Restorasyonda ahşap yapı elemanlarının karbon fiber takviyeli polimerler (CFRP) ile güçlendirilmesi

Abstract

Bu çalışmada; ahşap yapı elemanlarının güçlendirilmesinde kullanılan karbon fiber takviyeli polimer uygulamasının, ahşap yapı elemanlarının mekanik performanslarında meydana getirdiği değişim miktarının belirlenmesi amaçlanmıştır. Bu amaçla; TS 2470 numaralı standart esas alınarak, doğu kayını (Fagus orientalis L.) ve sarıçam (Pinus silvestris L.) odunundan hazırlanan örnekler karbon fiber takviyeli şerit çubuk (CFRP) ile bond 200M epoksi macun ve poliüretan esaslı yapıştırıcı (PU) kullanılarak güçlendirme çalışması yapılmıştır. CFRP ile güçlendirilen bu örnekler, TS 2474 esaslarına göre statik eğilme direnci, TS 2475 esaslarına göre çekme gerilmesi ve TS 2595 esaslarına göre basınç direnci deneylerine tabi tutulmuştur.Yapılan deneysel çalışmalar sonucunda; statik eğilme direncinde en yüksek artış miktarı, çift bileşenli bond 200M epoksi macun kullanılarak tek yönlü yapılan güçlendirme çalışmasında sarıçam örneklerinde % 108 olarak gerçekleşmiştir. Sarıçam örneklerindeki artış miktarı daha yüksek olmasına rağmen güçlendirilmiş kayın örneklerinin eğilme dayanımı sarıçam örneklerinden daha yüksektir. Çekme gerilmesinde ve basınç direncinde, tek yönlü yapılan güçlendirme çalışmalarında her hangi bir artış bulgusuna rastlanılmamıştır.Sonuç olarak; tarihi yapıların restorasyonunda yapılan güçlendirme çalışmalarında ahşap yapı elemanlarının, eğilmeye zorlanan bölgelerinde, bond 200M epoksi macun ve CFRP şerit çubuk kullanarak tek yönlü bir güçlendirme yapılabileceği, fakat çekme ve basınca zorlanan bölgelerinde CFRP şerit çubuk ile yapılan tek yönlü güçlendirmelerin yeterli olmadığı sonucuna ulaşılmıştır.

In this study, it was aimed to identify the amount of change in mechanical performances of wood building materials after they were reinforced with carbon fiber reinforced polymer (CFRP). Taking TS 2470 standart as basis, samples were prepared from Oriental Beech (Fagus orientalis L.) and Yellow Pine (Pinus silvestris L.) and they were reinforced with CFRP sheets using bond 200M epoxy and polyurethane adhesive. These samples then were subjected to parallel bending strenght (according to TS 2474 standards), parallel tensile strength (according to TS 2475 standards) and parallel pressure to fiber (according to TS 2595 standards) experiments.In parallel bending strenght experiments, the amount of increase was 108 % in yellow pine samples in reinforcement study carried out by applying CFRP to onesurface using bond 200M epoxy. Bending strength of reinforced beech was higher than that of yellow pine, even though the amount of increase in the latter was higher. No significant increase was found in parallel tensile strength and parallel pressure to fiber experiments.As a result, it was concluded that in reinforcement works performed for the restoration of historical buildings, it is possible to apply reinforcement to one surface using bond 200M epoxy and CFRP sheet where wood building material is forced to bend, but application of CFRP to one surface is not sufficient in areas where tensile and pressure loads are present.