تعیین مقاومت چسبندگی صفحات CFRP در برابر تغییر دما،تر و خشک شدن و یخ زدن و آب شدن، به روش «پیچش»

مهندسی عمران فردوسی

مقاله 9، دوره 26، شماره 2، شهریور 1394، صفحه 131-151   

نوع مقاله: پژوهشی

شناسه دیجیتال (DOI): 10.22067/civil.v26i2.49181

نویسندگان

محمود نادری^* ؛ سید آرش حاج نصری

دانشگاه بین المللی امام خمینی (ره)

چکیده

امروزه استفاده از ورق‌های کامپوزیتی FRP برای تعمیر، تقویت و افزایش ظرفیت باربری سازه های بتنی به‌عنوان یکی از روش های مؤثر و با صرفه شناخته شده است. این ورق ها علاوه بر نسبت مقاومت به وزن بالا و امکان نصب به هنگام بهره‌برداری از سازه، در مقابل خستگی ناشی از بارگذاری بسیار مقاومند. به‌علاوه نصب آسان این ورق‌ها امتیاز غیرقابل‌انکاری می باشد. دوام کلی سازه هایی که به‌کمک این لایه ها تقویت می‌یابند، غالباً در مواجه با رطوبت و سیکل های دمای پایین و بالا، کاسته می شود. با این‌که مطالعات قابل‌توجهی در خصوص مکانیزم شکست، میزان افزایش مقاومت و تغییرات در شکل پذیری سازه های تقویت‌شده با FRP در دهه های گذشته صورت پذیرفته است، لیکن نتایج تحقیقات بر روی دوام این لایه ها اندک می باشد. از این‌رو این تحقیق به بررسی دوام این صفحات تحت عوامل تغییر دما، تر و خشک شدن، و یخ زدن و آب شدن می پردازد. طی این تحقیقات، برای هر شرایط محیطی، صفحات CFRP به هشت وجه بتن مکعبی با ابعاد 15×15 سانتی متر چسبانده شده و در پایان هر 30 سیکل مقاومت چسبندگی این صفحات با به کارگیری روش «پیچش» اندازه‌گیری گردیده است. نتایج به‌دست آمده از این بررسی‌ها نشان می دهد که سیکل‌های تر و خشک شدن و تغییرات دما، تأثیری اندک و سیکل‌های یخ زدن و آب شدن تأثیر چشم‌گیری در کاهش چسبندگی CFRP به بتن داشته اند.

کلیدواژه‌ها

CFRP؛ تغییرات دما؛ تر و خشک شدن؛ یخ و ذوب یخ؛ روش پیچش

مراجع

1. ACI 440.2R-02, "Guide for the Design and Construction of Externally Bonded FRP Systems for Strengthening Concrete Structures", (2002).

2. Hamada. H., Fukute. T., and Yamamoto. K., "Bending Behavior of Unbounded Prestressed Concrete Beams Prestressed with CFRP Rods", Fiber Reinforced Cement and Concrete, Proceedings of the Fourth RILEM International Symposium, Sheffield, pp. 1015-1026, (1992).

3. Saadatmanesh. H., and Ehsani. M. R., "RC Beams Strengthened with GFRP Plates, I: Experimental Study", Journal of Structural Engineering, ASCE, Vol. 117, No. 11, pp. 3417-3433, (1991).

4. Bedard . C., "Composite Reinforcing Bars: Assessing Their Use in Concrete", Concrete International, pp. 55-59, (1992).

5. Sharp. B. N., "Reinforced and Prestressed Concrete in Maritime Structures", Proceedings of the Institution of Civil Engineers, Structures and Building, Vol. 116, No. 3, pp. 449-469, (1996).

6. Rostasy. F. S., "FRP Tensile Elements for Prestressed Concrete – State of the Art, Potentials and Limits", Fiber-Reinforced-Plastic Reinforcement for Concrete Structures, International Symposium, ACI-SP-138, pp. 347-366, (1993).

7. Saenz. N., E. J. Walsh, C. P. and Pantelides, and Adams. D. O., "Long Term Durability of FRP Composites for Infrastructure Rehabilitation, International SAMPE Symposium and Exhibition (Proceedings)", Vol. 49, pp. 2811– 2822, (2004).

8. Ammon. K., Berman . N., and Bank. C., Lawrence, "Effect High Temperature on Bond strength of FRP Rebars", Journal of composites for construction, 3(2), pp. 73-81, (1999).

9. Briccoli. B., and Rotunno. T., "Environmental Durability of the Bond between the CFRP Composite Materials and Masonry Structures" , Historical Construction, , pp.1039-1046, (2001).

10. Thomas. E., Bakis. C., and Brown. T. T., "Long-Term Durability Study of Sheet-Bonded GFRP", 2^nd International \ Conference on Durability of FRP, Sherbrooke, Canada, (2002).

11. نادری. م.، "روش های بهبود و تعیین آزمایشگاهی و درجای مقاومت بتن"، انتشارات روزبهان، صص. 35 – 74، (1388).

12. ASTM C 150-04, "Standard Specification for Portland Cement", (2004).

13. ASTM C1017-C1017M-03, "Specification for Chemical Admixtures for Use in Producing Flowing Concrete", (2007).

14. A. G. Razaqpur, and A. H. Kashef, "State-of-the-Art on Fiber Reinforced Plastics for Buildings",Submitted to: Institute for Research in Construction – National Research Council of Canada, Carleton University, Ottawa, (1993).

15. B. M. McSweeney, M. M. Lopez,"FRP-Concrete Bond Behavior: A Parametric Study Through Pull-Off Testing",SP 230-26.http://quakewrap.com/frp%20papers /FRP- Concrete Bond Behavior AParametric Study Through Pull-Off Testing.pdf (2005).

16. N. Banthia, A. Abdolrahimzadeh,and M. Boulfiza, "Field Assessment of FRP Sheets-Concrete Bond Durability", International Conference on Sustainable Built Environment Infrastructures in Developing Countries ENSET Oran (Algeria)- October, pp. 12-14, (2009).

17. ASTM C0666-C0666M-03, "Test Method for Resistance of Concrete to Rapid Freezing and Thawing", (2008).

18. N. Naderi, "New Twist-Off Method for the Evaluation of In-Situ Strength of Concrete", Journal of Testing and Evaluation ASTM Journal. Vol. 35, Issue 6 , (2007).

19. S. Alsayed, "Evaluation Of Concrete/FRP Sheet Bond Under Different Environmental Conditions", SABIC, (2011).

20. A. R. Burnsell T, "Long-Term Degredation of Polimeric Matrix Composites", Concise Encyclopedia of Composite Materials, Pergamon Press, pp. 165-173, (1989).

21. H. W. Lord, and P. K. Dutta, "On the Design of Polymeric Composite Structures for Cold Region Applications", Journal of Reinforced Plastics and Composites, Vol. 7, pp. 435-450, (1988).

22. P. Dohnalek, "Environmental durability of FRP bond to concrete subjected to freeze-thaw action", Thesis, (S.M.)- Massachusetts Institute of Technology, Dept. of Civil and Environmental Engineering, (2006).