International Science and Technology Journal

Published by

Under supervision of


Open Access Journal

ISSN: 2519-9854 (Online)

ISSN: 2519-9846 (Print)

DOI: www.doi.org/10.62341/ISTJ

A peer-reviewed and open access journal concerned with publishing researches and studies in the field of applied sciences and engineering

Published by

Under supervision of

Repair and Rehabilitation of Damaged Concrete Columns Using FRP Strengthening Materials

Researcher(s):
  • Abulgasem M. Elarbi
  • Hwai-Chung Wu
  • Ziad H. Abo Mustafa
Institution:Wayne State University Detroit, MI, USA
Wayne State University Detroit, MI, USA
Almergb University Libya
Field:التقنيات المدنية و الإنشائية و الهندسة المعمارية
Published in:19th volume - November 2019
الملخص
يمكن للكوارث الطبيعية مثل الزلازل والأعاصير المدارية وأمواج تسونامي ، وكذلك عن التخريب البشري الناجم عن الحروب والهجمات الإرهابية أن تدمر الهياكل الإنشائية التي تعاني من قصور في ثوان معدودة. نتيجة لذلك تم تطوير العديد من تقنيات التقوية المختلفة، وحيث ان تقنيات التقوية والترميم التقليدية والتي تشمل تغليف وتغطية الخرسانة وحديد التسليح تستهلك الكثير من الوقت والعمل وأغلب الأحيان لاتوفر الحلول المثلى، فإن استخدام مواد البوليمر المقواة بألياف الفابير (FRP) يعتبر طريقة فعالة لترميم وإصلاح الهياكل الخرسانبة بمختلف أنواعها. على الرغم من ان عدد كبير من البحوث التجريبية والدراسات تم إجراءها خلال الأربعة عقود الماضية على إستخدام مركبات البوليمر المقواة بالألياف (FRP) ، اتبث فيها الأداء المتفوق لهذه المواد المركبة في تقوية ودعم العناصر الخرسانية وتحسين كفـأتها وسعتها التحملية، يبدو ان عدد قليل من الدراسات تناولت استخدام مواد البوليمر (FRP) في ترميم وإعادة تأهيل العناصر الخرسانية التالفة. أجريت هذه الدراسة، لاختبار كفاءة استخدام ألياف البوليمر المصنوعة من الكربون أو الزجاج “CFRP / GFRP” لإصلاح وإعادة تأهيل أعمدة الخرسانة التالفة، حيث تم تنفيذ عدة مجموعات من عينات الأعمدة الخرسانية ذات نسب مختلفة من نسبة الماء إلى الأسمنت واختبارها عن طريق إخضاعها لاختبار مقاومة الضغط حتى فشلها، وبعد ذلك ثم إجراء عملية ترميم وإصلاح لها باستخدام مواد لصق الايبوكسي وتعزيزها بواسطة مركبات GFRP أو CFRP ومن ثم إخضاعها بعد فترة المعالجة لاختبار قوة الضغط مرة أخرى حتى حدوث الفشل. أظهرت النتائج تحسنا كبيرا في قوة الضغط للعينات التي تم إصلاحها.
Abstract
Natural disasters such as earthquakes, hurricanes, tornadoes, and tsunamis, as well as human vandalism due to wars and terrorist attacks can damage or destroy deficient structures in a matter of seconds. As a result, various strengthening techniques have been developed. Traditional strengthening and retrofitting techniques include concrete and steel jacketing are time consuming and labor intensive and do not always provide the most appropriate solutions. The bonding of thin fiber-reinforced plastics (FRP) composites on the surface of concrete members has emerged as an effective method to increase both the strength and stiffness of concrete members. Fiber reinforced polymer (FRP) composites have been extensively investigated for strengthening, due to its superior performance. Although a large volume of experimental research have been carried out and studies have been made during the past four decades to realize the performance of composite materials as strengthening/retrofitting for existing concrete structures to increase their load carrying capacity, there appears to be less work reported on studying the repair and rehabilitation of damaged structures. The present study is conducted to examine the efficiency of external FRP strengthening systems for repair and rehabilitation of damaged concrete columns using different CFRP/GFRP composites. Several sets of concrete column specimens with different water cement ratios had been implemented and tested by subjecting them to compressive strength tests till failed, and then repaired using the epoxy paste material and strengthened with either CFRP or GFRP strengthening composites and subjected to the compressive strength test again till failure occurred. The results showed that a significant improvement in compressive strength of repaired specimens.