Beton-donatı aderansına yüksek sıcaklıkların etkisi
Effect of high temperatures on the bond between concrete and reinforcement
Yazar: AHMET FERHAT BİNGÖL
Danışman: PROF. DR. RÜSTEM GÜL
Atatürk Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / İnşaat Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Doktora, 2008
Konu: İnşaat Mühendisliği = Civil Engineering
Dizin: Basınç dayanımı = Compressive strength ; Beton = Concrete ; Donatı = Reinforcement ; Yangın = Fire ; Yüksek sıcaklık = High temperature ; Çekip çıkarma testi = Pull-out test

Özet:
Beton ve çelik arasındaki aderans betonarmenin ortaya çıkmasındaki en önemliözelliktir. Bu özellik sayesinde, betonarme yapı elemanına etkiyen yüklere beton veçelik birlikte karşı koymakta ve birbirlerinin eksik yönlerini tamamlayıcı biçimde roloynamaktadırlar. Ancak; yangın nedeni ile yüksek sıcaklıklara maruz kalan yapıelemanının yük taşıma kapasitelerinde azalma ve dış etkilere karşı dirençlerinde önemlidüşüşler olmaktadır. Bu düşüşlerde beton ve donatı arasındaki aderansın payının vesıcaklık değişiminin aderansa etkisinin bilinmesi oldukça önemlidir.Bu çalışmada yüksek sıcaklık etkilerine maruz bırakıldıktan sonra farklı şekillerdesoğutulmuş numuneler üzerinde beton ile donatı arasındaki aderans kuvvetlerinin vebasınç mukavemetlerinin değişimleri araştırılmıştır. 8 mm çapındaki nervürlü çelikdonatı çubukları; 6 cm, 10 cm ve 16 cm boylarında betona gömülerek donatılı ve basınçmukavemetlerinin belirlenmesi için de donatısız, C20 ve C35 beton sınıflarındanumuneler üretilmiştir. Numuneler 50oC-700oC aralığında 12 farklı sıcaklık etkisinemaruz bırakıldıktan sonra havada veya suda soğutulmuştur. Numuneler üzerinde çekipçıkarma(pull-out) ve basınç mukavemeti deneyleri yapılmış, yüksek sıcaklık etkisinemaruz bırakılmamış kontrol numuneleri ile karşılaştırılmak suretiyle yükseksıcaklıkların aderans ve basınç mukavemeti üzerindeki etkileri araştırılmıştır.Sıcaklığın artmasıyla 150oC'ye kadar, beton-donatı aderans kuvvetinde ve basınçmukavemetinde artışlar tespit edilmiş, ancak bundan sonraki tüm sıcaklıklar içinaderans kuvvetleri ve basınç mukavemetleri azalmıştır. Suda soğutulan numunelerinbasınç mukavemetinde daha fazla kayıp gözlenirken beton-donatı aderans kuvveti içinsoğutma şeklinin etkisi çok belirgin olarak görülmemiştir. Ayrıca beton mukavemetininve gömme boyunun artması ile beton-donatı aderans kuvvetinin arttığı belirlenmiştir.

Abstract:
The bond between concrete and reinforcement is the most important property on emergingreinforced concrete. By means of this property, concrete and reinforcement resist togetheragainst the load applied to the reinforced concrete structural members and act tocomplement each other. However, it is known that load carrying capacity and resistance tothe external effects of structural members, exposed to elevated temperatures as a result offire, decrease. In this reduction, it is important to know the proportion of the bond betweenconcrete and reinforcement and the effect of temperature difference to the bond strength.In this study, concrete-reinforcement bond and compressive strength are investigated on thesamples which are exposed to the different cooling regimes after the effect of elevatedtemperatures. For this study, deformed steel bars of 8 mm diameter are embedded in to C20and C35 concrete blocks with embedment lengths of 6 cm, 10 cm and 12 cm; andunreinforced specimens of class C20 and C35 are also produced for strength evaluation.Specimens were cooled in water or on air after heating to 12 different temperatures rangingbetween 50oC-700oC. Pull-out and compressive strength tests are carried out on thespecimens and the effects of elevated temperatures on the bond strength and compressivestrength are investigated by comparing the results against unheated specimens.Increases in both bond and compressive strength are observed for temperatures up to 150oC,however, there is decrease in the bond and compressive strength for all other temperatures.The specimens cooled in water show more strength loss, however the effect of coolingregime is not seen clearly for the concrete-bar bond strength. Moreover, it is concluded thatconcrete-bar bond strength increase with the increase in compressive strength of concreteand embedment length of the bar.