沙迦大学的研究人员在《建筑与建材》杂志上发表研究成果,证明使用聚合物板可以替代钢筋增强混凝土。研究首次系统评估了3D打印聚乳酸(PLA)板材与钢筋在混凝土加固中的结构性能差异。

研究发现,聚合物板的峰值承载能力接近钢筋加固结构的两倍,吸收的能量是钢筋加固结构的五倍。性能最佳的试件抗弯强度接近钢筋试件的80%。研究特别指出,板材的几何形状对结构性能有显著影响——板材的加固效果优于棒材,三角形和波浪形形状能显著提高梁承受开裂后应力的能力。

沙迦大学材料与结构副教授穆罕默德·塔尔哈·朱奈德博士表示,用PLA板材加固的梁的峰值承载能力是普通PLA钢筋的两倍,吸收的能量是后者的五倍。板材更大的表面积使其与混凝土的粘结力更强。最有效的配置是三角形波浪形PLA板,实现了传统钢筋梁近80%的弯曲强度,并达到与之匹配的延展性。

朱奈德博士指出,钢材虽有效但存在重量大、成本高、易腐蚀等缺点。热塑性板材相比传统钢筋具有耐腐蚀性、轻质、可按需定制及可持续性等优势。该研究为大规模生产创新型钢筋提供了途径,表明钢筋混凝土的性能不仅取决于材料本身,还取决于钢筋的几何形状。
更多信息:作者:M. Talha Junaid等人,标题:《采用3D打印聚合物棒材和板材加固的小尺寸梁的弯曲特性》,发表于:《建筑与建材》(2025)。
