindre pengar för att underhålla vår infrastruktur. Vi måste se framåt och välja mer hållbara material. Detta kommer att avsevärt minska underhållskostnaderna och öka strukturella livscykler."

Ett alternativ som vinner internationellt intresse är användningen av armeringsjärn som inte är av metall. Glasfiberförstärkta polymerstänger (GFRP) har visat sig vara ett lovande substitut för stålarmering i strukturer som utsätts för tuffa miljöer. Korrosionsfri, de har högre draghållfasthet än stål med bara en fjärdedel av vikten.

University of Canterbury (UC) Ph.D. kandidat Cain Stratford undersöker hur GFRP-stänger kan användas i bropelare av armerad betong för att uppnå en överlägsen designlivslängd för bron, samtidigt som tillräcklig seismisk prestanda bibehålls.

"Konstruktionen av kolonnerna gjordes märkbart lättare av den lätta naturen hos GFRP-stängerna. Experimentet har utformats för att simulera den belastning som en bropelare kan förväntas motstå under en seismisk händelse. De första resultaten från våra tester har visat att kombination av GFRP-stänger med konventionellt stål kan vara ett optimalt val för att garantera både utmärkt seismisk prestanda och en ökning av strukturens livslängd, Säger Stratford.

"Jag tror att resultaten av den här studien kommer att resultera i ett stort designskifte inom området broteknik, med strukturell tillämpning snart i Nya Zeeland, "Säger professor Palermo.

Förra året, University of Miami (UM) publicerade "Durability of GFRP Bars Extracted from Bridges with 15 to 20 Years of Service Life" som visar att GFRP-armeringsjärnen bibehöll över 97 % av sin ursprungliga styrka utan tecken på korrosion. UM har studerat extremt mycket hög hållbarhet hos Mateenbar, tillverkad av Nya Zeelands företag, Pultron kompositer.

"Det är bra att UC:s fokus på seismisk prestanda ger ingenjörer mer information om användningen av GFRP-armeringsjärn, "säger Pete Renshaw, Affärsutvecklingsdirektör på Pultron Composites.