Summary
Dette manuskript præsenterer en metode til at kontrollere kvaliteten af installation spike ankre designet til at forsinke delaminering af eksternt agglomererede fiber forstærket polymerer. Protokollen omfatter udarbejdelse af boret hul og indsættelse proces. De mest indflydelsesrig parametre på effektiviteten af ankre diskuteres.
Abstract
Fiber forstærket polymer (FRP) ankre er en lovende metode til at øge effektiviteten af eksternt jordet FRPs anvendes på eksisterende strukturer, som de kan forsinke eller endog forhindre debonding fiasko. Men en større bekymring for designere er for tidlig svigt af ankre på grund af stress fusionen. Dårlig installation kvalitet og forberedelse af clearance huller kan resultere i stress koncentration, der fremprovokerer denne præmaturt svigt. Dette dokument omhandler en installationsmetode, der har til formål at mindske virkningerne af stress fusionen og give en ordentlig kontrol med kvaliteten af forberedelsen af boret hul. Metoden omfatter tre dele: boring og rengøring af hullerne, udjævning af hul kanterne med en tilpasset borehoved, og installationen af de anker, herunder imprægnering af anker dyvel og dens indsættelse. Anker fans (gratis længden af pigge) er så bundet til den eksterne FRP forstærkning. Til den ende forankring, og i forbindelse med forstærkninger med flere lag anbefales det, at anker fan indsættes mellem to lag til at hjælpe stress-overførsel mekanisme.
Den foreslåede procedure er suppleret med et design tilgang til spike ankre, baseret på en omfattende database. Det foreslås, at design følger en række skridt, nemlig: udvalg af anker diameter og efterfølgende trækstyrke stik (det vil sige, anker før lufte ud i den frie ende), evaluering af reduktionen i trækstyrke grund bøjning, tilvejebringelse af tilstrækkelig nedstøbning at forhindre skred fiasko, og betragtning af antallet og afstanden mellem holdepunkter for en given forstærkning. I denne forstand, skal det bemærkes, at yderligere forskning er nødvendig for at opnå et generelt udtryk for bidrag af spike ankre til overordnede bindingsstyrke FRP forstærkninger.
Introduction
FRP ankre tilbud en lovende måde til at øge effektiviteten af eksternt jordet FRPs anvendes på eksisterende strukturer, i betragtning at de kan forsinke eller endog forhindre debonding fejl1,2. Imidlertid indebærer et stort problem for designere for tidlig svigt af ankre i shear på grund af stress fusionen i regionen bøjning. Installation kvalitet og forberedelse af clearance huller er afgørende for at begrænse denne stress koncentration, der fremkalder sådanne præmaturt svigt.
Dette dokument omhandler en installationsmetode, der har til formål at mindske virkningerne af stress fusionen og give en ordentlig kontrol med kvaliteten af forberedelsen af boret hul og installation af ankre. Metoden indebærer fire dele: boring og rengøring huller, gulvafslibning hul kanterne med en tilpasset borehoved at undgå uregelmæssigheder i stress-fordeling inden for regionen bøjning, installation af anker, herunder imprægnering af Anker dyvel og dens indsættelse, og vedhæftning af anker til styrkelse.
Fra tidligere publicerede forskning3,4,5,6,7, kan det konkluderes at spike ankre med en bøjning region (der er at sige, med en bestemt vinkel mellem den frie ende og den integreret region), lider stress koncentration, der er tilbøjelige til at provokere præmaturt svigt. Dette kan ikke altid undgås på grund af geometri af de oprindelige medlemmer. I mange tilfælde er 90° dyvel vinkler bredt ansat, selv om det er almindeligt anerkendt at 135° dyvel vinkler tillader en reduktion i stress koncentration og føre til bedre ydelse af spike ankre. De vigtigste årsager til brugen af 90° dyvel vinkler er at de er enklere at udføre og kontrollere i enhver retning, og at de reducerer muligheden for at opfylde interne forstærkninger.
Figur 1 viser en typisk spike anker med de mest almindelige dyvel vinkler. Spike ankre installeret med 90° dyvel vinkler kan, ikke desto mindre vise en relativt god præstation, hvis ordentlig kontrol af stress fusionen tilbydes. Begrænse stress fusionen generelt indebærer designe ankre med en stor indre bøjning radius, som den indre bøjning radius har vist sig for at spille en større rolle i fiber kinke8,9. I denne forstand, forfattere som Orton et al. 3 tyder på at en bøjning radius af fire gange anker diameteren skal bruges. Denne henstilling resultater i upraktisk bøjning radier, selv for små anker diametre, som øger den bøjning radius indebærer faldende faktiske nedstøbning længde for en given hul dybde.
Forfatterne mener, at henstillingen fra store bøjning radius er relateret til vanskeligheden ved at kontrollere den reelle indre bøjning radius, fra geometriske, når udjævning laves i hånden. En tilpasset borehoved er derfor designet der tillader en nem kvalitetskontrol af installationen og sikrer at den bøjning radius anses i design.
To forskellige processer betragtes i papiret. Den første, der er relateret til installationsprocedure for stik (ankre, især før du lufte ud i den frie ende), mens anden indeholder den foreslåede metode til design med spike ankre og verifikation behov.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Protocol
1. anchor installationsmetode
Bemærk: Denne metode omfatter hul boring, rengøring og udjævning af hul kant, samt imprægnering og indsættelse af ankeret.
- Bore hul til den krævede nedstøbning længde og med den angivne diameter.
- Brug en passende boring værktøj (dvs, elektrisk hammer eller diamond core). For betonkonstruktioner, kriterier for udvælgelse af boring værktøjer er de samme som selvklæbende ankre, og kan findes i tidligere udgivne arbejde10,11. For en elektrisk hammer, bore med en maksimal hastighed på 800 rpm.
- Give hul clearance (dvs., forskellen mellem diameteren på boret, og at stik) på ikke mindre end 4 mm. Det anbefales desuden, at denne forskel være 8-10 mm. Dette letter udjævning af hullet og giver mulighed for bøjning af anker inde boret.
Bemærk: Det skal bemærkes, at kommercielle fiber reb har nominelle diameter (når imprægneret) spænder fra 10 til 12 mm. Ankre vises i filmet protokollen blev foretaget fra fiber reb med en nominel diameter på 12 mm.
- Give hul clearance (dvs., forskellen mellem diameteren på boret, og at stik) på ikke mindre end 4 mm. Det anbefales desuden, at denne forskel være 8-10 mm. Dette letter udjævning af hullet og giver mulighed for bøjning af anker inde boret.
- Brug en passende boring værktøj (dvs, elektrisk hammer eller diamond core). For betonkonstruktioner, kriterier for udvælgelse af boring værktøjer er de samme som selvklæbende ankre, og kan findes i tidligere udgivne arbejde10,11. For en elektrisk hammer, bore med en maksimal hastighed på 800 rpm.
- Styre nedstøbning længde og glat hullet. Længde kontrol er meget vigtigt, som anker ydeevne er ekstremt længde-følsomme. Nedstøbning længder spænder fra 75 til 150 mm anbefales.
- For at udføre kontrol, Indsæt en stiv bar i bore hullet, og Sammenlign den samlede længde af baren og den længde, der er tilbage af hul når indsat med et målebånd.
- Bruge en blow-out håndpumpe, når boringen er afsluttet, til at udføre en første fjernelse af støv. Følg instruktionerne på producenten af pumpen. Blæse ud ikke mindre end to gange for den første fjernelse af støv.
- Glatte hul med en roterende, ikke-percussive værktøj. Se figur 2 for nærmere oplysninger om den tilpassede borehoved. En drill bit som foreslået kan være let tilpasses til de fleste elektriske hamre. Køleskab substrat kontinuerligt med vand mens du arbejder. Gulvafslibning er fuldført, når ingen skarpe kanter vises, og den øverste del af borehoved rører betonoverfladen.
- Ren hullet med en kombination af blæser og børstning cyklusser, da det er afgørende for at opnå den højeste bindingsstyrke. Renseprocessen er svarende til FRP pigge og klæbende ankre. Det anbefales, at mindst to rengøring cyklusser udføres. Der henvises til eksisterende retningslinjer10 for yderligere anbefalinger på renseprocessen, og altid følge anbefalingerne fra producenten, hvis andre rengøringsredskaber bruges.
- Altid slag før og efter tandbørstning. Derfor indebærer hver cyklus af mekaniske børstning to blowings og en børste.
- Slag fra indvendig mod åbningen af hul for at fjerne løs partiklerne inde i det borede hul. Der er to måder at blæse. Hvis ankeret er installeret på tørbeton, kan blæser være gjort med en blow-out håndpumpe. Hvis det er installeret på våd beton, skal blæser være gjort med trykluft (maksimale tryk på 10 bar).
Bemærk: Protokollen er udviklet til tør understøtter, selvom det kunne tilpasses våde betingelser. Det er værd at bemærke, at den udjævning teknik indebærer fugtgivende substratet. Derfor, den resulterende kvalitet af fugtighed vil afhænge af de miljømæssige forhold og på tidspunktet gået mellem Gulvafslibning i hullet og indsættelse af stikket. Tilstand af tør støtte er defineret for en relativ luftfugtighed på under 5%, som normalt svarer til normale udtørrende forhold i flere dage. I tilfælde af eksisterende betonkonstruktioner, kan hullerne betragtes som tør når 24 h har gået mellem udjævning af hul kant og indsættelse af ankeret. En fugtig tilstand refererer til nær 100% relativ fugtighed, hvilket typisk svarer til maritime strukturer. - Bruge en stålbørste til radialt børste hullet. Diameteren af børsten skal være lig eller op til 20 mm større end diameteren på boret. Vælg diameteren af børsten til at ligge så tæt som muligt i hullet, så lig friktion omkring afsnittet hul.
- Installere ankre umiddelbart efter rengøring. Hvis dette er ikke mulig (hvis ankeret ikke er indsat i 1 h fra rengøring), udføre en yderligere rengøringscyklussen før indsættelse ankre. Denne sidste rengøringscyklussen er især kritisk til vandrette ankre og huller på oversiden af underlaget.
- Forberede og installere ankre. Dette indebærer tre forskellige processer.
- Cut fiber bundt eller reb til den ønskede længde. Længden af anker skal svare til nedstøbning længde (eller dyvel længde) plus længden af anker fan.
- Imprægnere anker dyvel med lav viskositet epoxyprimer med en blød børste. Altid respektere bøttetid af harpiks, ifølge producenten. Ca. 150 g harpiks pr. anker er nødvendige. Imprægnering kræver delvist lufte ud fiber bundt at maksimere udbredelsen af harpiks.
- Altid imprægnering mod slutningen af stik at undgå bøjning fibrene. Hold bøjning regionen at forhindre skred af nogle fibre fra bundtet og forhindre den frie ende fra bliver pustet ud på dette trin.
- Fastgør den imprægnerede ende med en kabelbinderen umiddelbart efter imprægnering. Indsæt derefter, anker dyvel. Hjælpe indsættelse med en ledning, der skubber kabelbinderen, at garantere, at fibrene faktisk nå den krævede nedstøbning længde.
- Tilslut en styrkelse til ankeret til at sikre en passende overførsel mekanisme til stikket. Denne protokol er blevet udviklet og er yderligere forklaret for udgangen forankring af multiple-tvistet eksternt fæstnede FRP forstærkninger. Se figur 3 en grafisk beskrivelse af processen.
- Anvende den første lags forstærkning før indsættelse af anker (men altid efter tilberedning og rengøring af hullet), som vist i figur 3. Alternativt kan du bruge en første ply kortere end dem overholdt på anker fan, at tillade indsættelse af anker før du anvender det første lag af styrkelse.
- Give ende anchorage, når slutningen-plade debonding (eller delaminering) forventes at forekomme. For våd anvendelsen af eksterne styrkelse, altid forberede overfladen af substrat efter gældende standarder eller retningslinjer12,13.
Bemærk: Anker fans bør være fuldt ud bundet til forstærkning, som denne obligation vil ophobes stress-overførsel mekanisme. For FRP forstærkninger lavet af flere lag og med ende-forankring, anbefales anker fan installation mellem to lag. Dette eliminerer behovet for piercing laminat med ankeret, og undgå at beskadige en styrkelse. Til dato, er ingen minimum fan længde fastslået i litteraturen. Forfatterne anbefaler at fan længder af ikke mindre end 50 mm anvendes. - Anvende epoxyharpiks på både den eksterne FRP forstærkning og anker fan. Harpiks kan anvendes med enten en rulle eller en pensel. Brug de samme harpiks til at obligation de eksterne FRP forstærkning til underlaget og anker fan til den eksterne forstærkning. Altid overveje bøttetid af harpiks, ifølge producenten.
- Forhindre fremkomsten af luft hulrum mellem lag af forstærkning ved hjælp af et bubble roller, der giver mulighed for luft lettelse efter imprægnering af hvert lag (herunder anker fan).
Bemærk: For udviklingen af protokollen, en harpiks med en pot liv i 90 min ved 20 ° C var ansat.
- Forhindre fremkomsten af luft hulrum mellem lag af forstærkning ved hjælp af et bubble roller, der giver mulighed for luft lettelse efter imprægnering af hvert lag (herunder anker fan).
2. design med Spike ankre
Bemærk: Design metode er forklaret her for fan ankre, men lignende procedurer kunne følges for anderledes ankerplads enheder. Denne metode består af evalueringen af anker kapacitet, bindingsstyrke og bidrag af ankre til den samlede styrke af det forstærkede medlem.
-
Evaluere Ankers kapacitet. Dette afhænger primært om ankeret er udsat for trækstyrke eller shear styrker. I de mest almindelige tilfælde med dyvel vinkler er mindre end 180° (shear applikationer), vil dyvel vinkel begrænse effekten af stik på grund af stress fusionen i regionen bøje. Styre bøje styrke ved at følge den installationsmetode beskrevet ovenfor.
- Express anker kapacitet som en brøkdel af dets trækstyrke. Design kapacitet for ankeret vil være mindst af følgende: den konkrete kegle styrke, bindingsstyrke (beregnet som i enhver post installeret anker i konkrete10), bøje styrke og trækstyrke, med en sikkerhedsfaktor. Dette resulterer i en design kapacitet af ankre (). I Villanueva Llauradó et al. 14, udtryk for alle expectable svigt tilstande af spike ankre diskuteres.
- Vurdere konkrete kegle styrke med et udtryk som i Kim og Smith15 for at forebygge konkrete kegle fiasko. Den konkrete kegle styrke er kun kritisk ekstremt lavvandet ankre, og i almindelighed, det kan lades ankre med nedstøbning længder større end 75 mm.
- Beregne bindingsstyrke af anker dyvel. Dette kan udføres med de generelle udtryk for post installeret ankre fra koder og retningslinjer for design. Ifølge disse udtryk, bond styrke afhænger af følgende: trækstyrke af beton, diameteren på boret hul og nedstøbning længde15,16. Vedtage en værdi til den gennemsnitlige shear styrke i beton til harpiks brugergrænsefladen lige fra 8 til 15 MPa når epoxyharpiks bruges.
- Anslå reduktion af styrke på grund af bøjning. Dette afhænger primært af indre bøjning radius, i overensstemmelse med udtrykket leveres af JSCE8, som er blevet bredt vedtaget for interne FRP armeringsjern. Men supplerende test på isolerede ankre anbefales for at vurdere den reelle som-bygget styrken af stik i en given geometriske konfiguration. Denne test skal udføres med shear tests og ankre installeret efter den procedure, der foreslås i denne hvidbog.
- Beregne trækstyrke af anker med brøkdel af fibre i cross section af stik og trækstyrke af fiber. For fiber reb angive producenter generelt trækstyrke af det imprægnerede stik, der kunne vedtages for design med et tilstrækkeligt reduktionsfaktoren (fra 1,25 til 1,5). For fiber bundter af håndlavede ankre, bør flad kupon testene udføres som i ASTM standarder17.
- Beregne bindingsstyrke unanchored forstærkninger med ethvert udtryk fra internationale koder eller analytiske modeller som dem, der er fastsat i referencer18,19. Alternativt, enkelt eller dobbelt shear testene på agglomererede, unanchored prøver kan udføres. Design værdien af bindingsstyrke (Pdb, d) skal bruges i yderligere beregninger.
- Anslå den samlede styrke som følge af bond styrke den forstærkning plus anker kapacitet for forstærkninger med et anker. Denne hypotese kan accepteres, ifølge de eksisterende data, når anker fan fuldstændig dækker bredden af FRP, som er sammenhængende med resultaterne af forfatterne sammenligne resultaterne af agglomererede og unbonded forankrede enheder20, 21. Beregne design styrke for forankrede FRP med én spike anker med følgende ligning:
Pd = Pdb, d + Panc, d (1) - Flere ankre, bestemme anker effektivitet og bidrag som en funktion af placeringen af ankre (antallet af lag og rækker, anker afstand). Venligst test det ønskede arrangement for at vurdere reduktion af effektivitet på grund af flere ankre, og express design styrken af det forankrede fælles (Pd) som følger:
Pd = Pdb, d + y' • Nørgaard • Panc, d (2)
Få koefficienten y' fra tests med hver bestemt arrangement af projektet, da antallet af spike ankre, som referencer20,23. Som et alternativ til afprøvning, overveje effektiviteten y' som foreslået i de tilgange, der er rapporteret fra sådanne tests i de samme publikationer20,23.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Representative Results
Tests blev udført på isoleret stik til at vurdere effektiviteten af metoden udjævning. Derudover blev to metoder til imprægnering og indsættelse af stikkene sammenlignet. Den våde metode involveret imprægnering ankre umiddelbart før indsættelse, som den præsenterede protokol. Metoden hærdet (eller præ imprægnerede) bestod af imprægnering af den integrerede region af ankre i forvejen mindst 24 timer før indsættelse.
I tests udført efter den foreslåede metode, opnåede en gennemsnitlig stigning på 27 MPa blev sammenlignet med ikke-glattede eksemplarer af den samme nedstøbning længde og hul diameter. Note er forskellen i form af standardafvigelse, som kun var 10,9 MPa til glattes prøver efter metoden, der henviser til en identisk konfiguration og ikke-glattede prøver det var 88.2 MPa. Det skal bemærkes, at trækstyrke af testede kulfiber reb ikke blev nået i nogen test, som alle ankre udstillet præmaturt svigt på grund af at være i shear.
Forskellen mellem de to metoder til imprægnering og installation var ikke vigtigt i forhold til den ultimative belastning, men det var vigtigt for scatter. Dette har været relateret til den relative lethed af kvalitetskontrol, som er kritiske for spike ankre. Det skal bemærkes, at håndteringen af FRP ankre kræver dygtige arbejdere. Ikke desto mindre, at kvaliteten af imprægnering er svære at styre i den hærdede metode, denne metode ikke anbefales. Pre imprægnerede stik havde højere standardafvigelser når nedstøbning længde var tilstrækkelige til at forhindre vedhængende fiasko (100 og 125 mm nedstøbning længder, hemb). Resultaterne fra våd og hærdet ankre med glattede huller vises i figur 4.
Bæreevne, beregnet efter de ligninger præsenteret passer de tilgængelige data i pull-out og shear. For at finde ud af mere om denne design modellering og testresultaterne, se venligst tidligere værker af forfattere7,14.
Når den bærende kapacitet af isolerede spike ankre er blevet behandlet, er det afgørende at evaluere bidraget til den samlede styrke af eksternt agglomererede forstærkninger. De eksisterende data for forankrede FRP leddene i enkle situationer med aks ankre (dvs., enkelt eller dobbelt shear tests på konkrete enheder) er ret begrænset. Den foreslåede fremgangsmåde for design med FRP ankre blev fundet til at passe acceptabelt godt til den eksisterende database, herunder test af forskellige forfattere5,19,20,21,22 .
Figur 1 : Konfiguration og dyvel vinkler af FRP spike ankre. Dyvel-vinkel sammen med nedstøbning længde, spiller en stor rolle i stress koncentration i spike ankre. Fan vinkel må tilpasses til bredden på den eksterne forstærkning. (en) typisk FRP spike anker. (b) variabler for design (fan vinkel, dyvel vinkel, nedstøbning længde og fan længde) er sammenfattet. Parametrene d0 og det er den nominelle diameter af anker og huldiameter, henholdsvis. Dette tal er blevet ændret fra Villanueva Llauradó et al. 201714. Venligst klik her for at se en større version af dette tal.
Figur 2 : Tilpasset borehoved. Generere tilpassede borehoveder med den ønskede radius. Diamond bits kan være valg for holdbarhed grunde. Den foreslåede værktøj (en) har otte kuttere. Udjævning processen afsluttes når værktøjet runde plade af værktøjet rører overfladen af underlaget. Den resulterende profil af hullet er vist i (b). Venligst klik her for at se en større version af dette tal.
Figur 3: forbindelsen mellem spike anker og eksterne forstærkning. De vigtigste trin involveret i installationen og forbindelsen mellem den ydre forstærkning og spike anker er afbilledet her. (en) først lags (eller lag) for FRP forstærkning anvendes til underlaget med harpiks. (b) indsættelsen af anker dyvel i hullet. (c) gratis længden af ankeret er pustet ud og bundet til forstærkning med harpiks. (d) efter hvert trin af anvendelse af harpiks, luft huller skal fjernes med en boble roller. Venligst klik her for at se en større version af dette tal.
Figur 4 : Påvirkning af metoden indsættelse scatter resultaternes. Resultaterne af undersøgelser af forfatterne (middelværdier og fejl barer repræsenterer den centrale 95% interval). Der er en næsten lineær forøgelse af anker kapacitet med nedstøbning længde. Dette vises sammen med indflydelse af installationsmetoden i scatter af resultater. De vandrette og lodrette akser repræsenterer henholdsvis nedstøbning længde (hemb) og forholdet mellem den faktiske ydeevne af ankre (Pedersenet) og deres brudstyrke (Pu). Venligst klik her for at se en større version af dette tal.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Discussion
En trinvis protokol for installation og design af FRP spike ankre er præsenteret. Til bedst i forfatternes viden, er ingen detaljerede protokoller på spike ankre blevet udviklet med hensyn til effekten af installationsparametre og proces på anker kapacitet.
Den foreslåede udjævning borehoved er gavnlige i udførelsen af spike ankre, ved at reducere stress fusionen, og har bevist sin effektivitet i at reducere scatter af prøvninger på isolerede ankre. Dette er relateret til forbedring i kvalitetskontrollen af installationen. Også, den lave scatter af ankre udført følgende foreslåede installation-protokollen giver mulighed for en nedsættelse af standardafvigelse, bidrager således til en pålidelig design.
Med hensyn til resultaterne fremlagt, er der ingen væsentlige forskelle mellem pre imprægnerede og våde installation med hensyn til den ultimative belastning. For den foreslåede protokol anbefales det dog, at anker dyvler være imprægneret umiddelbart før indsættelse, for at sikre ordentlig imprægnering af regionen bøjning. Derudover forhindrer sprødt svigt på grund af hærdet resin i regionen bøjning. Hvis pre imprægnerede installation er ansat, så sikres det at den hærdede del er kortere end den lige ben af anker dyvel. Ordentlig imprægnering af bøjning regionen efter indsættelse er vanskeligt at opnå for prøvningsbetingelser. Det skal bemærkes, at dette problem er reduceret, når regionen erst til stikket er pustet ud.
Den største ulempe forbundet med den tilpassede borehoved er, at det var designet med en radius på 20 mm, hvilket resulterer i en 25 mm indre bøjning radius 10 mm diameter ankre i 20 mm huller. Sammenlignet med en større indre bøjning radius, er der lavere stik effektivitet. Det anbefales, at hvis der kræves høj bøje styrke, at borehoved være designet med en ikke-konstant radius minimere stress koncentration (gennem maksimering af den inderste bøjning radius).
Den foreslåede design procedure omfatter alle de nødvendige skridt til en komplet design af forankrede eksternt agglomererede FRP forstærkninger. Bidrag af ankre skal altid overvejes i form af en tilføjelse til bindingsstyrke. Det skal bemærkes, at tests på isolerede ankre skal foretages på prøver med designet geometri (hul og anker diameter, nedstøbning længde og bøjning radius, navnlig) til ankre. Bidrag af ankre kan derefter beregnes som en tilføjelse til bindingsstyrke FRP armering. Til dato, er de vigtigste begrænsninger for design det maksimale bidrag af ankre og den optimale opstilling af flere ankre. Forfatterne ønsker at angive, at ifølge de tilgængelige databaser, spike ankre alene kan bære kunne som meget belastning som den vedhængende mekanisme alene, hvilket ville betyde, at den samlede styrke af forankrede leddene forventes at være dobbelt så stor som af unanchored agglomererede leddene. Men denne værdi kan ikke vedtages trygt som en design værdi givet begrænset antallet af eksisterende data.
Den præsenterede protokol for installation og design har til formål at være et grundlag for den fremtidige udvikling inden for forankring af eksternt agglomererede FRP forstærkninger.
Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.
Disclosures
Forfatterne har ikke noget at oplyse.
Acknowledgments
Forfatterne ønsker at udtrykke deres taknemmelighed til Sika SAU for deres støtte og især for deres levering af materiale for ankre og forstærkningerne. Betazul er især anerkendt for deres hjælp med de tilpassede borehoved og udarbejdelsen af videoen.
Materials
| Name | Company | Catalog Number | Comments |
| Concrete | The concrete for support has a dosage made by the authors, and a strength class no lower than C40 | ||
| SikaWrap anchor C | SIKA | This material has been used for the FRP spike anchors. SikaWrap Anchor C is a unidirectional, carbon fiber rope, sheathed in an elastic gauze. The gauze can be cut onsite to create a fan end that anchors CFRP fabrics and plates used in the structural strengthening of masonry and concrete. | |
| Sikadur 330 | SIKA | Impregnating resin, apt for manual saturation methods. The product was used for impregnating the anchor dowel before insertion | |
| Sikadur 30 | SIKA | Thixotropic, two part epoxy resin applied by spatula and therefore suitable for virtually any application, including overhead | |
| Drill bit | Betazul | Drill bit employed to smooth the holes that was designed by the authors and developed by Betazul SA | |
| Hammer drill | Hilti | Tool for the execution of anchor holes on masonry and concrete, for different drilling ranges | |
| Wire brush | Hilti | Hit series | For the proper brushing of drilled holes of varying diameters and embedment depths |
| Blow-out pump | Hilti | Hit series | Manual blow-out pump |
| SikaWrap-230 C | SIKA | Unidirectional woven carbon fiber fabric for dry application process | |
| Aluminium Bubble Roller | Fibre glast | For laminations where increased pressure is necessary to release air bubbles. They are straight across the width of the head and provide excellent air relief for nearly all applications. | |
| Brush | For impregnation of FRP bundle and sheet | ||
| 600 kN testing machine | Proeti | DI-CP/S | This is used for the shear test of anchors, in order to evaluate the efficacy of the proposed insertion method |
| Cable ties | Cable ties are needed to fasten the end of the anchor dowel in order to prevent fanning out of the fibers during insertion | ||
| Measuring tape | The measuring tape is necessary to control the embedment length as well as the diameter of the drill bit and hole clearance | ||
| Steel wire | Required to assist insertion | ||
| Rigid (steel) bar | A rigid bar of any material (in this case, it was made with a steel bar) is needed to control the embedment length |
References
- Grelle, S., Sneed, L. An evaluation of anchorage systems for fiber-reinforced polymer (FRP) laminates bonded to reinforced concrete elements. Struct Cong. , 1157-1168 (2011).
- Kalfat, R., Al-Mahaidi, R., Smith, S. Anchorage devices used to improve the performance of reinforced concrete beams retrofitted with FRP composites: State-of-the-art review. J Compos Constr. , 14-33 (2013).
- Orton, S. L., Jirsa, J. O., Bayrak, O. Design considerations of carbon fibre anchors. J Compos Constr. 12 (6), 608-616 (2008).
- Ozbakkaloglu, T., Saatcioglu, M. Tensile behavior of FRP anchors in concrete. J Compos Constr. 13 (2), 82-92 (2009).
- Zhang, H. W., Smith, S. T. Influence of FRP anchor fan configuration and dowel angle on anchoring FRP plates. Compos Part B: Eng. 43 (8), 3516-3527 (2012).
- Koutas, L., Triantafillou, T. Use of anchors in shear strengthening of reinforced concrete T-beams with FRP. J Compos Constr. 17 (1), 101-107 (2012).
- Villanueva-Llauradó, P., Fernández-Gómez, J., González-Ramos, F. J. Influence of geometrical and installation parameters on performance of CFRP anchors. Compos Struct. 176, 105-116 (2017).
- Recommendation for design and construction of concrete structures using continuous fiber reinforcing materials. Japan Society of Civil Engineers (JSCE). Machida, A. , Tokyo. Concrete engineering series (1997).
- Lee, C., Ko, M., Lee, Y. Bend strength of complete closed-type carbon fiber reinforced polymer stirrups with rectangular section. J Compos Constr. 18 (1), 04013022 (2013).
- Qualification of post-installed adhesive anchors in concrete and commentary. , American Concrete Institute. ACI 355 4-11 (2011).
- Metal anchors for use in concrete. Part 5: Bonded Anchors. , EOTA. ETAG 001 (2013).
- Guide for the Design and Construction of Externally Bonded FRP Systems for Strengthening Concrete Structures. , ACI. 440.2R-08 (2008).
- Design Guidance for Strengthening Concrete Structures Using Fibre Reinforced Composite Materials. , The UK Concrete Society. TR55 (2012).
- Villanueva-Llauradó, P., Ibell, T., Fernández-Gómez, J., González-Ramos, F. J. Pull-out and shear-strength models for FRP spike anchors. Compos B Eng. 116, 239-252 (2017).
- Kim, S., Smith, S. Pullout strength models for FRP anchors in uncracked concrete. J Compos Constr. 14 (4), 406-414 (2010).
- Cook, R. A., Konz, R. C. Factors influencing bond strength of adhesive anchors. ACI Struct J. 98 (1), 76-86 (2001).
- Standard test method for Tensile Properties of Polymer Matrix Composite Materials. , ASTM International. West Conshohocken, PA. (2014).
- Chen, J., Teng, J. Anchorage strength models for FRP and steel plates bonded to concrete. J Struct Eng. 127 (7), 784-791 (2001).
- Lu, X. Z., Teng, J. G., Ye, L. P., Jiang, J. J. Bond-slip models for FRP and steel plates bonded to concrete. Eng Struct. 27 (6), 920-927 (2005).
- Brena, S. F., McGuirk, G. N. Advances on the behavior characterization of FRPanchored carbon fiber-reinforced polymer (CFRP) sheets used to strengthen concrete elements. Int J Concr Struct Mater. 7 (1), 3-16 (2013).
- Eshwar, N., Nanni, A., Ibell, T. J. Performance of two anchor systems of externally bonded fiber-reinforced polymer laminates. ACI Mater J. 105 (1), 72-80 (2008).
- Zhang, H. W., Smith, S. T., Kim, S. J. Optimisation of carbon and glass FRP anchor design. Constr Build Mater. 32, 1-12 (2012).
- Zhang, H. W., Smith, S. T. FRP-to-concrete joint assemblages anchored with multiple FRP anchors. Compos Struct. 94 (2), 403-414 (2012).
