مطالعه رفتار پیوندی لایه کامپوزیت شبکه FRP-ECC و بتن با عملیات واسط کمی

پلیمرهای تقویت شده با الیاف (FRP) پتانسیل زیادی در تقویت سازه های بتنی نشان می دهد. مطالعات زیادی در مورد خواص و کاربردهای مواد FRP در اشکال مختلف انجام شده است، از جمله صفحات FRP [1]، [2]، میلگردهای FRP [3]، [4] و پروفیل های pultruded FRP [5]، [6]. علاوه بر این، روش های تقویت مواد FRP متفاوت است [7]، [8]. شبکه‌های FRP با تشکیل یک الگوی متقاطع با الیاف پیوسته آغشته به یک سیستم رزینی مناسب ساخته می‌شوند که در سراسر جهان مورد مطالعه و استفاده قرار گرفته‌اند [9]، [10]، [11]. در روش تقویت شبکه FRP [12]، [13] ابتدا مقدار کمی از مواد چسبنده به عنوان پرایمر روی سطح بتن پاشیده می شود و پس از قرار دادن شبکه های FRP مجدداً مواد چسبنده پاشیده می شود تا شبکه های FRP. همانطور که در شکل 1 نشان داده شده است، در مواد پیوند تعبیه شده اند.

روش سنتی تقویت شده با شبکه FRP از رزین اپوکسی به عنوان ماده اتصال استفاده می کرد. با این حال، رزین اپوکسی دارای برخی عیوب است، مانند پیری آسان ترکیبات آلی، مقاومت ضعیف در دمای بالا و دوام ضعیف. بنابراین، محققان استفاده از کامپوزیت های سیمانی مهندسی شده (ECC) را به عنوان مواد پیوند دهنده پیشنهاد کرده اند [14] که دارای دوام خوب، مقاومت در برابر آتش، مقاومت در برابر ضربه، مقاومت در برابر اشعه ماوراء بنفش و قابلیت اتصال در محیط های مرطوب است. در سال های اخیر، مطالعات متعددی برای بررسی لایه کامپوزیت FRP grid-ECC انجام شده است. ژنگ و همکاران [15]، [16]، [17] آزمایشاتی را بر روی عملکرد تیرهای RC تقویت شده با لایه کامپوزیت انجام دادند، که یک اثر هم افزایی مثبت بین شبکه BFRP و ECC را نشان داد، و کارایی ساختارهای RC تقویت شده با لایه مرکب را تایید کرد. یانگ و همکاران [19] آزمایشاتی را بر روی پانزده تیر RC انجام داد که به صورت خارجی با CFRP grid-ECC تقویت شده بودند، و نتایج نشان دهنده اثربخشی استفاده از چسب اپوکسی برای اتصال لایه کامپوزیت شبکه FRP-ECC بود. علاوه بر این، در تحقیقات قبلی، نویسنده آزمایش‌های عملکرد برشی را بر روی تیرهای RC تقویت‌شده با شبکه FRP-ECC انجام داد که اثر تقویت‌کننده عالی لایه کامپوزیت را نشان داد [18].

به طور گسترده ای شناخته شده است که اثر پیوند رابط نقش مهمی در تعیین مقاومت خمشی و برشی اجزای تقویت شده ایفا می کند [7]. با این حال، تحقیقات فوق بیشتر بر تقویت اجزا متمرکز بود، با تعداد کمی از آنها رفتار مکانیکی سطح مشترک بین لایه کامپوزیت و بتن را مطالعه کردند. علاوه بر این، برخی از مطالعات مواردی را گزارش کرده‌اند که لایه کامپوزیت تا حدی پوسته می‌شود که منجر به استفاده ناکافی از اثرات تقویت‌کننده آن می‌شود[16]، [18]، [19]. بنابراین، تقویت پیوند سطحی بین لایه کامپوزیت و بتن و مطالعه عملکرد پیوند آن ضروری است. مانند سایر مواد FRP، استحکام پیوند بین لایه کامپوزیت و بتن عمدتاً به خواص لایه کامپوزیت و مقاومت بستگی دارد. زبری و تمیزی سطح بتن [20]، [21]، [22]. زبری به طور قابل توجهی بر اثربخشی پیوند بین لایه کامپوزیت شبکه FRP-ECC با بتن تأثیر می گذارد. کمی کردن زبری از طریق عملیات رابط می تواند به کنترل استحکام باند رابط کمک کند، بنابراین از تقویت اجزای ساختاری بدون هیچ گونه جداسازی در سطح مشترک اطمینان حاصل می کند. عملیات سطحی باید شامل تمیز کردن سطح بتن و اقداماتی برای افزایش فیزیکی زبری باشد، مانند چکش کاری، خراش دادن، پانچ کردن و سندبلاست. بنابراین تقویت اجزای ساختاری بدون هیچ گونه جداسازی در سطح مشترک تضمین می شود. عملیات سطحی باید شامل تمیز کردن سطح بتن و اقداماتی برای افزایش فیزیکی زبری باشد، مانند چکش کاری، خراش دادن، پانچ کردن و سندبلاست. بنابراین تقویت اجزای ساختاری بدون هیچ گونه جداسازی در سطح مشترک تضمین می شود. عملیات سطحی باید شامل تمیز کردن سطح بتن و اقداماتی برای افزایش فیزیکی زبری باشد، مانند چکش کاری، خراش دادن، پانچ کردن و سندبلاست.

با توجه به پیشینه فوق، در این مقاله، زبری فصل مشترک با حفاری سطح بتن به صورت کمی توصیف شد و یک شاخص ارزیابی نرخ عملیات مشترک برای اندازه‌گیری زبری ایجاد شد. آزمایش‌های دو برشی نرخ‌های عملیات مشترک مختلف انجام شد و حالت شکست، رابطه بار-جابجایی و الگوی تغییرات کرنش آنالیز شد. مدل لغزش پیوند و فرمول محاسبه ظرفیت باربری با در نظر گرفتن ویژگی‌های مکانیکی لایه کامپوزیت و نرخ عملیات مشترک ایجاد شد.