FRP donatılarda durabilite
Durability on FRP bars
Yazar: ŞEYMANUR ARSLAN
Danışman: DOÇ. DR. FERHAT AYDIN
Sakarya Uygulamalı Bilimler Üniversitesi / Lisansüstü Eğitim Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2020
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering

Özet:
İnşaat endüstrisinde kullanılan yapı malzemelerinin durabilitesi büyük önem taşımakta ve akademik çalışmaların önemli konusu haline gelmiştir. İnşaat mühendisliğinde servis ömrünü etkileyen en önemli problemlerden biri çelik donatı korozyonudur. Özellikle kıyı yapıları ve nemli ortamlarda betonarme yapılar için bu sorun ileride büyük hasarlara sebebiyet vermektedir. Son yıllarda yeni yapı malzemelerinden biri olan Liflerle Güçlendirilmiş Polimer (FRP) donatılar betonarme yapı sisteminde beton içinde çelik donatı yerine kullanılabilmektedir. Yüksek çekme dayanımı ve hafiflik özelikleri ile tercih edilen bu malzemeler inşaat sektöründe kullanılmaya başlanmıştır. Farklı lifler kullanılarak istenilen çapta ve yüzey özeliklerinde üretilen FRP donatılar yeni nesil yapı mazlemeler olarak kabul edilmekte ve bu yeni malzemelerin maruz kalacağı çevresel koşullar karşısında göstereceği performansın bilinmesi önemlidir.
Bu çalışmada FRP donatıların durabilite performansının değerlendirilmesi amacıyla deneysel çalışmalar yapılmıştır. Donatıların maruz kalabileceği nem, deniz suyu, sıcak hava, soğuk hava ve beton gözenek suyunu temsil eden 5 çevresel ortam koşulu oluşturularak aramid, cam, karbon lifli FRP donatılar ve çelik donatı bu ortamlarda bekletilmiştir. Koşullandırma sonrasında numunelerin su emmeleri, kütle kayıpları, mikroskobik görüntüleri ve çekme dayanımları belirlenmiştir.
Çalışmalar sonucunda cam lif takviyeli polimer (GFRP) donatıların sulu ortamlarda dayanım kayıplarının %25'e ulaşabileceğini ancak sıcak ve soğuk havada iyi dayanım gösterdikleri tespit edilmiştir. Aramid lif takviyeli polimer (AFRP) donatılar lif yapısı nedeniyle yüksek sıcaklıklardan en fazla etkilenen ve en fazla su emen donatı çeşididir. Karbon lif takviyeli polimer (CFRP) donatıların alkali ortam dışındaki maksimum dayanım kayıpları %8 ve alkali ortam koşullarında FRP donatı türleri arasında en iyi performansı gösteren FRP donatı çeşididir. Tüm ortam koşulları göz önüne alındığında çelik donatıya en uygun alternatif FRP donatı çeşidinin CFRP donatı olduğu görülmüştür. Ancak alkali ortam koşullarında CFRP, GFRP ve AFRP donatılarda görülen yüksek orandaki dayanım kayıpları, bu malzemelerin betonla kullanımında dikkate alınmalıdır.
Anahtar Kelimeler:, FRP donatı, durabilite, dayanım ve kütle kaybı, alkali çözelti, deniz suyu, sıcaklık, nem

Abstract:
The durability of construction material in construction industry has great importance and it has become an important issue of academic studies. The most important problem affecting service life in constructional engineering is steel reinforcement corrosion. This problem leads to substantial damages for coastal structures and reinforced concrete buildings in humid areas. Fibre Reinforced Polymer (FRP,) rebars, which has been one of the new construction material lately, are used with concrete of reinforced concrete building system instead of steel rebars. These preferred materials because of their high-tensile strength and light characteristic has started to be used in construction sector. FRP rebars, which are produced by using different fibres in required diameter and surface characteristics, has been considered as new generation construction materials and It is important to know their performances in exposure to environmental conditions.
Experimental studies have been carried out in this studies in order to evaluate the durability performance of FRP reinforcements. 5 environmental conditions have been created for representing the moisture, sea water, hot air, cold air and concrete pore water that the rebars can be exposed . After aramid, glass, carbon fibre rebars and steel rebars have been waited in these conditions. Water absorption of samples, mass loses, microscopic images and tensile strength have been determined after conditioning.
It has been found out that strength loss of Glass Fibre Polymer rebars (GFRP) in humid environments can reach to %25 percent but they show good durability in cold and hot air. Aramid fiber reinforced polymer (AFRP) rebar is the type of rebar that is most affected by high temperatures and absorbs the most water due to its fiber structure. Maximum strength loss of Carbon Fibre Polymer rebar (CFRP) in out of alkaline environment is % 8 percent and it gives the best performance among FRP rebars in alkaline environments. It has been found out that CFRP rebars are the most appropriate alternative to steel rebars when these environmental conditions are taken into consideration. But high durability loss seen at CFRP, GFRP and ARFP rebars in alkaline environmental conditions in the usage of these material with concrete should be taken into consideration.
Keywords: FRP Rebar, durability, mass loss, humid, cold air, sea water, concrete pore solution