Betonarme bir kirişin lif katkılı polimerlerle güçlendirilmesi, çelik levha ya da beton ile mantolama veya haricen art çekme gibi klasik yöntemlere alternatif olarak ortaya çıkmıştır. Aslında, FRP kompozit malzemelerin kullanılması da, kirişin çekme bölgesine haricen yeni bir çekme donatısı eklemekten başka bir şey değildir. Ancak, FRP malzemelerin geleneksel malzemelere nazaran çok kolay yapıştırılmak, çok hafif olmak, çok yüksek çekme mukavemeti olmak ve hiç korozyon riski taşımamak gibi büyük üstünlükleri vardır. FRP malzemelerin çok ince en kesitli oluşu, estetik ve uygulama kolaylığı açısından büyük avantajlar sağlar. Geleneksel beton mantolama maliyetleri ve çelik levha ile karşılaştırıldığında, FRP malzeme ile güçlendirme daha pahalı gibi gözükebilir. Yalnız, imalat ve işçilik süresi göz önüne alındığında genellikle daha ekonomik olurlar. FRP gibi ileri bir teknoloji ürününün, mekanik özelliklerinin değerlendirilmesi, güçlendirmede göz önüne alınacak hususlar, imalat ve denetim gibi konularda birçok kurala uyulması gerekir.
FRP sistemleri karbon, kevlar, armid, cam ve bazalt gibi yüksek fiziksel özellikleri olan malzemelerden üretilen kompozit sistemlerdir. Çeşitli epoksilerle kompozit hale getirilmektedirler. Betonarme de kompozit bir sistemdir; farklı fiziksel özelliği olan beton ve demir donatısının mükemmel iş birliğidir. Kompozit FRP malzemeleri çok hafif ve çok iyi fiziksel özelliklere, çok yüksek mekanik dayanımlara ve anti korozif özelliklere sahiptirler. FRP kompozit malzemeler tek ve çift yönlü şeritler ve kumaşlar, ankrajlar ve çubuklar olarak üretilebilmektedir.
Bir kirişin belirli bir eğilme dayanımı seviyesinin üstünde güçlendirilmesi sağlıklı değildir. Çünkü, zayıf bir ihtimal de olsa, FRP laminatlarının aderansı boşalabilir ve kirişten kurtulabilir. Bu takdirde, yalnız ve güçlendirmesiz kalan kiriş ve yeni yüklerin azaltılmış yük faktörleri ile doğuracağı eğilme momentini taşıyabilecek kadar minimum bir güçte olmalıdır. Aksi halde, güçlendirmeye izin verilmez.
YANGIN VE ISIYA KARŞI ETKİSİ
Bir yangında, en ufak bir ısı artışında bile, haricen yapıştırılmış FRP sistemler dayanımlarını derhal kaybederler. Maksimum hizmet ısısı, yapıştırıcı malzemenin sertliğini kaybedip yumuşadığı ve Tg= camdan sıyrılış ısısı denilen Tg=70 santigrat derecedir.
MİNİMUM BETON KALİTESİ
Mevcut beton çekmede ve kaymada, yüksek çekme dayanımlı FRP laminatların getireceği gerilmeleri taşıyabilecek kadar iyi kalitede olmalıdır. Minimum beton kalitesi fck = 17 MPa ve ayrıca, minimum çekme dayanımı fct = 1.4 MPa olmalıdır. Kolonların FRP tekstillerle sarılmasında bu minimum kalite şartları aranmaz.
FRP KULLANIMININ AVANTAJLARI YARARLARI
* Kullanılan bütün bileşenlerin önceden kalite kontrolü yapılmıştır.
* Tasarsım kolaylığı
* Yük taşıma kapasitesini artırır
* Eğilme dayanımını artırır
* Durabiliteyi geliştirir
* Sehimi azaltır
* Ölü yükü arttırmaz, elemanın geometrisini değiştirmez
* Avrupa tasarım normlarında standart hesap yöntemleri mevcuttur.
* Kalite kontrol ve güvence sistemleri mevcuttur.
* Eksenel yük taşıma kapasitesini, eğilme ve kesme dayanımlarını, durabiliteyi ve sünekliliği arttırır.
FRP laminatları ile güçlendirilmiş bir kirişin eğilme momenti dayanım kapasitesini tayin edebilmek için, aşağıdaki kırılma kriterlerinin tek tek tahkik edilmesi ve her biri için önerilen önlemlerin alınması gerekir:
* Donatı demirinin akmasından evvel, betonun basınç altında kırılmasını önlemek,
* Donatının akması ve onu takiben FRP laminatların çekme altında kopmasını önlemek,
* Pas payı betonunun kayma ve çekme altında sıyrılıp parçalanmasını önlemek,
* FRP laminatların betondan sıyrılıp ayrılmasını önlemek.
FRP plakaların yapıştırılmasından önce yüzey hazırlığının doğru yapılması çok önemlidir. Beton yüzeyi; letans, yağ, kir, zayıf kısımlar, sıva ve boyalardan kumlama veya taşlama gibi mekanik yöntemlerden biri kullanılarak temizlenmelidir. Beton yüzeyin minimum çekme dayanımı 1.5 N/mm2 olmalıdır. Yüzey profili düzgün olmalı, kot farkı 2 metre de 5 mm geçmemelidir.
* Yüzey bozuklukları epoksi puty ile düzeltilir.
* Uygun şekilde hazırlanmış yüzeye epoksi sürülür
* FRP gerilerek yapıştırılır, rolu gezdirilerek sabitlenir ve epoksi ile iyice doyurulur.
* FRP kumaşın üzerine son kat epoksi uygulanır
* Koruyucu kaplama yapılacaksa kum serpilir ve daha sonra sıva veya başka bir uygulama ile işlem tamamlanır.