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

Elyaf takviyeli polimer donatının, yüksek korozyon direncine ve yüksek çekme dayanımına sahipolmasının yanında hafif bir malzeme olmasından dolayı, geleneksel çelik donatının yerinekullanılabileceği düşünülmektedir. Elyaf takviyeli polimerlerin, betonun içinde donatı olarakkullanılabilirliğindeki en kritik sorunlardan biri de aderans dayanımıdır. Donatı ile beton arasındakiaderans dayanımı beton sınıfı, donatının türü, çapı, gömülme derinliği, yüzey özellikleri gibi birçokfaktöre 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 arasındakiaderans dayanımına etkisi araştırılmıştır. Çalışmanın ilk aşamasında, C20 ve C40 sınıfında hazırlananbeton karışımlar ve dört farklı çaptaki CETP donatıları kullanılarak üretilen numunelere sıyrılma testiuygulanmış olup, donatı çapındaki ve beton sınıfındaki değişimin aderans dayanımı üzerindeki etkisiincelenmiştir. Çalışmanın ikinci aşamasında ise, C20 ve C40 sınıfındaki beton karışımlar için 12 ve 16 mmçapındaki CETP donatılar kullanılarak hazırlanan numuneler, 3 saat süre ile 150 ve 250 oC sıcaklıklaramaruz bırakılmıştır. Daha sonra oda sıcaklığına kadar soğutulan numunelere sıyrılma testi uygulanarak,yüksek sıcaklığın aderans dayanımı üzerindeki etkisi incelenmiştir. Bu çalışmanın sonucunda, CETPdonatı çapı arttıkça aderans dayanımının arttığı, betonun basınç dayanımındaki artışın da aderansdayanımını olumlu yönde etkilediği görülmüştür. Ayrıca, sıcaklık artışının CETP donatı ile betonarasındaki aderansı olumsuz yönde etkilediği belirlenmiştir.

The Effect of Elevated Temperature on Bond Strength between Glass Fibre Reinforced Polymer Bar and Concrete

The utilisation of fibre reinforced polymer (FRP) bars in concrete instead of the conventional steel rebar is generally considered to be viable due to their fundamental traits such as lightweight, higher corrosion resistance and tensile strength. One of the most critical issues in this FRP application is in fact the bond strength between FRP bars and concrete which depends on many factors including the strength of concrete, FRP diameters, types, embedment depth and surface properties etc. In this study, the effects of bar diameters (18, 16, 14 and 12 mm), the strength classes of concrete (C20 and C40) and the elevated temperature (150 and 250 oC) variation on the bond strength were investigated. In the first stage of the study, the pull-out tests were applied to the samples produced by using concrete mixtures prepared as C20 and C40 class and FRP reinforcements having four different diameters. Thus, the effects of variation in FRP diameter and the strength classes of concrete on the bond strength were investigated. In the second stage of the study, the samples prepared using 12 and 16 mm diameters of FRP reinforcements for C20 and C40 concrete mixtures were exposed to the temperatures of 150 and 250 oC for 3 hours. Then, the effect of elevated temperature on the bond strength was carried out by applying the pull-out tests to the samples cooled to the room temperature. The test results reveal that the bond strength is improved with increasing FRP diameter, the compressive strength of concrete and

___

  • 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, 2006. Guide for the design and construction of structural concrete reinforced with FRP bars. ACI 440.1R-06, Farmington Hills, MI. Ballinger, C.A., 1991. Development of composites for civil engineering. In: Advanced Composites Materials in Civil Engineering Structures, ASCE, 288-301.
  • 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.
  • CSA, 2002. Design and construction of building components with fibre reinforced polymers. Canadian Standards Association, Toronto, Ontario, Canada, CSA S806-02.
  • CSA, 2006. Canadian highway bridge design code. Canadian Standards Association, Toronto, Ontario, Canada.
  • Daniali, S., 1992. Development length for fiberreinforced plastic bars. In: Advanced Composite Materials in Bridges and Structures, 179-188.
  • 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, Contract Report for Virginia Transportation Research Council.
  • El-Gamal, S., 2014. Bond strength of glass fiberreinforced 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. Concrete Library of JSCE 1997: 30: 1–64 (Translation from the Concrete Library, No. 88, Published by JSCE, September 1996).
  • 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, London, CRC Press, 418.
  • 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. International Conference on Advanced Engineering Technologies, 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, 381-388.
  • Weber, A., 2005. Bond properties of a newly developed composite rebar. In: Proceedings of the international symposium on bond behaviour of FRP in structures, 379-384.
  • 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.
Afyon Kocatepe Üniversitesi Fen ve Mühendislik Bilimleri Dergisi-Cover
  • Yayın Aralığı: Yılda 6 Sayı
  • Başlangıç: 2015
  • Yayıncı: AFYON KOCATEPE ÜNİVERSİTESİ
Sayıdaki Diğer Makaleler

Süperkapasitör Uygulamaları için Nikel/Nikel Köpük Elektrodun İyonik Sıvı İçerisinden Elektrokimyasal Olarak Sentez

Hüseyin ZENGİN, Naime ÖZDEMİR, Perihan YILMAZ ERDOĞAN, Abdulcabbar YAVUZ

Tekirdağ Kıyı Bölgesinden Toplanan Balıklarda Kalıcı Organik Kirleticiler (KOK)

Ayşe Handan DÖKMECİ, Aslı ŞİMŞEK ÖZBEK, Temine ŞABUDAK

Tiyazol Tabanlı Schiff Bazı ve Metal Komplekslerinin Sentezi ve Antimikrobiyal Aktivite Çalışmaları

Alaaddin ÇUKUROVALI, İbrahim YILMAZ

Parçacık Sürü Optimizasyonu Ayarlı Türev Etkisi Filtreli Bir PID Denetleyici için Hata Tabanlı ve Kullanıcı Tanımlı Amaç Fonksiyonlarının Performans Analizi

Mustafa Şinasi AYAS, Erdinç ŞAHİN

H2SO4 ile Aktive Edilen Fıstık Kabuğu Kullanılarak Sürekli Sistem Kolonda Sucul Çözeltiden Asidik Boya Giderimi

Mazen ALZEİN, İlknur ŞENTÜRK

Jeodezik Yöntemlerle Deprem Tekrarlama Periyotlarının Belirlenmesi: Alaşehir Bölgesi Örneği

İbrahim TİRYAKİOĞLU, Ali İhsan UMUTLU, Fatih POYRAZ

Eskişehir İlinden Topraksolucanı (Clitellata; Megadrili) Kayıtları

Hristo VALCHOVSKI, İbrahim Mete MISIRLIOĞLU

Organize Sanayi Bölgesi (Uşak) Atıklarından Kurşun (Pb) Biyobirikimi Yapabilen Bakterilerin İzolasyonu ve İdentifikasyonu

Büşra AYDIN, Safiye Elif KORCAN, Gamze Kübra ÇETİN, Nazife ALPASLAN, Gülderen UYSAL AKKUŞ, Ferruh AŞÇI

Kanca Ucu Tipinin Çelik Tel Donatılı Betonların Mekanik Özelliklerine Etkisi

Yuşa ŞAHİN, Eyüp TAŞKIN, Yunus GÜNDÜZ

Yardımcı Denklem Yöntemi Yardımı ile Kesirli Mertebeden Kısmi Diferansiyel Denklemlerinin Analitik Çözümleri

Sera YILMAZ, Orkun TAŞBOZAN