Bond perfomance of frp reinforcement in concrete structural elements

In this thesis, the main topic is to study the bond behavior of FRP (fibre-reinforced polymer) rebar embedded in concrete structural elements since this behavior is a critical factor that operationally influences the RC characteristics of reinforced concrete structures. Various parameters highlight their importance in predicting bond strength behavior, including fibre types, surface treatments, embedment length, concrete cover and strength. The literature review extensively highlights the advantages of FRP over traditional steel reinforcement, as polymers have more outstanding durability and corrosion resistance, but also reveals possible disadvantages. An experimental database was compiled from 60 sources, including 1151 test samples with a wide range of different parameters to analyse bond behaviour. Various conditions made it possible to evaluate the bond strength in pull-out tests of reinforcement from concrete. The significant effect on the interaction between reinforcement and concrete varies depending on the embedment length and concrete cover, which are considered in different failure modes. These results provide a basis for critically evaluating analytical models and code provisions and their relationship to influencing bond factors. Recommendations for improving models can be obtained from experimental results. This study aims to optimise and promote FRP in reinforced concrete structures with an understanding that bond behavior can be critical, leading to potential cost savings and improved structural performance and promoting cost-effective and high-performing construction methods.

In questa tesi, l'argomento principale è lo studio del comportamento di adesione delle barre d'armatura in FRP (polimero rinforzato con fibre) incorporate in elementi strutturali in calcestruzzo, poiché questo comportamento è uno dei fattori critici che influenzano operativamente le caratteristiche RC delle strutture in calcestruzzo armato. Diversi parametri ne sottolineano l'importanza nel prevedere il comportamento della forza di adesione, tra cui tipi di fibre, trattamenti superficiali, lunghezza di incorporamento, copriferro e resistenza. La revisione della letteratura evidenzia ampiamente i vantaggi dell'FRP rispetto al tradizionale rinforzo in acciaio, poiché i polimeri hanno una maggiore durata e resistenza alla corrosione, ma rivela anche possibili svantaggi. Per analizzare il comportamento del legame, è stato compilato un database sperimentale da 60 fonti, tra cui 1151 campioni di prova con un'ampia gamma di parametri diversi. Diverse condizioni hanno permesso di valutare la resistenza dell'adesione nei test di estrazione dell'armatura dal calcestruzzo. L'effetto significativo sull'interazione tra rinforzo e calcestruzzo varia a seconda della lunghezza di ancoraggio e del copriferro, che vengono presi in considerazione nelle diverse modalità di rottura. Questi risultati forniscono una base per una valutazione critica dei modelli analitici e delle disposizioni del codice, nonché della loro relazione con i fattori che influenzano i vincoli. Dai risultati sperimentali si possono ricavare suggerimenti per migliorare i modelli. L'obiettivo di questo studio è ottimizzare e promuovere l'FRP nelle strutture in calcestruzzo armato, tenendo prese.nte che il comportamento dell'adesione può essere critico, portando a potenziali risparmi sui costi e a migliori prestazioni strutturali, portando alla promozione di metodi di costruzione convenienti e ad alte prestazioni.