พฤติกรรมการดัดของคานคอนกรีตเสริมเหล็กหน้าตัดรูปตัวทีที่ได้รับความเสียหายจากไฟและเสริมกำลังด้วยแผ่นพอลิเมอร์เสริมเส้นใยคาร์บอน

Abstract

งานวิจัยนี้ทำการศึกษาพฤติกรรมการดัดของคานคอนกรีตเสริมเหล็กหน้าตัดรูปตัวทีภายหลังการเผาไฟและเสริมกำลังด้วยแผ่นพอลิเมอร์เสริมเส้นใยคาร์บอน คานที่ศึกษามีจำนวน 5 คาน โดยมีปริมาณเหล็กเสริมรับแรงดึงเท่ากับ 0.58 เปอร์เซ็นต์ คอนกรีตที่ใช้มีกำลังอัดประลัยเท่ากับ 43 เมกะปาสคาล โดยคานตัวแรกเป็นการทดสอบคานที่อุณหภูมิห้อง ส่วนคานอีก 4 ตัวทดสอบภายหลังการเผาไฟ มีตัวแปรที่ทำการศึกษาคือ ระดับการให้แรงกระทำระหว่างเผาไฟ (0 และ 22.6 เปอร์เซ็นต์ของกำลังคานที่อุณหภูมิห้อง) คานที่ได้รับแรงกระทำและไม่ได้รับแรงกระทำจะถูกเผาไฟพร้อมกันในเตาเผาทดสอบ โดยการให้ความร้อนในช่วงเริ่มต้นเป็นไปตามมาตรฐาน ISO834 จนถึงอุณหภูมิ 700 องศาเซลเซียสจนกระทั่งเวลาการเผาไฟครบ 3 ชั่วโมง และปล่อยให้เย็นตัวปกติในเตาเผา จากนั้นทำการเสริมกำลังโดยแผ่นพอลิเมอร์เสริมเส้นใยคาร์บอนโดยมีการติดตั้งอุปกรณ์ยึดรั้งที่ปลายแผ่น จากนั้นตัวอย่างคานทั้งหมดได้ถูกทดสอบเพื่อหาพฤติกรรมการรับแรงดัดในรูปของความสัมพันธ์ระหว่างแรงกระทำและการโก่งตัวภายใต้แรงกระทำสี่จุด รวมทั้งรอยแตกร้าวและรูปแบบการวิบัติ จากผลการศึกษาพบว่า (1) การกระจายอุณหภูมิภายในคานที่ได้รับแรงกระทำและไม่ได้รับแรงกระทำระหว่างเผาไฟมีค่าใกล้เคียงกัน ส่วนการโก่งตัวระหว่างเผาไฟของคานที่ได้รับแรงกระทำมีการโก่งตัวมากกว่าคานที่ไม่ได้รับแรงกระทำอย่างมีนัยสำคัญ (2) กำลังรับน้ำหนักสูงสุดและสติฟเนสของคานภายหลังการเผาไฟที่อุณหภูมิ 700 องศาเซลเซียส มีค่าลดลงเหลือ 10 และ 62 เปอร์เซ็นต์เมื่อเทียบกับคานที่อุณหภูมิห้องตามลำดับ โดยผลกระทบของแรงกระทำขณะเผาไฟทำให้กำลังรับน้ำหนักสูงสุดและสติฟเนสลดลงเหลือ 27 และ 76 เปอร์เซ็นต์ของคานที่อุณหภูมิห้องและ (3) แผ่นพอลิเมอร์เสริมเส้นใยสามารถช่วยเพิ่มค่าสติฟเนส 92 ถึง 118 เปอร์เซ็นต์ และเพิ่มกำลังรับแรงดัดของคานที่เสียหายจากการเผาไฟได้ 45 ถึง 103 เปอร์เซ็นต์ แต่ดัชนีความเหนียวจะมีค่าลดลง 7 ถึง 66 เปอร์เซ็นต์เมื่อเทียบกับคานภายหลังการเผาไฟ