Bond Performance of Basalt Fiber-Reinforced Polymer Bars to Concrete

Refai, Ahmed El; Ammar, Mohamed Amine; Masmoudi, Radhouane

doi:10.1061/(asce)cc.1943-5614.0000487

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“…Verbundspannungen beim Spaltversagen im Bereich von 12,4 bis 16,30 N/mm 2 ergeben. El Refai et al erreichten für ähnliche Voraussetzungen (Betondruckfestigkeit, Verbundlänge und Betondeckung) Verbundspannungen von 13,7 bis 15,1 N/mm 2 . Im Unterschied zu den hier dargestellten Versuchen stellte sich jedoch ein Versagen durch Ausziehen der Basaltstäbe ein.…”

Section: Pull‐out‐versucheunclassified

Untersuchung des Zug‐ und Verbundverhaltens von Basaltfaserverstärkter Kunststoff‐Stabbewehrung in Beton

Wolf

Glomb

Kustermann

et al. 2019

Beton und Stahlbetonbau

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Bei der Instandsetzung von Stahlbetonbauteilen muss, um die Dauerhaftigkeit sicherzustellen, die Betondeckung hinreichend groß gewählt werden. Der Einsatz alternativer Bewehrungsmaterialien wie z. B. Basalt als Faserverbundstab bietet durch die Korrosionsbeständigkeit gegenüber Karbonatisierung und Chlorideinwirkung die Möglichkeit, die Betondeckung zur Sicherstellung der Dauerhaftigkeit zu minimieren und gleichzeitig korrosionsresistente Bauteile zu erstellen. Nachfolgend werden – als Auszug aus einem Forschungsprojekt zur Untersuchung zur Instandsetzung von Sichtbetonfassadenelementen mittels Basaltstabbewehrung und Spritzbeton – Untersuchungen zum Tragverhalten von basaltbewehrten Verbundkörpern präsentiert. Die geprüften „Basaltfaserverstärkten Kunststoff‐Bewehrungsstäbe“ (BFVK‐Stab) weisen am reinen Stab höhere Zugfestigkeiten bei geringeren E‐Moduln als vergleichbare Betonstähle auf. Im zentrischen Zugversuch an bewehrten Betonknochenproben zeigen sich bei den Prüfkörpern mit der BFVK‐Stabbewehrung Längsrisse infolge hoher Spannungen im Verbundbereich sowie eine höhere Anzahl an breiteren Querrissen als im betonstahlbewehrten Referenzprüfkörper. Mithilfe numerischer Simulationen kann das Zug‐Verformungsverhalten der Prüfkörper gut nachgebildet werden. Bei der lichtmikroskopischen Untersuchung präparierter Prüfkörper nach der Zugprüfung zeigten sich verstärkt Mikrorisse, ausgehend von der Kontaktzone zwischen BFVK‐Stab zur Betonmatrix. Bei den Auszugsversuchen versagte stets der Beton, nicht die BFVK‐Stabbewehrung. Die Untersuchungsergebnisse belegen, dass der Einsatz von Basaltstabbewehrung in Beton die Herstellung dauerhafter Bauteile mit geringen Betondeckungen ermöglicht. Weitere Versuche wurden bereits zum Biegetragverhalten, zur Dauerschwingfestigkeit und Dauerhaftigkeit durchgeführt. Derzeit werden weitere Basaltbewehrungsstäbe anderer Geometrien untersucht.

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Section: Pull‐out‐versucheunclassified

Untersuchung des Zug‐ und Verbundverhaltens von Basaltfaserverstärkter Kunststoff‐Stabbewehrung in Beton

Wolf

Glomb

Kustermann

et al. 2019

Beton und Stahlbetonbau

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“…Therefore, Cosenza et al (1997) proposed a modification of the descending branch based on the BPE model, which was named the mBPE model. Considering that the effectiveness and accuracy of the mBPE model have been validated by many studies, [39][40][41] it was adopted to describe the degrading bond-slip curves in this study.…”

Section: Development Length Analysismentioning

confidence: 99%

Bond behavior between basalt fiber‐reinforced polymer rebars and coral‐reef‐sand concrete conditioned in saline solution

Ding

Shi

Wang

et al. 2019

Structural Concrete

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This paper studies the bond behavior between basalt fiber-reinforced polymer (BFRP) rebars and coral-reef-sand (CRS) concrete exposed to a saline environment. The gradation and mix proportion of CRS concrete was firstly selected, through compressive tests on CRS concrete cubes. A series of pullout tests were conducted on a total of 84 pullout specimens after conditioning in a saline solution. The experimental variables included type of rebar (steel and BFRP), diameter of BFRP rebar, conditioning duration and temperature, and type of conditioning (continuous immersion and wet-dry cycle). The stress-slip curves and bond strength of the pullout specimens were analyzed and discussed. The results show that 0.54 is selected as the water/cement ratio for CRS concrete, among the range of analyzed concrete mixes. The bond behaviors of BFRP rebars depend on their diameter. BFRP rebars with 12-mm-diameter have the best bond durability after conditioning in a saline solution, when compared with their counterparts with 8-and 16-mmdiameters. The effects of conditioning temperature and type of conditioning on the bond behavior of 12-mm-diameter BFRP rebar are negligible. A design-oriented formula was proposed for the prediction of the development length of a BFRP rebar in CRS concrete based on the experimental data. Furthermore, modified BPE models were calibrated to describe the bond-slip relationship of BFRP rebars in CRS concrete in a saline environment.

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“…More recently, FRP composites made of basalt FRP (BFRP) have been introduced as an alternative to traditional steel reinforcement at a price comparable to glass fibers of about $2.5-5.0 per kg [1], which is significantly lower than carbon fibers. BFRP bars are characterized by their corrosion resistance, greater strain at failure than carbon fibers, and better chemical resistant than glass fibers, particularly in a strongly alkaline environment [2][3][4][5][6]. A number of guidelines provide guidance on design and construction of structural concrete reinforced with glass, aramid and carbon FRP bars available in USA, Canada, and Japan [7][8][9][10].…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Shear Behavior of Fiber Reinforced Concrete Beams Reinforced with Basalt FRP Bars

Al-Hamrani¹,

Al‐Nuaimi²,

Alnahhal³

2017

Sixth International Conference on Advances in Civil, Structural and Environmental Engineering - ACSEE 2017

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This paper is focusing mainly on studying the shear behavior of basalt fiber reinforced concrete (BFRC) beams reinforced with basalt (BFRP) bars. Reinforced concrete beams reinforced with basalt bars were tested under shear loading test until failure. The beams were reinforced with sand coated BFRP bars as a flexural reinforcement, in addition to the discrete basalt macro-fibers, which were added to the concrete mix at two different volume fractions namely, 0.75%, and 1.5%. Two mixes with the aforementioned volume fractions were prepared and cured for 28 days before testing. The main parameters were the reinforcement ratio, the span to depth ratio and the volume fraction of discrete basalt minibars. Test Results showed a significant increase in the shear strength as the reinforcement ratio increases. In addition, using lower span to depth ratio resulted in an increase in the shear capacity. It has also revealed that using higher percentages of discrete basalt fibers enhanced the shear capacity, reduced the beam deflection, reduced the cracks width and propagation, and improved the beam ductility before failure.

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Bond Performance of Basalt Fiber-Reinforced Polymer Bars to Concrete

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Untersuchung des Zug‐ und Verbundverhaltens von Basaltfaserverstärkter Kunststoff‐Stabbewehrung in Beton

Untersuchung des Zug‐ und Verbundverhaltens von Basaltfaserverstärkter Kunststoff‐Stabbewehrung in Beton

Bond behavior between basalt fiber‐reinforced polymer rebars and coral‐reef‐sand concrete conditioned in saline solution

Shear Behavior of Fiber Reinforced Concrete Beams Reinforced with Basalt FRP Bars

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