Behaviour of reinforced columns with E_Glass fiber and carbon fiber

Externally bonded reinforcement using Fiber Reinforced Polymer (FRP) is a good response to the concern represented by the need for rehabilitation of concrete structures. These techniques are more and more attractive because of their fast and low labour costs, very good strength to weight ratio, good fatigue properties, and non-corrosive characteristics of FRP. The present work is an experimental study investigating the mechanical behaviour under a uni-axial loading of short concrete columns reinforced by composite materials. These are constituted of glass fibers GFRP (bidirectional fabric of two surface densities 500 and 300 g/m2), carbon CFRP (unidirectional sheet of density per unit area of 230 g/m2) and polyester and epoxy resin respectively. The investigation aims at demonstrating the effectiveness of FRP reinforcement through highlighting the effect of thickness (FRP number of folds), the nature of the reinforcement (glass, carbon or Hybrid), and the orientation of the fibers. The axial lengths shortening along with the radial expansion are measured using the strain gauges glued to the outer surfaces of the composite jacket via a Wheatstone bridge. These measurements are saved to a PC through an acquisition card. The results obtained clearly show that the columns reinforced with CFRP folds allow an important increase in the compressive rupture stress in comparison with those reinforced with GFRP folds. The gains in compressive strength, in axial and in radial strains of the confined concrete with the different FRPs used are identified and quantified. It has further been demonstrated that the tested columns mechanisms depend strongly on the type of fiber reinforcements

Effet de l'orientation des fibres et leur type (CFRP/GFRP) sur le comportement des colonnes en béton (S06)

L'actuel travail est une étude expérimentale menée sur le comportement des colonnes courtes en béton renforcées (confinées) par collage extérieur des plis unidirectionnels et bidirectionnels de fibres de carbone (CFRP) et de verre_E (GFRP) respectivement sollicitées en compression uniaxiale. Plusieurs orientations sont effectuées pour mieux cerner l'effet de l'orientation des fibres sur le comportement de ces colonnes, l'étude prouve que l'empilement (0/90)2 est celui qui donne le bon comportement. A cet effet, un confinement par cette orientation à été réalisé mais cette fois en utilisant les fibres de carbone (CFRP). Des jauges d'extensomètrie sont collées sur les surfaces externes de l'enveloppe composite dans le but de mesurer le raccourcissement axial et l'expansion radiale par l'intermédiaire d'un pont de Wheatstone. Les résultats obtenus montrent bien que les colonnes renforcées par les plis de fibres de carbone permettent une augmentation appréciable de la contrainte à la rupture en compression comparativement avec celles confinées par les fibres de verre_E. Le type de rupture des colonnes confinées dépend fortement de l'orientation des fibres et du type de renfort

Effects of adding sisal and glass fibers on the mechanical behaviour of concrete polymer

In this study, we investigated the influence of the addition of sisal and glass fibres on the mechanical properties of polymer concrete (PC). These types of concrete are used in many modern civil engineering applications. The prismatic specimens sized according to ASTM C580-02 were elaborated with a PC constituted by 14% constant mass of polyester resin matrix, a granular skeleton based on sand and powder marble. The reinforcement with 60% sand and 26% marble powder adopted in this investigation is the best formulation found in previous authors work. This composition was reinforced by 1 and 2% of sisal and glass fibres, the first one having lengths of 6 mm or 12 mm, however, the second unidirectional cut into bands. These specimens were subjected to 3-point bending monotonic loading. The results obtained were discussed and compared with those obtained for control beams without fibres reinforcement. It is important to note that the incorporation of the glass fibre contributes to an increase of the ultimate load of the polymer composite material produced, however, the addition of the sisal fibre lead to its decreases. In addition, the incorporation of 2% of sisal fibre having 6 mm length leads to a reduction of 26% of the mass of the specimens

Repair of reinforced concrete beams in shear using composite materials PRFG subjected to cyclic loading

Nowadays, finding new approaches to attenuate the effects of the catastrophic shear failure mode for reinforced concrete beams is a major challenge. Generally the bending failure is ductile. It allows a redistribution of the stresses providing an early warning, whereas the rupture by shear is fragile and sudden which can lead to detrimental consequences for the structures. This research focuses on the repair of deep beams in reinforced concrete shear subjected to 4-point bending. After being preloaded at different levels of their ultimate loads, the beams are repaired by bonding a composite material made of an epoxy resin reinforced by glass fibers. The main objective of this study is to contribute to the mastery of a new method developed by the authors that consists by banding the cracks in critical zones in order to avoid fragile ruptures due to the shear force. This new technique led to better results in terms of mechanical properties when compared to conventional methods, notably the absence of the debonding of the composite found in the case of the repairs of the beams by bands or U-shaped composites. The feasibility, the performances and the behavior of the beams have been examined. The experimental approach adopted using this new technique has shown the influence of the type of loading on the fatigue behavior. In addition, the repair performed led to a considerable improvement in the fatigue durability of the preloaded beam

Réhabilitation des Poutres en Béton Armé Rompues au Cisaillement à l'aide des Matériaux Composites (S06)

L'objectif de cette étude est de développer une nouvelle technique d'approche pour la réparation des poutres en béton armé chargées en flexion 4-points et rompues par cisaillement. Cette technique utilise des matériaux composites dans la zone critique de la poutre. Pour ce faire un programme d'essais a été entrepris afin d'en juger la faisabilité, les performances, le comportement et la rupture de poutres en béton armé. De plus, les résultats obtenus par cette méthode ont montré une supériorité dans la capacité de charge et un changement du mode de rupture du cisaillement à la flexion comparativement avec des travaux antérieurs des auteurs qui consistaient à faire des réparations des poutres par collage de composites en forme de U

Etude statistique et Caractérisation Mécanique des Bétons Polymères Sollicités en Flexion (S06)

Le travail proposé est une étude expérimentale du comportement mécanique d'un béton polymère sollicité en flexion 3- points. Le béton élaboré est constitué d'une matrice en résine polyester renforcée par la poudre de marbre et des granulats de sable. Sept types de formulation d'échantillons composites sont préparés et dimensionnés selon la norme ASTM C580-02 où la matrice polymère est prise constante représentant 14% de la masse totale. Vu les dispersions des résultats des analyses statistiques par la variance Anova et par les distributions de Weibull à 2 et à 3-paramètres ont été utilisées. L'analyse des résultats obtenus montre que le taux de la poudre de marbre et des granulats de sable ont un effet significatif sur la résistance du béton polymère et que la distribution de Weibull à 2-paramètres décrit mieux les résultats expérimentaux que celle à 3-paramètres

Caractérisation des bio-composites Jute/polyester par l'utilisation de la méthode Statistique de Weibull et l'analyse de variance ANOVA (S06)

Les composites à renfort en fibres naturelles sont d'un intérêt particulier pour les industriels tels que les constructeurs d'automobile et d'emballages qui cherchent à intégrer des nouveaux matériaux écologiques et biodégradables, dus à leurs propriétés mécaniques intéressantes, recyclage et faible coût de production. Dans ce contexte ce travail décrit le comportement en flexion trois points quasi statique des composites renforcés par un tissu en fibres de jute. Les valeurs de la contrainte et de la déformation à la rupture et du module d'élasticité des différents échantillons testés en flexion 3-points avec trois vitesses de chargement. Les résultats expérimentaux obtenus sont analysés statistiquement par Weibull à 2 paramètres et par l'analyse de variance, à un facteur, ANOVA