Bazalt FRP şerit ile beton arasındaki arayüzey bağlantısını etkileyen parametrelerin deneysel olarak araştırılması ve iyileştirilmesi

Abstract

Bu çalışmada; Bazalt Kumaş Takviyeli Polimer Kompozitlerin (BFRP) beton yüzeyine yapışmasını etkileyen parametreleri araştırmak ve mevcut durumu iyileştirmek için çeşitli yöntemler üzerinde deneysel çalışma yapılmış aynı zamanda da eğilme yükü altında kumaşta oluşan birim şekil değiştirme değerleri ölçülerek beton-BFRP arasındaki gerilme dağılımı incelenmiştir. Çalışmada; 100x150 mm kesitinde 1000 mm boyunda simetri ekseninde 50x50 mm ebatlarında çentik bulunan 27 adet dikdörtgen kesitli, donatısız kiriş numuneleri kullanılmıştır. Kirişler C40 dayanım sınıfında beton ile üretilmiştir. Deney elemanlarının hareketli mesnet tarafı güçlü, sabit mesnet tarafı ise deneyin gerçekleştirilmek istendiği etkili yapışma boyuna sahip asıl kısım olacak şekilde tasarlanmıştır. Kirişlerin alt yüzeylerine tek doğrultulu bazalt kumaş yapıştırılarak BFRP kompozitin taşıma gücüne; beton yüzey özelliğinin, kumaş etkili yapışma boyunun, etkili yapışma bölgesindeki kumaş uçlarına uygulanan U sarım ve fan ankraj yönteminin aynı zamanda da yeni geliştirdiğimiz mekanik ankraj modelinin etkisi araştırılmıştır. Numuneler dört nokta eğilme deneyi ile test edilmiştir. Kirişlerin beton kırılma yükleri, nihai göçme yükleri, orta nokta deplasman değerleri, deformasyon şekilleri ve ilgili numunelerde kumaşta oluşan birim deformasyon değerleri incelenmiştir. Deneysel çalışmadan elde edilen bulgulara göre; BFRP kompozit ile güçlendirilme yapılması halinde beton yüzeyinin temizlenerek mutlaka yapışmaya uygun hale getirilmesi gerektiği, BFRP kompozitin beton yüzeyinden ayrılması engellenmediği takdirde yapışma boyunun uzatılmasının güçlendirmeye etkisinin sınırlı olacağı, BFRP kompozit yapıştırılan kirişlerin yük taşıma kapasitelerinde kontrol kirişlere nazaran %16,21 ile %52,93 arasında iyileşme olduğu, çalışma kapsamında kullanılan çeşitli yöntemler içerisinde ise en etkili yöntemin yeni geliştirilen mekanik ankraj uygulaması olduğu tespit edilmiştir.

In this study; an experimental study was carried out in order to investigate the parameters affecting the adhesion of Basalt Fiber Reinforced Polymer (BFRP) Composites to the concrete surface and improve the current situation. In addition, the strain between the concrete and BFRP was examined by measuring the unit strain formed in the fabric under bending load. 27 rectangular cross-sectioned, unreinforced beam samples with 50x50 mm gaps in the symmetry axis of 1000 mm length in 100x150 mm section were used in the study. Beams are produced with concrete in C40 strength class. The movable support side of the test elements is designed to be strong, and the fixed support side is the main part with the effective bonding length to which the experiment is intended. By attaching a unidirectional basalt fabric to the lower surfaces of the beams, BFRP composite's bearing power; the effect of concrete surface feature, fabric effective adhesion length, U wrapping method applied to the fabric ends in the effective adhesion area and the mechanical anchorage model we have developed have been investigated. Specimens were tested with a four-point bending test. Concrete breaking loads, failure loads, mid-point displacement values, deformation shapes and strains formed in the fabric in the related samples were examined. According to the findings obtained from the experimental study; in case of reinforcement with BFRP composite, the concrete surface must be cleaned and made suitable for adhesion, the effect of increase in adhesion length will be limited if the BFRP composite is not prevented from debonding from the concrete surface, the load bearing capacity of BFRP composite bonded beams improved between 16.21% and 52.93% compared to control beams, It was determined that the most effective method among the various methods used in the study was the newly developed mechanical anchorage application.