201. Mechanical and bond properties of new generation of carbon fibre reinforced polymer reinforcing bars for concrete structures.
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Benmokrane, Brahim, Zhang, Burong, Laoubi, Kader, Tighiouart, Brahim, and Lord, Isabelle
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POLYMERS , *REINFORCING bars , *BARS (Engineering) , *CARBON fibers , *STRENGTH of materials - Abstract
This paper presents laboratory test results on the mechanical properties and bond strength of new generation of carbon fibre reinforced polymer (CFRP) reinforcing bars used as nonprestressed reinforcement for concrete structures. Two types of CFRP reinforcing bars, namely, 9-mm-diameter CFRP ribbed bars and 9.5-mm-diameter CFRP sand-coated bars, were investigated. Tensile tests and pullout bond tests were conducted to evaluate the tensile properties and bond strength of the CFRP bars in comparison with that of the steel bar. Experimental results showed that the tensile stress-strain curves of the CFRP bars were linear up to failure. The ultimate tensile strength of the two types of CFRP bars was at least 1500 MPa, three times that of steel bars. The modulus of elasticity of two types of the CFRP bars was 128–145 GPa, about 65–75% that of steel. Furthermore, both types of the CFRP bars exhibited almost the same bond strength to concrete similar to steel bars. The minimum bond development length for the two types of CFRP bars seemed to be equal to about 20d[sub b] for the sand-coated bars and 30d[sub b] for the ribbed bars.Key words: fibre reinforced polymer (FRP), carbon FRP (CFRP), bar, mechanical properties, tensile strength, embedded length, pullout, bond strength, concrete structures.Cet article présente les résultats d'essais en laboratoire sur les propriétés mécaniques et la résistance à l'adhérence d'une nouvelle génération de barres d'armature en polymères renforcés de fibres de carbone (PRFC) utilisées comme renforcements de structures en béton armé non précontraint. Deux types de barres d'armature en PRFC de 9 mm de diamètre ont été utilisées: des barres crénelées et des barres recouvertes de sable. Des essais de traction et d'arrachement ont été réalisés pour évaluer les propriétés en traction et la résistance à l'adhérence des barres en PRFC, et les comparer à celles de l'acier. Les résultats expérimentaux montrent que les courbes contrainte de traction-déformation sont linéaires jusqu'à la rupture. La résistance ultime en traction des deux types de barres en PRFC est d'au moins 1500 MPa, soit trois fois celle de l'acier. Le module d'élasticité des deux types de barres en PRFC varie entre 128 et 145 GPa, soit 65 à 75% celui de l'acier. De plus, les deux types de barres en PRFC montrent une contrainte d'adhérence maximum analogue à celle de la barre d'armature en acier. La longueur minimale de développement d'ancrage pour les deux types de barres d'armature en PRFC semble être égale à environ 20d[sub b] pour les barres recouvertes de sable et 30d[sub b] pour les barres crénelées.Mots clés : polymères renforcés de fibres (PRF), PRF carbone (PRFC), barre, propriétés mécaniques, résistance à la traction, longueur d'ancrage, arrachement, résistance à l'adhérence, structures en béton. [ABSTRACT FROM AUTHOR]
- Published
- 2002
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