Πειραματικός έλεγχος άοπλων δοκιμίων από σκυρόδεμα περισφιγμένων με ινοπλισμένα πολυμερή (ΙΟΠ) σε κεντρική μονοαξονική θλίψη

Abstract

Σκοπός της παρούσας μεταπτυχιακής διπλωματικής εργασίας είναι η πειραματική αύξηση της θλιπτικής αντοχής, κυβικών και κυλινδρικών δοκιμίων, με την εφαρμογή νέων σύγχρονων τεχνητών σύνθετων υλικών, όπως τα ινοπλισμένα πολυμερή υλικά. Η τεχνική αυτή χαρακτηρίζεται για την ευκολία εφαρμογής της κατά τη διαδικασία ενίσχυσης και αποκατάσταση βλαβών των υποστυλωμάτων, προσφέροντας αύξηση της θλιπτικής αντοχής της παραμορφωσιμότητας (δηλαδή της οριακής παραμόρφωσης) του σκυροδέματος και της πλαστιμότητας, όχι όμως της δυσκαμψίας. Αναλύονται εκτενώς τα χαρακτηριστικά, τα πλεονεκτήματα και τα μειονεκτήματα των ινοπλισμένων πολυμερών υλικών στα οποία ανήκουν και τα ανθρακονήματα που χρησιμοποιούνται στην εν λόγω πειραματική διαδικασία. Συγκεκριμένα, παρασκευάζονται 16 άοπλα δοκίμια τα οποία πληρούν συγκεκριμένες προδιαγραφές σχεδιασμού. Για την παρασκευή των δοκιμίων χρησιμοποιήθηκε σκυρόδεμα ποιότητας C30/37 με επιβραδυντή CHEM 1. Τα υφάσματα ανθρακονημάτων είναι S&P C-Sheet 240 (προϊόντα S&P Clever Reinforcement AG), μονής κατεύθυνσης, βάρους 430gr/m² με μέτρο ελαστικότητας 240 GPA. Χρησιμοποιήθηκε η εποξειδική ρητίνη SINMAST S2W δύο συστατικών ως στρώση ασταρώματος του σκυροδέματος. Ενώ, η εποξειδική ρητίνη SINMAST S2WV (κόλλα) εμποτισμού δύο συστατικών, χρησιμοποιήθηκε για την προσαρμογή και επικόλληση των υφασμάτων ενίσχυσης τεχνολογίας CFRPs / ΙΟΠ. Η παρασκευή των δοκιμίων περιγράφεται σχολαστικά σε κάθε βήμα αφού έχει προηγηθεί η σχολαστική περιγραφή των τεχνικών ιδιοτήτων των παραπάνω χρησιμοποιούμενων υλικών του πειράματος. Εκπονούνται συνολικά 16 πειραματικές δοκιμές σε κεντρική μονοαξονική θλίψη. Τα δοκίμια χωρίζονται σε τέσσερις ομάδες και κάθε ομάδα στελεχώνεται από τέσσερα ίδια δοκίμια. Η πρώτη ομάδα περιλαμβάνει τέσσερα δοκίμια κυβικά διαστάσεων 15 cm πλάτος, 15 cm μήκος, 15 cm ύψος από άοπλο σκυρόδεμα. Η δεύτερη ομάδα περιλαμβάνει τέσσερα δοκίμια κυβικά διαστάσεων 15 cm πλάτος, 15 cm μήκος, 15 cm ύψος από άοπλο σκυρόδεμα ενισχυμένο με δύο στρώσεις CFRP. Η τρίτη ομάδα περιλαμβάνει τέσσερα δοκίμια κυλινδρικά 30 cm ύψος, 15 cm διάμετρο από άοπλο σκυρόδεμα και η τέταρτη ομάδα περιλαμβάνει τέσσερα δοκίμια κυλινδρικά 30 cm ύψος, 15 cm διάμετρο από άοπλο σκυρόδεμα ενισχυμένο με δύο στρώσεις CFRP. Κατά τη διάρκεια της πειραματικής διαδικασίας καταγράφηκε η ασκούμενη θλιπτική δύναμη και η επιβράχυνση από τον πίνακα ενδείξεων της μηχανής θλίψης. Συντάχθηκε για κάθε ομάδα δοκιμίων πίνακας αποτελεσμάτων με τις ανωτέρω μετρήσεις, ενώ υπολογίσθηκε η ποσοστιαία παραμόρφωση και η τάση του κάθε δοκιμίου. Έγιναν διαγράμματα τάσης- παραμόρφωσης από το συνδυασμό των πειραματικών μετρήσεων και υπολογισμών. Ακολουθεί η σύγκριση των αποτελεσμάτων και των διαγραμμάτων που προέκυψαν από τα πειράματα των ‘ντυμένων’ με τα υφάσματα από ανθρακονήματα και των απλών δοκιμίων, καθώς και αυτή των κυβικών με τα κυλινδρικά. Τα αποτελέσματα της πειραματικής διερεύνησης έδειξαν την αύξηση της θλιπτικής αντοχής του σκυροδέματος, πολύτιμη για την ενίσχυση των υποστυλωμάτων που ανεγέρθησαν με παλιούς κανονισμούς και παρουσιάζουν σημαντικές ελλείψεις σε διατμητικό οπλισμό – συνδετήρες. Τέλος, παρουσιάζονται συμπεράσματα και προτάσεις για περαιτέρω έρευνα ως απόρροια της παρούσας μεταπτυχιακής διατριβής.