ABSTRACT

Strengthening of reinforced concrete (R.C.) structures is often necessary due to a local defect in one or several of its members. Strengthening methods themselves have seen noticeable improvements over the years. Among the most important of these methods is, undoubtedly, the Fiber Reinforced Polymer technology.
This paper introduces the Carbon Fiber Reinforced Polymers (CFRP) as an established technology for strengthening R.C. beams. The first part of the paper deals with explaining the CFRP technology as a part of the wider technology of composite materials.
An experimental testing program was undertaken. R.C. beams were cast using different reinforcement ratios. The scheme of strengthening with CFRP was also varied, including some beams with no CFRP strengthening, i.e., reference beams.
The advantages of this strengthening method in improving the carrying capacity and controlling cracking and deflection is discussed.

الملخص

إن حاجة المنشآت الخرسانية إلى الدعم والتقوية تعتبر ضرورية في كثير من الحالات التي يتعرض فيها المنشأ لتلفٍ جزئي بأحد أعضاءه أو قصور كلي في وظيفته خلال عمره الافتراضي. ومهما اختلفت الأسباب فالنتيجة هي ضرورة القيام بالدعم والتقوية لتحسين أو زيادة السعة التحميلية للمنشأ أو العضو. وقد استخدمت العديد من الطرق على مر السنين، والتي كان لزاما التفكير في تطويرها والبحث عن وسائل وأساليب أكثر فعالية وضمانا. فظهرت خلال النصف الأخير من القرن الماضي تقنية بديلة للتقوية تمتاز عن سابقاتها، وهي تقنية التدعيم والتقوية باستخدام البوليميرات المسلحة بالألياف، والتي استخدمت لتقوية عدة جسور ومبانٍ حول العالم. تهدف هذه الدراسة إلى تقييم التصرف الإنشائي لأحد أهم التقنيات المستحدثة، وهي صفائح البوليميرات المسلحة بالألياف الكربونية، عند استخدامها في تقوية الكمرات الخرسانية المسلحة.
تتناول هذه الورقة دراسة معملية لتأثير استخدام صفائح البوليميرات المسلحة بالألياف الكربونية في منطقة الشد، ومدى تأثيرها في الحد من التشقق والترخيم، وذلك بمدلولية الحمل الأقصى للانهيار، ومقدار الترخيم عند الحمل الخدمي، وقيمة الانفعال في كل حالة. حيث تم تنفيذ عدد من الكمرات الخرسانية المسلحة تختلف فيها نسبة الماء إلى الأسمنت مع التغيير في نسبة التسليح للمقطع. وقد دُرس مستوى الإجهاد في الكمرة قبل التطبيق كمتغير في اختبار الكمرات، بالمقارنة مع كمرات خرسانية مسلحة مرجعية وأخرى مدعمة بصفائح الألياف الكربونية. وأظهرت النتائج تحسناً في السعة التحميلية للكمرات المدعمة مقارنة بالكمرات المرجعية، مما يشجع البحث للاستفادة من هذه التقنية في التطبيقات المختلفة.