RICERCA 2025
A STUDY ON THE INTERFACE BOND BETWEEN CEMENT-LESS CONCRETE AND NON-METALLIC REINFORCEMENTS (FRP)
Development, Fresh and Hardened State Characterization of Cement-Free Concrete, and Bond Analysis with Steel and FRP Bars
Vincenzo Romanazzi, 
Postdoctoral Researcher, Università del Salento, Lecce
vincenzo.romanazzi@unisalento.it
Marianovella Leone, 
Associate Professor, Università del Salento, Lecce
marianovella.leone@unisalento.it
Maria Antonietta Aiello
Full Professor, Università del Salento, Lecce
antonietta.aiello@unisalento.it
Structural 255 | Aprile - Giugno  2025
10.12917/Stru255.09 – https://doi.org/10.12917/STRU255.09

en/it
Geopolymer concretes (GPC) can represent a valid alternative to traditional Portland cement-based concretes due to their lower environmental impact, good mechanical performance, and durability. However, for their use in structural applications, a thorough investigation of the material's mechanical response is necessary, with particular attention to the physical and mechanical parameters that influence the structural behavior of elements made from such cement-less concretes. 
This study aims to examine the bond mechanisms between geopolymer concrete (GPC) and reinforcement bars, in order to expand the knowledge on the phenomena occurring at the interface between the base material and the reinforcements. To this end, experimental tests were conducted to evaluate the properties of geopolymer concrete, both in the fresh and hardened states, and its bond behavior with fiber-reinforced polymer (FRP) reinforcement bars.
Specifically, the experimental tests involved ribbed glass FRP bars and sanded carbon FRP bars. The bond analysis considered several parameters, including the bond length and the surface finish of the reinforcement bars. The results highlighted that GPC has a similar bond behavior with both steel bars and ribbed glass GFRP bars, while sanded CFRP bars showed lower maximum bond stresses.
This study contributes to a better understanding of the force transfer mechanisms at the interface between geopolymer concrete and non-metallic reinforcements, helping to bridge gaps in the existing literature and providing data for the design of reinforced geopolymer concrete structures.

ARGOMENTO:  CEMENT AND CONCRETE theory and applied research - CEMENTO E CLS ricerca teorica e applicata,COMPOSITES: MATIRIALS, TECHNOLOGIES, ENGINEERED COMPOSITES PRODUCTS - COMPOSITI: MATERIALI, TECNOLOGIE, REALIZZAZIONI
PAROLE CHIAVE: Calcestruzzo geopolimerico, aderenza, barre FRP, acciaio, comportamento tensione-scorrimento
Abstract
x
STUDIO DEL LEGAME DI INTERFACCIA TRA CALCESTRUZZO CEMENT-LESS E ARMATURE NON METALLICHE (FRP)
Sviluppo, caratterizzazione allo stato fresco e indurito di calcestruzzi senza cemento e analisi dell’aderenza con barre di acciaio e barre in FRP

I calcestruzzi geopolimerici (GPC) possono rappresentare una valida alternativa ai tradizionali calcestruzzi a base di cemento Portland, grazie alla loro minore impronta ambientale e alle buone prestazioni meccaniche e di durabilità. Tuttavia, per il loro impiego in applicazioni strutturali, è necessario uno studio approfondito della risposta meccanica del materiale con particolare riferimento a tutti i parametri fisici e meccanici che influenzano il comportamento strutturale degli elementi realizzati con questi calcestruzzi detti cement-less. 
Il presente studio si propone di esaminare i meccanismi di aderenza tra il GPC e le barre di armatura, al fine di espandere le conoscenze sui fenomeni che si verificano all’interfaccia tra il materiale di base e i rinforzi. A tal fine, sono state condotte prove sperimentali per valutare le proprietà del calcestruzzo geopolimerico, sia allo stato fresco che indurito, e il comportamento di aderenza con barre in polimero fibrorinforzato (FRP).
In particolare, i test sperimentali hanno coinvolto barre FRP in vetro dotate di risalti, e barre FRP di carbonio sabbiate. L'analisi dell'aderenza ha considerato vari parametri, tra cui la lunghezza di aderenza e la finitura superficiale delle barre. I risultati ottenuti hanno evidenziato che il GPC presenta un comportamento di aderenza simile con barre in acciaio e barre FRP di vetro dotate di risalti, mentre le barre sabbiate hanno mostrato tensioni di aderenza massime ridotte.
Questo studio fornisce un contributo alla comprensione dei meccanismi di trasferimento delle forze all'interfaccia tra calcestruzzo geopolimerico e armature non metalliche, con l’obiettivo di contribuire a colmare le lacune esistenti nella letteratura e di fornire dati per la progettazione di strutture in calcestruzzo geopolimerico armato.

KEYWORDS: Geopolymer concrete, bond, FRP bars, steel, stress-slip behavior
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