تولید تا کیفیت خاص تیرچه پیش تنیده
تیرچه پیش تنیده یکی از بهترین مصالح ساختمانی و ساخت و ساز است که می توان آن را جزء برترین مصالح ساختمانی لحاظ کرد. تیرچه پیش تنیده با بهترین و با کیفیت ترین مواد اولیه ساخته می شود.
مقاومت CRFP نسبت به محیط های سنگین قلیایی ، استحکام و سفتی خاص بالا ، پایداری حرارتی و ظرفیت خاص میرایی ویژه بالا ، همگی از پتانسیل قابل توجه آن به عنوان پاسخ احتمالی به نیازهای زیرساخت های جدید است که از تیرچه پیش تنیده استفاده می شود این ماده سبک وزن ، استحکام کششی از ۲۸۶-۴۶۴ پوند بر اینچ مربع و یک مدول کششی در هر نقطه از ۳۹۱۶۰-۷۴۹۸۴ پوند بر اینچ مربع را دارد ، به نظر می رسد که به خوبی برای تقویت شمع مورد استفاده قرار می گیرد. مقاومت تیرچه پیش تنیده را می توان با فرمول ها و ابزارهایی مشخص کرد.
با در نظر گرفتن استفاده از اکثر تقویت کننده های FRP ، لازم است بدانیم که :
مواد تا حدی خطاهای خطی و الاستیک دارند و هیچ گونه انعطاف پذیری را نشان نمی دهند ، اگرچه ظرفیت کرنش نسبی خوب (به طور معمول بسته به نوع فیبر ۱٫۵ F برای CFRP) وجود دارد. این عدم انعطاف پذیری باید هنگام طراحی سازه های بتونی تقویت شده با FRP به درستی مورد توجه قرار گیرد. به علاوه، از آنجا که مدول الاستیک مواد CFRP به طور معمول در حدود ۷۵٪ از فولاد سازه کمتر است.
طراحی عناصر بتونی تقویت شده و پیش ساخته CFRP ممکن است در ایالات بخوبی در سازه مورد استفاده قرار گیرد. شکست و ترک خوردگی با این وجود ، برای شمع های بتونی پیش ساخته و تیرچه پیش تنیده ، انحراف و ترک خوردگی از عوامل اصلی کنترل طرح نیست و به طور معمول مورد توجه قرار نمی گیرد. هر چقدر مقاومت تیرچه پیش تنیده بیشتر باشد به همان اندازه مقاومت سازه در برابر عوامل محیطی بیشتر خواهد بود. خواص فیزیکی تیرچه پیش تنیده موجب شده تا در بسیاری از سازه ها از آن استفاده شود
قابلیت تحمل وزن عمودی شمع تیرچه پیش تنیده
قابلیت تحمل بار عمودی شمع های تقویت شده تیرچه پیش تنیده به تعدادی از شرایط سایت از جمله خصوصیات خاک پروژه ، خصوصیات ماده شمع و ابعاد شمع و تیرچه پیش تنیده بستگی دارد. شمع های ساختاری FRP دارای خواص مکانیکی ناهمسانگرد ، سفتی کمتری داشته و نسبت مدول الاستیک به برش بالا دارند و براحتی برش می خورند – در نتیجه تغییر شکل برشی نقش مهمی در رفتار مکانیکی دارد. اما پتانسیل پارگی و خزش بالایی نیز دارند. این خصوصیات ، مشخصه جزء پلیمری FRP ، بوده که تمایل به خزش دارند ، اما قسمتهای الیاف کامپوزیت ، یعنی کربن ، شیشه یا الیاف آرامید ، اثر تثبیت کننده ای در FRP دارند. خزش مؤثر به میزان کلی حجم فیبر و جهت گیری فیبر بستگی دارد.
خواص فیزیکی منحصر به فرد تیرچه پیش تنیده باعث مقاومت زیاد پل نسبت به بارهای زنده و مرده شده است
کشش فیبری تیرچه پیش تنیده
کشش فیبری در طول بتن ریزی (پیش تقویت کننده) به طور قابل توجهی از مقاومت در برابر ضربه ، مقاومت کلی کششی عضو ، مدول الاستیک بهره می برد و ظرفیت حمل بار را افزایش می دهد. سطح انحراف مربوط به حالتهای مقاومت در آزمایشگاه ، میزان سستی (تا ۳۳۰۰۰ ساعت) برای سطح فشار تا ۸۰٪ از قدرت تضمین شده یافت شد که نشان می دهد مقدار سستی در رشته های CRFP ژاپنی تحت لیسانس آمریکا تقریبا در نیمی از رشته های فولادی وجود دارد.
علاوه بر این ، چندین محقق همچنین مشاهده کردند که مقدار سستی تاندون های CFRP ناچیز است. با این حال ، بالاتر از ۸۰ درجه سانتیگراد ، سستی CFRP تقویت کننده تخمین زده شده که بسیار زیاد است و نیاز به بررسی بیشتر دارد. یعنی در شرایط محیطی شمع معمولی تیرچه پیش تنیده ، میزان سستی عمومی معادل آنهایی است که در فولاد و تیرچه پیش تنیده وجود دارد. تیرچه پیش تنیده باید در شرایط مختلف آزمایش شود.
از آنجا که آرماتور CFRP در شمع بتونی یک مشخصه نسبتاً جدید است ، در مورد مکانیسم های خرابی آن در این زمینه مقالات کمی وجود دارد. ساختاری مشابه ، طراحی ستون ، ممکن است به چنین مواردی اشاره کند. مکانیسم ها ، یعنی شکست کششی عرضی ، کشش فیبر و برش حالت غالب خرابی میله های FRP تحت فشار (موسسه بتن آمریکا ۴۴۰٫۱R-06) هستند. مطالعات قبلی نشان داده که FRP بدون فشار در تنش به طور قابل توجهی قوی تر از فشرده سازی است ، فولاد تقویت کننده معمولی در خمیدگی نیز این چنین خواصی دارد.
خواص بیشمار CRFP و تیرچه پیش تنیده
با دارا بودن خواص مفید بیشماری ، نقاط جانبی مرتبط با CFRP وجود دارد. قیمت اولیه مواد (۵ تا ۱۵ برابر قیمت فولاد بسته به مشخصات مواد) ، کم است. مدول الاستیسیته در مقایسه با فولاد و فشار نهایی با شکست نهایی (در مقایسه با فولاد) همه مشخصات این ماده وجود دارند. جنبه های منفی بیشتر شامل نسبت بالای محوری به جانبی است. مقاومتی که ممکن است باعث ایجاد نگرانی نسبت به لنگرهای تیرچه پیش تنیده شود، ضریب انبساط حرارتی عرضی در مقایسه با بتن بالا است. و همچنین ، به دلیل حساسیت ذاتی نسبت به پارگی، مقاومت دراز مدت CFRP در واقع می تواند پایین تر از قدرت اولیه آن باشد. ماده CFRP نسبت به نور ماورای بنفش خورشید آسیب پذیر بوده و از مقاومت کمی در برابر ضربه برخوردار است.
این ملاحظات می تواند با رویه های استاندارد امروزی کاهش یابد ، که در معادلات طراحی مرتبط با فرآیندهای FRP انعکاس یافته است. آنچه از این اطلاعات می توان برداشت کرد این است که ، مزیت بارز ۱۹ CFRP نسبت به استحکام فولاد از نظر قدرت است که باعث می شود تعداد کمتری از CFRP بتواند از بارهای یکسان را تحمل کند ، و به طور بالقوه می تواند شکاف قابل توجهی در هزینه های اولیه ساخت و ساز در هنگام مقایسه این دو ماده را از بین ببرد.
امروزه در بسیاری از کشورها از تیرچه پیش تنیده در سازه های شهری و جاده ای بسیار زیاد استفاده می شود
تاثیردوام CFRP در تیرچه پیش تنیده
تخریب محیطی فولاد ، مطابق با تحقیقات گسترده طی چند دهه ، با اجرای تاندون های CFRP و تیرچه پیش تنیده می تواند کاملا از بین برود. فیبرهای پلیمری تقویت شده ، در برابر نفوذ از محلول هایی که قلیایی بالایی دارند مقاومت می کنند. تخریب مواد در سازه های بتونی مسلح به طور معمول به عنوان خوردگی آرماتور داخلی فولاد با کلرید یا کربناته شدن بستر بتونی مشخص می شود. فیبرهای کربن مایعات محیطی را جذب نمی کنند، بنابراین متعاقب آن در مقابل فشار قلیاها یا حلالها مقاومت می کنند. انعطاف پذیری CFRP طی آزمایش های ۹ ماهه مشخص شده و بنابراین می توان نتیجه گرفت که این ماده در برابر عوامل محیطی خیلی کم تغییر می کند.