Journal Name:

Composites Part B: Engineering


Authors:

ArdalanHosseini, DavoodMostofinejad


Keywords:

Carbon fiber ,Debonding ,Strength ,Mechanical testing Grooving method (GM)


Experimental investigation into bond behavior of CFRP sheets attached to concrete using EBR and EBROG techniques

Abstract

در دهه گذشته افزایش زیادی در استفاده از الیاف پلیمرهای تقویت شده FRP برای تقویت سازه‌های بتنی مسلح (RC) مشاهده شده است. شایع‌ترین تکنیک برای تقویت اعضای RC با استفاده ازتقویتFRP  استفاده از تکنیکEBR  است. علی‌رغم مزایای خاص این روش مانند نصب سریع و آسان، مشکل اصلی که مانع از استفاده از EBR به طور گسترده شده است، گسیختگی زودهنگام کامپوزیت FRP  از بستر بتنی است.
اخیراً روش شیارزنی (GM) به عنوان یک روش جایگزین به جای تکنیک EBR  معرفی شده است. شیارزنی با تکنیک EBROG نتایج قابل قبولی را در به تعویق انداختن و در برخی موارد حذف کردن کامل شکست گسیختگی نامطلوب در تیرهای RC برشی خمشی ارائه داد. در نتیجه موضوع اصلی این مقاله مقایسه میان رفتار پیوندیFRP  به بتن با روش‌های EBR و EBROG با استفاده از تست‌های برش تک محوره است. بدین منظور ورق‌های CFRP به 16 نمونه منشوری بتنی با استفاده از روش‌های  EBR و EBROG متصل شده‌اند. نمونه‌ها تحت تست برش تک محوره قرار گرفتند و نتایج آن‌ها با هم مقایسه شد.
یک تکنیک اندازه‌گیری تغییر شکل کل ناحیه، بدون تماس یعنی روش PIV (پردازش تصویر) برای بررسی رفتار اتصال نمونه‌های تقویت شده استفاده شد. عکس‌های دیجیتالی از تغییر شکل هر نمونه در طول فرآیند آزمایش گرفته شد. این عکس‌ها با استفاده از روش PIV مورد آنالیز قرار گرفتند و رفتار بار- لغزش و نمودارهای لغزش و کرنش مرتبط به نمونه تقویت شده با نوار CFRP گزارش شد. نتایج آزمایشگاهی مطالعه حاضر کاملاً ظرفیت GM را برای مقاوم‌سازی عضو RC برای از بین بردن کامل شکست گسیختگی تأیید می‌کنند.

Over the last decade, an extreme increase in the application of fiber reinforced polymers (FRPs) for strengthening of reinforced concrete (RC) structures has been observed. The most common technique for strengthening of RC members utilizing FRP reinforcements is externally bonded reinforcement (EBR) technique. Despite certain benefits of the technique such as simple and rapid installation, the main problem which has greatly hampered the use of EBR method is premature debonding of FRP composite from concrete substrate. Recently, grooving method (GM) has been introduced as an alternative to conventional EBR technique. Grooving with the special technique of externally bonded reinforcement on grooves (EBROG) has yielded promising results in postponing or, in some cases, completely elimination.
of undesirable debonding failure in flexural/shear strengthened RC beams. Consequently, the main intention of the current study is to make a comparison between FRP-to-concrete bond behavior of EBR and EBROG techniques by means of single-shear bond tests. To do so, CFRP sheets were adhered to 16 concrete prism specimens using EBR and EBROG techniques. The specimens were then subjected to single- shear bond test and the results were compared. A non-contact, full field deformation measurement technique, i.e. particle image velocimetry (PIV) was utilized to investigate the bond behavior of the strengthened specimens. Successive digital images were taken from each specimen undergoing deformation during the test process. Images were then analyzed utilizing PIV method and load–slip behavior as well as slip and strain profiles along the strengthening CFRP strips were reported. Experimental results of the current study strongly verify the capability of GM for strengthening RC members to completely eliminate the debonding failure.