ผลของแผ่นคาร์บอนไฟเบอร์ต่อความแข็งแรงของเหล็กเสริม

คอนกรีตเสริมคาร์บอนไฟเบอร์ (CFRP) นำมาใช้ในการเสริมโครงสร้างคอนกรีต
ในสาขาวิศวกรรมโยธา มีการเสนอวิธีการเสริมแรงแบบใหม่ที่มีเทคโนโลยีสูง เมื่อเปรียบเทียบกับวิธีการเสริมแรงแบบดั้งเดิม วิธีการเสริมแรงนี้มีการวิจัย การเผยแพร่ และมูลค่าการใช้งานที่สูง รวมถึงประโยชน์ทางสังคมและเศรษฐกิจที่ยิ่งใหญ่ โครงสร้างคอนกรีตเสริมเหล็กที่เสริมด้วยแผ่นคาร์บอนไฟเบอร์ประกอบด้วยคอนกรีต แท่งเหล็ก และแผ่นคาร์บอนไฟเบอร์ ระบบความเค้นแบบผสมซึ่งนำไปสู่ปัญหาใหม่มากมายสำหรับการออกแบบการเสริมแรงโครงสร้าง เช่น ความสามารถในการรับน้ำหนัก การคำนวณความแข็ง โหมดความล้มเหลวของโครงสร้าง และกลไกการเสริมแรงแผ่นไฟเบอร์ เป็นต้น สิ่งเหล่านี้เป็นเนื้อหาสำคัญที่ต้องแก้ไข มีความสำคัญในทางปฏิบัติที่สำคัญสำหรับการคำนวณโครงสร้างและการเสริมแรงทางวิศวกรรม โดยการเปลี่ยนความยาวการยึด ความสูงของรอยบาก และอัตราส่วนการเสริมแรงของแผ่น CFRP กลไกการเสริมแรง โหมดความล้มเหลวของอินเทอร์เฟซ ความสามารถในการดัด และผลของการเพิ่มความแข็งของคานที่เสริมแรงด้วยแผ่น CFRP ได้รับการศึกษาอย่างเป็นระบบ

ความสามารถในการรับน้ำหนักสูงสุดของคานคอนกรีตสามารถปรับปรุงได้โดยการติดแผ่น CFRP ไว้ในโซนแรงดึงของคานคอนกรีต และความสามารถในการรับน้ำหนักสูงสุดของคานสามารถเพิ่มขึ้นได้โดยใช้แผ่น CFRP ที่มีความยาวต่างกัน
ในระหว่างการทดสอบ คานทั้งหมดแสดงรอยแตกร้าวจากการดัดและรอยแตกร้าวจากการเฉือนที่ชัดเจน รอยแตกร้าวของคานที่ไม่มีการเสริมแรงปรากฏขึ้นเร็วกว่า เมื่อรอยแตกร้าวขยายตัวเร็วขึ้น จำนวนรอยแตกร้าวก็ลดลงและรอยแตกร้าวก็กว้างขึ้น เมื่อเหล็กเส้นอ่อนตัว รอยแตกร้าวขยายตัวอย่างรวดเร็ว การโก่งตัวของคานเพิ่มขึ้นอย่างรวดเร็ว แต่ความสามารถในการรับน้ำหนักของคานที่เสริมกำลังเพิ่มขึ้นเพียงเล็กน้อย ในระหว่างกระบวนการรับน้ำหนัก รอยแตกร้าวปรากฏขึ้นในภายหลังและขยายตัวช้า มีรอยแตกร้าวจำนวนมาก นอกจากนี้ รอยแตกร้าวเริ่มต้นของคานที่เสริมด้วยแผ่นใยไม้อัดจะล่าช้า และแรงเริ่มต้นของรอยแตกร้าวจะสูงกว่าของคานที่เสริมด้วยแผ่นใยไม้อัด