رابطه‌سازی کرنش کامپوزیت‌های نوین الیافی در آزمون‌های خمشی

Abstract

پلیمرهای تقویت شده با الیاف، FRP، به علت دارا بودن ویژگی‌های مکانیکی مناسب، نصبی آسان و نسبت مقاومت به وزن بالا، معمول‌ترین گونه از کامپوزیت‌ها هستند که برای تقویت و بهسازی کاربری‌های سازه‌ای استفاده می‌شوند. در کنار این برتری‌ها، مقاومت کم در برابر آتش، ناتوانی در اعمال بر روی سطح‌های مرطوب و در دماهای پایین را می‌توان از کاستی‌های کامپوزیت‌های FRP دانست. از این رو، کامپوزیت‌های نوین پایه سیمانی تقویت‌شده با الیاف با ویژگی‌ها و برتری‌های خود نسبت به کامپوزیت‌های FRP، در سال‌های اخیر جایگزینی مناسب برای آن‌ها به حساب می‌آیند. در این مقاله، در راستای شناخت بیشتر رفتار این کامپوزیت‌ها، رابطه‌ای بین کارایی نمونه‌های تقویت‌شده به کمک این کامپوزیت‌ها در آزمون خمشی و نتیجه‌های آزمون برشی به‌دست آمد. برای این منظور، نتیجه‌های آزمون خمشی سه‌نقطه‌ای چندین نمونه تیر بتن‌آرمه‌ی تقویت‌شده با یک لایه از کامپوزیت‌های نوین الیافی به کمک تحلیل مقطع وارسی شدند و رابطه‌ای برای محاسبه‌ی کرنش الیاف در آن‌ها پیشنهاد شد. از طرفی، کرنش‌های الیاف در نمونه‌های مختلف تقویت‌شده با کامپوزیت‌های مشابه در آزمون‌های برش مستقیم محاسبه و اندازه‌گیری شد. مقایسه‌ی نتیجه‌ها به‌دست آمده از رابطه‌ی پیشنهادی در آزمون خمشی با نتیجه‌های آزمون برش مستقیم نشان می‌دهند که رابطه‌ی پیشنهادی به خوبی کرنش الیاف را پیش‌بینی می‌کند.