Yüksek Sıcaklığın Cam Elyaf Takviyeli Polimer Donatı ile Beton Arasındaki Aderans Dayanımına Etkisi

Year 2019, Volume: 19 Issue: 3, 804 - 813, 31.12.2019

Zeynep Algın Kasım Mermerdaş Mehmet Şeker

https://doi.org/10.35414/akufemubid.591078

Abstract

Elyaf takviyeli polimer
donatının, yüksek korozyon direncine ve yüksek çekme dayanımına sahip olmasının
yanında hafif bir malzeme olmasından dolayı, geleneksel çelik donatının yerine
kullanılabileceği düşünülmektedir. Elyaf takviyeli polimerlerin, betonun içinde
donatı olarak kullanılabilirliğindeki en kritik sorunlardan biri de aderans
dayanımıdır. Donatı ile beton arasındaki aderans dayanımı beton sınıfı, donatının
türü, çapı, gömülme derinliği, yüzey özellikleri gibi birçok faktöre bağlıdır.
Bu çalışmada, cam elyaf takviyeli polimer (CETP) donatı çapının (18, 16, 14 ve
12 mm), beton sınıfının (C20 ve C40) ve yüksek sıcaklığın (150 ve 250 ^oC),
CETP donatı ile beton arasındaki aderans dayanımına etkisi araştırılmıştır.
Çalışmanın ilk aşamasında, C20 ve C40 sınıfında hazırlanan beton karışımlar ve
dört farklı çaptaki CETP donatıları kullanılarak üretilen numunelere sıyrılma
testi uygulanmış olup, donatı çapındaki ve beton sınıfındaki değişimin aderans
dayanımı üzerindeki etkisi incelenmiştir. Çalışmanın ikinci aşamasında ise, C20
ve C40 sınıfındaki beton karışımlar için 12 ve 16 mm çapındaki CETP donatılar
kullanılarak hazırlanan numuneler, 3 saat süre ile 150 ve 250 ^oC
sıcaklıklara maruz bırakılmıştır. Daha sonra oda sıcaklığına kadar soğutulan
numunelere sıyrılma testi uygulanarak, yüksek sıcaklığın aderans dayanımı
üzerindeki etkisi incelenmiştir. Bu çalışmanın sonucunda, CETP donatı çapı arttıkça
aderans dayanımının arttığı, betonun basınç dayanımındaki artışın da aderans
dayanımını olumlu yönde etkilediği görülmüştür. Ayrıca, sıcaklık artışının CETP
donatı ile beton arasındaki aderansı olumsuz yönde etkilediği belirlenmiştir.

Keywords

Cam elyaf takviyeli polimer donatı, Basınç dayanımı, Aderans dayanımı, Sıcaklık etkisi

Supporting Institution

Harran Üniversitesi Bilimsel Araştırma Projeleri Koordinasyon Birimi (HÜBAK)

Project Number

18243

References

• Achillides, Z. and Pilakoutas, K., 2004. Bond behavior of fiber reinforced polymer bars under direct pullout conditions. Journal of Composites for Construction, ASCE, 8, 173-181.
• ACI Committee, 440.1 R, 2006. Guide for the design and construction of structural concrete reinforced with FRP bars.
• Association, C.S., 2002. Design and construction of building components with fibre reinforced polymers. Canadian Standards Association.
• Association, C.S., 2006. Canadian highway bridge design code. Canadian Standards Association.
• Ballinger, C.A., 1991. Development of composites for civil engineering. In: Advanced Composites Materials in Civil Engineering Structures, ASCE.
• Bedard, C., 1992. Composite reinforcing bars: assessing their use in construction. Concrete International, 14, 55-59.
• Brown, V.L. and Bartholomew, C.L., 1993. FRP reinforcing bars in reinforced concrete members. ACI Materials Journal, 90, 34-39.
• Daniali, S., 1992. Development length for fiber-reinforced plastic bars. In: Advanced Composite Materials in Bridges and Structures, Sherbrooke: Canada.
• Davalos, J.F., Chen, Y. and Ray, I., 2008. Effect of FRP bar degradation on interface bond with high strength concrete. Cement and Concrete Composites, 30, 722-730.
• DeFreese, J.M. and Roberts-Wollmann, C.L., 2002. Glass fiber reinforced polymer bars as top mat reinforcement for bridge decks, 34.
• El-Gamal, S., 2014. Bond strength of glass fiber-reinforced polymer bars in concrete after exposure to elevated temperatures. Journal of Reinforced Plastics and Composites, 33, 2151–2163.
• Faza, S.S. and GangaRao, H.V., 1991. Bending and bond behavior of concrete beams reinforced with plastic rebars. Transportation Research Record, 185-193.
• French. C., 2003. Durability of concrete structures. Structural Concrete, 4, 101-107.
• Hao Q., Wang Y., He, Z. and Ou, J., 2009. Bond strength of glass fiber reinforced polymer ribbed rebar in normal strength concrete. Construction and Building Materials, 23, 865-871.
• Katz, A., Berman, N. and Bank, L.C., 1999. Effect of high temperature on bond strength of FRP rebars. Journal of Composites for Construction, ASCE, 3: 73–81.
• Koch, G.H., Brongers, M.P., Thompson, N.G., Virmani, Y.P. and Payer, J.H, 2002. Corrosion cost and preventive strategies in the United States. Publıcatıon No. FHWA-RD-01-156.
• Lee, J.Y., Kim, T.Y., Kim, T.J., Yi, C.K., Park, J.S., You, Y.C. and Park, Y.H., 2008. Interfacial bond strength of glass fiber reinforced polymer bars in high-strength concrete. Composite Part B: Engineering, 39, 258-270.
• Machida, A. and Uomoto, T., 1997. Recommendation for design and construction of concrete structures using continuous fiber reinforcing materials, vol. 23. Research Committee on Continuous Fiber Reinforcing Materials, Japan Society of Civil Engineers.
• Mosley, C.P., Tureyen, A.K. and Frosch, R.J., 2008. Bond strength of nonmetallic reinforcing bars. ACI Structural Journal, 5, 634-642.
• Nanni, A., Al-Zaharani, M., Al-Dulaijan, S., Bakis, C. and Boothby, I., 1995. Bond of FRP reinforcement to concrete-experimental results. In: Non-metallic (FRP) Reinforcement for Concrete Structures: Proceedings of the Second International RILEM Symposium, CRC Press, 137-145.
• Nanni, A., De Luca, A. and Zadeh, H.J., 2014. Reinforced concrete with FRP Bars: Mechanics and Design. CRC Press, 384.
• Okelo, R. and Yuan, R.L., 2005. Bond strength of fiber reinforced polymer rebars in normal strength concrete. Journal of Composites for Constructıon, 9, 203-213.
• Pecce, M., Manfredi, G., Realfonzo, R. and Cosenza, E., 2001. Experimental and analytical evaluation of bond properties of GFRP bars. Journal of Materials in Civil Engineering, 13, 282-290.
• Polat, M., Yağan, M., Orhan, M., Mehmet, F., 2017. GFRP ve çelik donatıların yüksek sıcaklık etkileri altında aderans kayıplarının incelenmesi. II. İnternational Conference on Advanced Engineering Technologies, 21-23 September, Bayburt, 238-247.
• Saadatmanesh, H. and Ehsani, M.R., 1989. Application of fiber-composites in civil engineering. In: Structural materials. ASCE, 526-535.
• Shield, C., French, C. and Retika, A., 1997. Thermal and mechanical fatigue effects on GFRP rebar-concrete bond. In: Proceedings of the 3rd International Symposium on Non-metallic (FRP) Reinforcement for Concrete Structures (FRPRCS-3), Sapporo.
• Weber, A., 2005. Bond properties of a newly developed composite rebar. In: Proceedings of the international symposium on bond behaviour of FRP in structures (BBFS 2005) (eds Chen and Teng), Hong Kong, China.
• Yan, F. and Lin, Z., 2016. New strategy for anchorage reliability assessment of GFRP bars to concrete using hybrid artificial neural network with genetic algorithm. Composite Part B: Engineering, 92, 420-433.