Polimerik inşaat donatılarının kimyasal ankraj performansının araştırılması

Abstract

Betonarme yapılarda yapı elemanlarının bazı durumlarda taşıma gücünü yerine getiremiyor olmasının sonucu olarak, güçlendirme ihtiyacı ortaya çıkmaktadır. Yapıların güçlendirilmesinde çeşitli yöntemler olmakla birlikte, en sık kullanılan aşamalardan biri filiz ekimi olarak bilinen ile donatının betona ankrajı yöntemidir. Genellikle güçlendirme çalışmalarında ankraj elemanı olarak inşaat çeliği kullanılmakta olup, nervür etkisine bağlı yüksek yapışma dayanımlarının olması sebebi ile mevcut yapıların onarım ve güçlendirilmesinde tercih edilmektedirler. Ankraj elemanı olarak inşaat çeliği, mevcut betona sonradan açılan deliklere kimyasal yapıştırıcılar kullanılıp filiz ekimi yapılmaktadır. Ülkemizdeki güçlendirme ihtiyacı olan yapılar incelendiğinde gerek anormal çevre koşulları gerekse çelik donatının betonarme eleman içerisindeki korozyonu sebebi ile yapılarda ciddi sorunların oluştuğu görülmektedir. Bu sebep ile literatürdeki bu alanda yapılmış çalışmalar incelendiğinde, korozif etkilere karşı, çözüm olabilmesi adına alternatif olabilecek farklı tipte kompozit donatıların performanslarının araştırılmasının da son yıllarda önem kazandığı görülmektedir.

Günümüz inşaat mühendisliği yapılarında sadece metalik değil aynı zamanda polimerik donatılarda, dayanıklılık nedenlerinden dolayı tercih edilmektedirler. Ancak bu malzemelerin çelik donatılar gibi kimyasal ankraj uygulamalarında nasıl bir davranış sergiledikleri yapılan çalışmalarda tam anlamıyla ortaya konulamamıştır. Bu tez çalışmasında daha yüksek mukavemete sahip, korozyona dayanıklı son yıllarda özellikle kıyı yapılarında, zemin ve saha betonlarında, tünellerde kullanımı yaygınlaşan cam elyaftan imal edilmiş farklı çaplardaki polimerik donatıların (GFRP), inşaat çeliği (ST) ve bazalt donatıları (BFRP) ile ankraj aderans dayanımları karşılaştırılmıştır. Farklı çaplarda ve farklı derinliklerdeki deney numuneleri üzerinde eksenel çekip çıkarma deneyi ile performans araştırması yapılmıştır.

Betona sonradan yerleştirilen ve tek tip yapıştırıcı kullanılarak düşük dayanımlı ve normal dayanımlı betonlar üzerinde imal edilen bu 3 farklı tipteki donatının aderans dayanımları ve sıyrılma değerleri ayrı ayrı hesaplanmış, deney sonuçları grafikler ile ortaya konmuştur. Elde edilen bulgulara göre, ankraj donatısı kenetlenme boyu arttıkça aderans dayanımının azaldığı görülmüştür. Ayrıca, polimerik donatıların inşaat demirine göre daha iyi ankraj dayanımına sahip oldukları gözlenmiştir. Çelik donatılarda olduğu gibi polimerik donatıların da beton dan çıkarmak için gerekli yük miktarının donatı çapı, beton sınıfı ve gömme derinliğine bağlı olarak değiştiği gözlenmiştir. Düşük dayanımlı betonlar üzerinde Ø14 çaplı donatıları betondan çıkarmak için gerekli yük miktarının polimerik donatılarda (GFRP), çelik donatılardan (ST) yaklaşık %11 daha az, bu oranın Ø20 çaplı donatılarda ise %6,4 daha fazla olduğu görülmüştür. Normal dayanımlı betonlar üzerinde ise benzer özellik tespit edilmiştir.

As a result of the fact that the building elements are unable to perform the carrying power in some cases, the need for reinforcement occurs. Although there are several methods in strengthening structures, one of the most commonly used stages is the method of anchoring the concrete of its equipment with what is known as sprout cultivation. Construction steel is usually used as anchorage element in retrofitting operations and is preferred for repair and strengthening existing structures due to high adhesion resistance due to ribbed effect. As an anchorelement, construction steel is used in the holes opened later on to the existing concrete, using chemical adhesives and planting sprouts. When examining the structures that need strengthening in our country, it is seen that serious problems occur in the structures due to both abnormal environmental conditions and the corrosion of steel equipment in the reinforced concrete element. For this reason, when studies in this field are examined in this field, it is important in recent years to investigate the performance of different types of composite equipment, which may be an alternative to corrosive effects, in order to be a solution. is seen.

Today's civil engineering structures are preferred not only for metallic but also for their polymeric equipment, for durability reasons. However, it has not been fully demonstrated in the studies of how these materials behave in chemical anchorage applications such as steel reinforcements.

In this thesis study, polymeric equipment (GFRP) of different diameters made of glass fiber, which has been used in mosques, especially coastal structures, ground and field concrete, which has been widely used in tunnels, has been with higher strength and corrosion resistant in recent years. steel (ST) and basalt equipment (BFRP) and anchor aderans resistance resistance sequentive sequentive resistance. Performance research was carried out with axial extraction experiment on experimental samples of different diameters and different depths.

The adhesion strengths and stripping values of these 3 different types of equipment, which are placed on the concrete afterwards and manufactured on low-strength and normal strength dwelling concreteusing uniform adhesives, are calculated separately with graphs has been put forward. According to the findings, the aderansity resistance decreased as anchorage equipment increased during the clamping length. In addition, polymeric equipment has a better anchorstrength than the rebar. As with steel equipment, polymeric equipment has been observed to vary depending on the size of the equipment, the concrete class and the depth of the burial. On low-strength concretes, the amount of load required to remove Ø14-diameter equipment from the concrete was found to be approximately 11% less in polymeric equipment (GFRP), steel equipment (ST), and 6.4% more in Ø20-diameter equipment. Similar characteristics have been detected on normal strength dwelling concretes.