Yüksek Performanslı, Celik Lif Takviyeli, Lifli Polimerler İle Sargılanmış, Cimento Esaslı Kompozitlerin Eksenel Yükler Altında Davranışı

Abstract

Ortalama 116 MPa basınç dayanımına sahip Yüksek Performanslı Çimento Esaslı Kompozitler, İSTON tesislerinde imal edilmiştir. Silindir ve kare kesitli numunelerde sağlanan dayanım ve süneklik artışları kıyaslanmak suretiyle bir sonuca varılmaya çalışılmıştır. Bu anlamda toplam 30 silindir ve 19 kare kesitli numuneden meydana gelen bir deney seti oluşturulmuştur. Kullanılan LP kat sayısı bir parametre olarak seçilmiş ve her kesit için değiştirilerek göz önünde bulundurulmuştur. Silindir kesitli numuneler 2-4-6-8 ve 10 kat sargılanırken, kare kesitli numuneler 2-8 ve 10 kat sargılanmıştır. Her numune türü için sargılanmamış beton numuneler hazırlanmış ve basınç deneyleri yapılarak sargısız beton davranışı tespit edilmiştir. Elde edilen referans deney sonuçları ışığında, sargılama sonrası davranış gözlenmiştir. Her numune türü için, numune kenarlarında 25 mm yarıçapında köşe yuvarlatması teşkil edilerek bu bölgelerde gerilme yığılmaları engellenmeye çalışılmıştır. Sıyrılmayı engellemek amacıyla her sargılama için 150 mm bindirme boyu teşkil edilmiştir. Tüm sargılamalar elle yapılmış, mekanik bir sargılama yöntemi kullanılmamıştır. Çalışma sonucunda, Yüksek Performanslı Kompozitler için LP ile sargılama yoluyla süneklik artışı kaydedilmiştir. Silindir ve kare kesitli numunelerde, CFRP sargılama sonucunda, dayanım ve süneklik anlamında farklı artışlar kaydedilmiştir. Silindir kesitli numunelerde artış oranı daha fazlayken, kare kesitli numunelerde bu artış oranının daha az olduğu gözlenmiştir. Her iki kesit türü için, şekildeğiştirmeye kıyasla, dayanımda ciddi bir artış olmadığı gözlenmiştir. Birbirinden farklı sargılı beton modelleri için bir analitik çalışma hazırlanmış ve neticesinde öngörüldüğü gibi, normal beton için isabetli tahminler yapan modellerin, çalışma konusunda yeterince başarı kaydedemedikleri gözlenmiştir. Yüksek performanslı çimento esaslı kompozitlerin, sargılama sonucu kaydettiği dayanım ve şekildeğiştirme artışlarını tahmin etmek üzere yeni bir model geliştirilmesinin gereği ortaya konmuştur. Yapılan çalışma ile LP sargılı yüksek performanslı çimento esaslı kompozitlerin deprem durumundaki davranışının anlaşılması ve tasarım için yeni modeller geliştirilmesinde yardımcı olunacağı düşünülmektedir.

It is well established that external confinement of concrete with fiber reinforced polymer (FRP) jackets results in significant improvements of the axial and dilation performance of concrete. To reduce the brittleness of the concrete we can change both the mixture and confinement type. The aim of this study is to make it clear that if the use of HPFRCC confined by Carbon Fiber Reinforced Polymer (CFRP) sheets can exhibit a strain-hardening character versus the plain concrete or not. Therefore, to research this behavior, an experimental study has been carried out. Circular and square cross-sectional specimens were cast at once. In this study, experimental results, obtained for the concrete specimens wrapped by various thicknesses of CFRP jackets, are presented. Thicknesses of the CFRP sheets were 2-4-6-8 and 10 plies for circular specimens and 2-8-10 for non-circular. All confinements had an overlap of 150 mm. Thirty specimens with circular cross-section, 19 specimens with square cross-section were included into the testing program. Concentric compression tests were carried out on specimens with circular, square cross-sections wrapped by CFRP jackets. After a while, end zones of the specimens were retrofitted by 5 cm width and three plies of CFRP bands to move the damage to the mid-height of the specimens. All confinements were done by hand. All of the specimens during the study had the same height of 300 mm and different aspect ratios. The sizes of the cross-sections were; 150*300 mm for the circulars and 150*150*300 mm for the squares with a rounding radius of 25 mm on the edges of the each specimen. Concentric compressive loads were applied on the specimens by using an Instron universal testing machine with the capacity of 5000 kN. Lateral strains were measured at mid-height by surface strain gauges with the gauge length of about 150 mm for all specimens. For measuring the vertical strains, LVDTs were used. Load was applied 0.6 mm per minute (TS EN 12390-3) and test was displacement controlled. For measurements of average axial strains for different gauge lengths, displacement transducers were used. For specimens with circular cross-section, two strain gauges with the gauge length of 60 mm (PL60) and two transducers with the gauge length of 25 mm (LVDT25) were used. For non-circular specimens, four transducers with the gauge length of 25 mm (LVDT25) were used to measure the vertical strains that were placed to the corners of the specimens.