Cam elyaf takviyeli polimer donatı ile beton arasındaki aderans dayanımının araştırılması / Investigation of bond strength between concrete and glass fibre reinforced polymer rebar

Abstract

Elyaf takviyeli polimer donatılar, yüksek korozyon direncine ve 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 (kenetlenme) kapasitesidir. Elyaf takviyeli polimer donatılar ile beton arasındaki aderans dayanımı birçok faktöre bağlıdır. Bu faktörlerden bazıları betonun dayanımı, donatının türü, çapı, gömülme derinliği ve yüzey özellikleridir. Bu tez çalışmasında, cam elyaf takviyeli polimer (CETP) donatıların çapındaki değişimin, beton dayanımının ve yüksek sıcaklığın, donatı ile beton arasındaki aderans dayanımı üzerindeki etkileri araştırılmıştır. Çalışmada ilk olarak 18 mm, 16 mm, 14 mm, 12 mm çaplarında donatılar, C20 ve C40 beton sınıfında ayrı ayrı hazırlanan beton numunelere eksenel olarak yerleştirilmiş olup numunelere sıyrılma testi uygulanarak donatı çapındaki ve basınç dayanımındaki değişimin aderans dayanımı üzerindeki etkisi incelenmiştir. Çalışmanın ikinci aşamasında, 12 mm ve 16 mm çaplarında cam elyaf takviyeli polimer donatılar kullanılarak iki farklı beton sınıfı için numuneler hazırlanmıştır. Hazırlanan bu numunelerden referans numuneleri kontrol sıcaklığı 25ºC olan ortamda, diğer numuneler ise 150 ºC ve 250 ºC sıcaklıklara 3 saat maruz kaldıktan sonra sıyrılma testi yapılarak bu sıcaklık değişimlerinin, beton ile CETP donatı arasındaki aderans dayanımı üzerindeki etkisi incelenmiştir. Yapılan test sonuçlarına göre donatının çapı arttıkça aderans dayanımında artış olduğu tespit edilmiştir. Bunun yanında betonun basınç dayanımı arttıkça CETP donatı ile beton arasında aderans dayanımının da arttığı gözlemlenmiştir. Ayrıca yüksek sıcaklığa maruz kalan numunelerde sıcaklık artışının CETP donatı ile beton arasındaki aderansı olumsuz etkilediği belirlenmiştir. Due to the fundamental features of fibre reinforced polymer (FRP) bars such as higher corrosion resistance and tensile strength, their utilisation in concrete instead of the conventional steel rebar provides a lightweight composition. One of the most critical problems in the use of FRP bars as reinforcement in concrete is the adherence capacity. Bond strength between FRP bar and concrete depends on many factors. Some of these factors are the strength of concrete, the type of FRP bar and its diameter, the embedment depth and surface properties. In this MSc thesis, the effects of bar diameter, the strength of concrete and the high temperature on the bond strength between glass FRP bars and concrete were investigated. In the first stage of the experimental study, the glass FRP bars having the diameters of 18 mm, 16 mm, 14 mm and 12 mm were placed axially in the concrete samples produced with the concrete strength classes of C20 and C40. The effects of bar diameter and concrete strength on the bond strength between bar and concrete were investigated using the pull-out test. In the second stage of the study, the samples with two strength classes were prepared based on the glass FRP bars having the diameters of 12 mm and 16 mm. After the samples were exposed to the temperatures of 25ºC, 150ºC and 250 ºC for 3 hours, the effect of the temperature change on the bond strength between concrete and glass FRP bar was investigated in this stage. The test results reveal that the bond strength is improved as the glass FRP bar diameter increased, the compressive strength of concrete has a positive influence on the bond strength between glass FRP bar and concrete. Furthermore, it was also underlined that high temperature adversely affects the bond strength between glass FRP bars and concrete