FRP Kompozitlerinin Kullanımında NSM Yöntemi

FRP kompozitlerinin yapıların güçlendirme, onarım ve restorasyonunda artan kullanımı nedeniyle, bu malzemelerin uygulanması da dikkate alınmıştır. FRP kompozitlerini uygulamanın iki yöntemi, EBR’nin dış bağlantısı ile yüzeye gömülmüş oluklara dirençli materyaller yerleştirme fikrine dayanan NSM yöntemiyle silah tabanlı bir yaklaşımdır. Bilim ve sanayinin ortaya çıkmasıyla, EBR’nin FRP’nin kırılması, direnç olmaması ve uygun ısı direnci gibi bazı eksiklikleri olduğu bulundu. Bu nedenle, kurulum prosedürü NSM seviyesine yakın kabul edildi. NSM yönteminin temeli, FRP levhalarını veya çubuklarını beton yüzeye gömülmüş oluklara yerleştirmek ve epoksi ile gerekli bağı oluşturmaktır.

FRP El Yapımı Çubuklar Kullanılarak Yüzeye Monte Etme Yakınında (NSM) Kullanılan Betonarme Donatılı Betonarme Donatılı Betonarme Kirişler (NSM), çevresel etkilerin azaltılması ve ayrılma olgusunun kontrol edilmesi amacıyla FRP kompozitinin beton yapıların içine gömülmesiyle yapılır. NSM yönteminde FRP takviyesinin geliştirilmesi ve kullanımı konusunda pek çok gelişme olmuştur, ancak bu yöntem, FRP takviyelerinin fiyatının yüksek olmasına bağlı olabilecek EBR yönteminde olduğu gibi, çeşitli nedenlerle FRP yöneticileri ve FRP yüklenicileri tarafından dikkate alınmamıştır. Sac türü ve İran’da daha fazla FRP kaplama sıklığı ile karşılaştırıldığında, daha yakın bir zamanda, FRP levhalarını bir tahta çubuğun etrafına yapıştırmak için kullanılan el yapımı armatürün, makas yapılarının NSM metodu ile güçlendirilmesinde de rapor edildiği gibi, basit bir yapı metodu olan ve kendisine uygulanabilen bir tür tutma sisteminin kullanılmasına izin verilmiştir.

Yukarıda belirtildiği gibi, FRP ile betonarme kirişlerin konvansiyonel takviye yöntemi, harici bir kurma tekniğidir (EBR). Bu yöntemde, FRP tabakasının erken ayrılmasından dolayı, FRP malzemelerinin gerilme kuvvetinin tam olarak kullanılması olasılığı yoktur. Bu eksikliğin üstesinden gelmek için, EBROG, EBRIG ve MF-EBR gibi daha verimli yöntemlerin ortaya çıkmasına neden olan bu yaklaşımda değişiklikler yapılmıştır. Bu yöntemler, FRP levhayı beton yüzeyden alıkoymalarına veya hatta bazı durumlarda tamamen ortadan kaldırmalarına rağmen, hepsi temel bir soruna tabidir ve bu sistemler tarafından betonarme yapı dışındaki takviye malzemelerinin varlığı Donma ve erime döngüleri, darbeler, yangınlar ve zararlı hareketler gibi aşırı sıcaklık değişimlerinin etkilerine karşı hassastır.

En başarılılarının yüzeye yakın kurulum (NSM) olarak adlandırılması gereken bu zayıflıkların üstesinden gelmek için birkaç girişimde bulunuldu. Bu yöntem, betonarme elemanlar için önceden gömülmüş oluklardaki takviye malzemelerinin uygulanmasına dayanır ve paslanmaz çelik çubuklar için 1950’lere dayanır. Son zamanlarda, bu yöntemin bina yapılarını ve kemerli köprüleri güçlendirmek için bir takviye olarak paslanmaz çelik çubuklar için kullanımı hakkında yeni vakalar bildirilmiştir.

FRP’nin NSM yönteminde bir takviye malzemesi olarak kullanılması, çekme dayanımı, kesitsel alana yüksek oran nedeniyle düşük ağırlık ve kayma boyutu küçültme nedeniyle korozyon direnci, konfor ve daha yüksek montaj hızı gibi çelik üzerinde birkaç avantaja sahiptir. FRP malzemelerde.

EBR ve NSM yöntemlerinin karşılaştırılması

FRP malzemelerinin EBR yöntemiyle kullanılması ile karşılaştırıldığında, NSM yönteminin aşağıdaki avantajları vardır:

• Yüzey hazırlama işlemlerinin olmamasından dolayı, güçlendirme operasyonlarının hacmi azalır.
• NSM tutucuları daha az maruz kalıyor.
• NSM tutucu, parçaların yanmasını engellemek için parçaların yan yüzeylerinde kolayca tutturulabilir, bu avantaj özellikle, çerçevelerin bileşenlerinin negatif ankrajlardaki bükülme takviyesinde özellikle takdir edilir.
• NSM kol bantları daha kolay bağlanır.
• NSM kol bantları beton kaplamalarla korunur ve bu nedenle mekanik yaralanmalara, yangınlara ve vandalizme daha az maruz kalır.
• Yapının görünümü yeniden konumlandırmadan sonra değişmeden kalır.

NSM yöntemini uygulama adımları

NSM yönteminin adımları, ilk önce olukların beton seviyesinde beton yönünde oluşturulacağı şekildedir. Yivin ebadı, yapışkanın rezistörün etrafına nüfuz etmesi için yeterli alan olacak şekilde seçilir. Yivin içi toz parçacıklarından orta basınçlı su veya hava ile temizlenir ve daha sonra yiv tutkalın kenarına doldurulur. FRP malzemeleri oluğa yerleştirilir ve yapıştırıcının tüm çevre alanlara nüfuz etmesini sağlamak için hafifçe bastırılır. Sonunda, oluk fazla yapıştırıcı ile doldurulur ve seviye hizalanır.

FRP kayışlarının NSM yönteminde kullanımı

Karbon fiber şeritleri CFRP içeren NSM yönteminde kirişin sertliği önemli ölçüde artar ve deformasyonlar açıkça azalır.

NSM yönteminde FRP çubuklarının kullanımı

NSM-GFRP çubuk yöntemi kullanılarak kirişlerin ve beton elemanların bükülme kuvvetlendirilmesi, FRP ile bir başka güçlendirme yöntemidir. Donatı yönteminde, NSM kullanılarak beton tipi, donatı tipi (GFRP ve çelik) ve yapıştırıcı tipi gibi parametreler etkilenir. NSM-GFRP çubuklara sahip güçlendirilmiş kirişler daha düşük inceliğe ve sertliğe ve daha fazla kapasiteye sahiptir. Ayrıca, kirişlerdeki son bağlantıyı, takviye edici olmayan örneklerden daha fazla arttırır. NSM-FRP takviyeli takviyelerde, epoksi yapıştırıcı numuneler için oluk boyutunu arttırmak başarısızlık yükü üzerinde önemli bir etkiye sahip değildir, çimento esaslı yapıştırıcı numunelerinde oluk boyutunu arttırmak yük kopmasını azaltır. Bunun nedeni, oluğun boyutunu artırarak betondaki düşme veya büzülme miktarındaki artıştır.

NSM-CFRP Yük Tepkisi-Hasar görmüş kirişlerin yerini iyileştirir ve sertliklerini ve kapasitelerini arttırır. Ayrıca, CFRP çubuklarının ayrılmadan tüm kirişlere, beton betonun arızalanmasına ve beton kaplamanın diğerine kaplanmasına yön veren sapma modu.

NSM yönteminde MM FRP tanıtıcılarının kullanımı

El yapımı MM FRP – El Yapımı Fiberle Güçlendirilmiş Polimerlerin kullanılması, FRP’nin NSM tarafından güçlendirilmesi için başka bir yöntemdir.

MM FRP çubukları, tahta çubuğun etrafına sarılmış FRP tabakalarından yapılır. Bu çubuklar, elyaf ebadı için normal FRP takviyesinden daha büyük bir ortam sağlar, çünkü MM FRP çubuğunun çekirdeği, daha büyük bir bağlanma ortamına ve dolayısıyla daha yüksek bir bağlanma direncine sahip düşük mukavemetli bir ahşap çubuk içerir. Bu tip çubukların en önemli avantajı, beton kirişlerin bükülme bükülmesinin güçlendirilmesinde NSM-MM FRP takviyesinin işlevselliğini geliştirebilecekleri sistemin kullanımıyla kısıtlanmasına izin vermeleridir. Bu sorun, geleneksel FRP takviyeleri kullanılarak kolayca elde edilemez.

MM FRP çubuklarını yapma yöntemi

Bu çubukların yapım yöntemi, bir karbon fiber tabakanın bir epoksi reçineye batırıldığı ve bir tahta çubuğun etrafına sıkışmış Islak-Döşeme tekniğine dayanmaktadır. İlk olarak, FRP sayfasının gereken genişliği enine kesit tasarımına göre hesaplanır. FRP bandının uzunluğu, gerekli yapıştırma uzunluğuyla aynı olan tahta çubuğun uzunluğuyla aynıdır. Sonra, hesaplanan uzunluk ve genişlikte FRP rulosunun bulunduğu bir şerit kesilir. Ahşap epoksi reçinesi kullanılarak, tahta çubuk FRP şeridine sabitlenir. Üretim işlemini kolaylaştırmak için, FRP levhasının diğer kenarına başka bir tahta çubuk bağlanır. Bir sonraki adımda, FRP şeridi, FRP çubuğunun etrafına emdirilmiş reçineye düzgün şekilde sarılır. MM FRP çubuklarını kolaylaştırmak için düşük viskoziteli bir reçine kullanılır. Daha sonra, FRP katmanları arasındaki sıkışan hava el ile çıkarılır ve çubuklar en az beş gün boyunca yapılır. Son olarak, ikinci tahta çubuk vinç bıçağı kullanılarak ayrılır. İkinci bir tahta çubuğun çıkarılması, FRP yaprağının genişliğini biraz azaltır. Bu FRP sayfasının genişliğinin hesaplanmasında dikkate alınmalıdır.

MMFRP çubukların mekanik özellikleri

MMFRP çubuklarının mekanik özellikleri, CSA S806 standardında belirtilen çekme testi yöntemiyle belirlenir. Deneylerin sonuçları, MMFRP çubuğunun arıza süresine gerilme-gerilme ilişkisinin doğrusal olduğunu ve elastik modülün, nominal fiber kesit alanına dayalı olarak ortalama 225 giga-Pascal değerinde elde edildiğini göstermektedir.

MMFRP çubukları

Beton kirişlerin bükülmesinin güçlendirilmesinde, dekolman olgusunu kontrol etmek için inhibitör takviyesi çok önemlidir. MMFRP çubuklarının yapım işlemi, çapaların uçlarına takılmasına izin verecek şekildedir. Aşağıdaki şekil, bu sınırlamanın nasıl oluşturulacağını göstermektedir. Bu amaçla, MMFRP çubukları ilk önce her iki uçta da ekstra kuru karbon fiber ile yapılır. Daha sonra, iki ucun kuru lifleri epoksi reçinesi ile emprenye edilir ve ana çubuğa dik bir tahta çubuğun etrafına sarılır.

NSM-MMFRP Çubuk tekniği ile bükülme donatılarının avantaj ve dezavantajları

Kiriş kirişlerini NSM-MMFRP tekniği ile güçlendirmek için kullanılan yöntem gibi, bu çubuklar ve bunların önleyici sistemleri beton kirişlerin bükülmesini güçlendirmek için kullanılabilir. Betonarme demiri imalat işleminde NSM-FRP takviye tekniğindeki fark, bunun için bir önleme sistemi yerleştirmek ve bir tutma sistemini yerleştirmek için kiriş üzerinde enine oluklar oluşturmaktır. Aşağıdaki tablo, NSM-MMFRP Çubuk yönteminin avantajlarını ve dezavantajlarını göstermektedir:

NSM-MMFRP ile güçlendirmenin avantajları ve dezavantajları

fayda

• İnhibitör sistemlerin gömülme olasılığını erteleme veya ayrılma olgusunu önleme olasılığı
• Farklı çaplarda çubuklar üretme imkanı
• Yapışma mukavemetini artırmak için çubuk çekirdeğine farklı basamaklar yerleştirme imkanı
• Sık sık FRP levha sıklığı nedeniyle yaygın FRP takviyelerine kıyasla daha az maliyet
• Ajanın aşırı sıcaklık değişiklikleri, sabotaj, darbe ve kimyasal ortamlar gibi çevresel koşullara karşı betona gömülerek korunması
• Çelik çekirdek kullanıldığında lif kapasitesine ek olarak çekirdek bükme kapasitesini kullanma imkanı

Eksileri

• Çubuklarda zaman kazanma süreci
• Fabrika tertibatlarından daha düşük kalite kontrol
• Korozyon veya korneal bozulma varlığı

Sena-Cruz ve arkadaşları MF-EBR, EBR ve NSM amplifikasyon yöntemlerinin etkinliğini incelemişlerdir. Program, biri monotonik yükleme altında diğeri yorulma yükleme altında olmak üzere iki ışın demeti içeriyordu. Her kategori dört ışından oluşuyordu: her biri bu yöntemlerden biriyle güçlendirilmiş bir referans ışını ve diğer üç ok. Mvnvtvnyk testleri, bir referans ışının, sırasıyla 37, 87 ve 86 yüzde ile karşılaştırıldığında EBR, MF-EBR ve NSM güçlendirilmiş kirişlerin yük taşıma kapasitesi. MF-EBR yönteminin en çok istenen yönü, diğer iki yönteme kıyasla yüksek süneklik indeksidir. Yorulma sonrası monotonik deneylerde, NSM ışını nihai yükte en fazla artışı sağlar.