روش های آزمون پلیمر تقویت شده با الیاف FRP (بخش دوم)

نویسنده : کلینیک بتن ایران
تاریخ ثبت : 1397/10/26

میله و رشته های FRP برای تسلیح بتن 

✔ 6 - روش آزمون برای خواص کششی

6-1- آزمونه
6-1-1- آماده سازی آزمونه
آزمونه را به اندازه طول از پیش تعیین شده مطابق با بند 6-1-2 طوری ببرید که تاثیری روی عملکرد قسمت آزمون شونده نداشته باشد. برای رشته های (FRP) ممکن است آزمونه های خطی با بریدن قسمت غیر اصلی آماده شود. توصیه می شود mm2 از برآمدگی میله های عرضی کنار گذاشته شود.
6-1-2- طول آزمونه ها
طول آزمونه ها باید به شکل مجموع طول بخش آزمون و بخش لنگرگاه برداشته شود (به شکل 1 مراجعه کنید).
طول آزمونه باید به شرح زیر برداشته شود:
الف- برای میله ها، طول نباید کمتر از mm300 و کمتر از 40 کالای قطر اسمی باشد.
ب- برای سیم پیچ ها، طول باید مطابق بند 6-2-1-الف باشد و نباید کمتر از سه نقطه عرضی داشته باشد.
پ- برای رشته ها، طول باید مطابق بند 6-1-2-الف باشد و نباید کمتر از سه نقطه عرضی داشته باشد.
6-1-3- نگهداری آزمونه ها
آزمونه ها را به دقت انبار کنید و در مقابل عوامل تغییر شکل، حرارتی و قرار دادن در معرض نور فرا بنفش که می تواند باعث تغییراتی در خواص ماده سازنده آزمونه شود، محافظت کنید.
6-1-4- تعداد آزمونه ها
تعداد کل آزمونه ها باید حداقل 5 باشد.
6-2- تجهیزات آزمون
6-2-1- ماشین آزمون
ماشین آزمون بهتر است با الزامات ماشین آزمون کشش مطابق با استاندارد ملی 1-8768 مطابقت داشته باشد.

دستگاه آزمون کشش تاندون ها _ کلینیک بتن ایران

6-2-2- لنگرگاه
لنگرگاه باید با شکل هندسه آزمونه متناسب بوده و باید ظرفیت انتقال نیروی کششی در طول محور طولی آزمونه را داشته باشد.
6-2-3- کشش سنج ها و سنجه های کرنش
کشش سنج ها و سنجه های کرنش به کار رفته برای اندازه گیری ازدیاد طول آزمونه تحت بار باید قادر به ثبت تغییرات در طول سنجه یا ازدیاد طول حین آزمون با صحت حداقل 5-10 باشند. طول سنجه کشش سنج نباید کمتر از mm100 و کمتر از 8 برابر قطر اسمی میله FRP باشد. برای میله های رشته ای باشد. برای میله های رشته ای، علاوه بر شرایط بالا، طول سنجه نباید کمتر از گام مارپیچ باشد (به شکل 1 مراجعه کنید.) در سیستم های با پوشش خارجی نامتصل، مواظب باشید کشش سنج، کرنش الیاف درونی را اندازه گیری کند نه الیاف جدی را.
6-3- روش آزمون
6-3-1- نصب آزمونه
آزمونه را روی ماشین آزمون طوری نصب کنید که فقط بار محوری منتقل شود (به شکل 2 مراجعه کنید).

6-3-2- نصب کشش سنج
کشش سنج را در طول محور قسمت مرکزی آزمونه نصب کنید.
6-3-3- روش بارگذاری
بارگذاری را مطابق با الزامات زیر انجام دهید.
الف- بار را با نرخ ثابت اعمال کنید، تا ضربه ای به آزمونه وارد نشود. نرخ بارگذاری باید %5/0 تا %5/1 کرنش بر دقیقه باشد. زمان آزمون باید از 5 دقیقه کمتر باشد.
ب- کرنش را در فواصل زمانی که کمتر از 10 برابر افزایش های بارگذاری فاصله دار نباشد، تا دو سوم نیروی کششی حداکثر اندازه گیری کنید.
پ- نیروی کششی حداکثر را با دقت سه رقم معنی دار ثبت کنید.
6-3-4- دمای آزمون
دمای آزمون باید در گستره C˚5 تا C˚35 باشد.
6-4- محاسبات
6-4-1- محاسبات
همه نتایج، به جز مواردی که محل موقعیت گسیختگی درون لنگرگاه است، باید به عنوان یک قانون استفاده شوند. اگر محل خرابی درون لنگرگاه یافت شود، باز هم نتایج خرابی درون لنگرگاه را در بر می گیرد. در مواردی که یک نتیجه، (در اقلام دارای حداکثر نیروی کششی) به اندازه %10 مقدار میانگین یا بیشتر، منحرف شود، نتیجه باید نادیده گرفته شود و فقط چهار نتیجه باقی مانده استفاده شود. در این موارد، اگر یک نتیجه به اندازه %10 مقدار میانگین محاسبه شده با استفاده از چهار نتیجه یا بیشتر انحراف داشته باشد، همه نتایج باید رد شوند و یک  آزمون جدید باید اجرا شود. نتایج آزمون رد شده نباید برای محاسبه استحکام کشش، مدل یانگ یا کشش نهایی استفاده شوند.
میانگین، x، انحراف، Δx، و انحراف استاندارد، δ، مانند آنچه در معادلات (3) تا (5) ارایه شده اند،، تعریف می شوند:

پلیمر تقویت شده با الیاف FRP _ کلینیک بتن ایران

که در آن:
N تعداد آزمونه ها؛
Xi داده نمونه برداری است.
6-4-2- سطح مقطع عرضی
سطح مقطع عرضی باید سطح مقطع عرضی اسمی باشد که مطابق بند 5 محاسبه شده است. اگر سطح مقطع عرضی استاندارد، توسط سازنده FRP گزارش شود، سطح مقطع عرضی استاندارد می تواند به عنوان سطح مقطع عرضی استفاده شود. لازم است سطح مقطع عرضی اسمی، سطح الیاف موثر، سطح پلیمر تقویت شده با الیاف FRP و استحکام الیاف در مقدار سطح مقطع عرضی استاندارد وارد شود.
6-4-3- استحکام کششی
استحکام کششی، ƒ_u، که بر حسب نیوتن بر متر مربع بیان می شود، را با دقت سه رقم اعشار با استفاده از معادله (6) محاسبه کنید: 

پلیمر تقویت شده با الیاف FRP _ کلینیک بتن ایران

که در آن:
Fu حداکثر نیروی کشش، بر حسب نیوتن؛
A سطح مقطع عرضی، برحسب میلی متر مربع است.
6-4-5- صلیب کششی و مدول یانگ
صلیب کششی، EA، که برحسب نیوتن و مدول یانگ، E، که برحسب نیوتن بر میلی متر مربع بیان می شود، هر دو را با دقت سه رقم اعشار، با استفاده از معادله های (7) و (8) محاسبه کنید. آن باید از اختلاف بین منحنی تنش- کرنش بار حاصل از سطح بار در %20 و %50 ظرفیت کششی محاسبه شود. برای موادی که ظرفیت بار درجه بندی شده ارایه شده است، مقادیر %20 و %50 ظرفیت کششی درجه بندی شده می تواند استفاده شود.
پلیمر تقویت شده FRP _ کلینیک بتن ایران

پلیمر تقویت شده با الیاف FRP برای تسلیح بتن _ کلینیک بتن ایران

که در آن:
ΔF اختلاف بین بارها در %20 و %50 حداکثر نیروی کششی، برحسب نیوتن؛ 
ΔƐ اختلاف کرنش برای ΔF است.

میله های پلیمری با الیاف FRP _ کلینیک بتن ایران



6-4-5- کرنش نهایی
کرنش نهایی باید متناظر با ظرفیت کشش نهایی باشد، زمانی که اندازه گیری های سنجه کشش آزمونه تا زمان گسیختگی در دسترس باشد. در مواقعی که اندازه گیری های یک کشش سنج یا سنجه کرنش تا زمان گسیختگی در دسترس نباشد، کرنش نهایی، Ɛ_u، باید با دقت سه رقم اعشار از معادله (9) محاسبه شود:

پلیمر تقویت شده برای تسلیح بتن _ کلینیک بتن ایران

6-5- گزارش آزمون
6-5-1- اطلاعات اجباری
گزارش آزمون باید شامل اطلاعات زیر باشد:
الف- نام، شکل، تاریخ ساخت و تعداد FRP های آزمون شده؛
ب- نوع الیاف و الیافی پیوندی پلیمر؛
پ- تعداد یا نشانه های شناسایی آزمونه ها؛
ت- شناسه گذاری، سطح مقطع عرضی استاندارد و قطر؛
ث- تاریخ انجام آزمون، دما و نرخ بارگذاری؛
ج- روش محاسبه؛
چ- حداکثر نیروی کششی و استحکام هر آزمونه، میانگین ها و انحراف استانداردها؛
ح- سختی کشش و مدول یانگ برای هر آزمونه و میانگین؛
خ- کرنش نهایی برای هر آزمونه و میانگین؛
د- منحنی تنش – کرنش هر آزمونه؛
ذ- حالت خرابی هر آزمونه؛
ر- نام فردی که آزمون را انجام داده است.
6-5-2- اطلاعات تکمیلی
اگر سطح مقطع استاندارد به عنوان سطح مقطع استفاده شود، موارد زیر ممکن است افزوده شوند:
الف- سطح مقطع عرضی استاندارد، قطر و سطح فرضی پلیمر؛
ب- حداکثر استحکام کششی برای هر آزمونه، میانگین ها و انحراف استانداردها؛
پ- مدول یانگ برای هر آزمونه و میانگین؛
ت- منحنی تنش – کرنش برای هر آزمونه؛
ث- استحکام الیاف 
شکل 1- آزمونه برای آزمون کشش

آزمون کشش _ کلینیک بتن ایران

طول بخش آزمون، L                                                         طول سنجه، Lga 
- بار: L ≥ 300 mm, 40d                                                - بار، رشته: Lga ≥ 100 mm.8d 
- سیم پیچ: 2 برابر گام سیم پیچ، L ≥ 300 mm, 40d 
- سیم پیچ: برابر گام سیم پیچ، Lga ≥ 100 mm.8d 
- رشته: نقاط عرضی، L ≥ 300 mm, 40d

راهنما 
1- بخش لنگرگاه
2- کشش سنج
3- بخش آزمون

شکل 2- طرح آزمون کشش 

طرح آزمون کشش _ کلینیک بتن ایران

راهنما

1- بخش لنگرگاه
2- میله FRP 
3 سنج کرنش
4- کشش سنج
5- وسایل لنگرگاه

✔ 7- روش آزمون استحکام پیوندی به وسیله آزمون بیرون کشیدن

7-1- آزمونه ها
تمهیدات بند 6-1 باید اعمال شود.
7-1-1- ساخت آزمونه ها
معمولاً بهتر است آزمونه ها به شکل مکعب باشند، و یک میله FRP منفرد به طور عمود، در امتداد محور مرکزی جاسازی شده باشد (به شکل 3 مراجعه کنید). طول پیوندی میله FRP باید یک بخش خاصی از سطح میله باشد و در بخش آزاد انتهایی آزمونه قرار گیرد. طول پیوندی میله FRP باید چهار برابر قطر میله FRP باد. به منظور یکنواخت کردن (برابری) تنش ناشی از صفحه بارگذاری روی سمت بارگذاری شده، میله جاسازی شده در بیرون بخش پیوندی باید با PVC یا ماده مناسب دیگر به منظور جلوگیری از پیوند خوردن پوشانده شود.
7-1-2- ابعاد آزمونه ها
ابعاد آزمونه ها را به عنوان تابعی از قطر اسمی میله های FRP به روشی که در جدول 3 نشان داده شده است، تعیین (به شکل 3 نیز مراجعه کنید.)

ابعاد بر حسب میلی متر 

 
dHdsh
17 >100100 dsh 80
17 تا 30150150 dsh 120

راهنما
1- مسلح سازی مارپیچ
2- منشور بتن
3- بخش لنگرگاه
4- میله FRP
. α. حداقل mm300 و d 40

شکل 3- آزمونه برای آزمون پیوند (آزمون بیرون کشیدن) 

آزمون پیوند _ کلینیک بتن ایرانجدول 3- ابعاد آزمونه 

 
قطر اسمی FRPبرحسب میلی متراندازه مکعب aبرحسب میلی مترطول پیوندیقطر بیرونی مسلح سازی مارپیچ
dshبرحسب میلی متر
17 >100 × 100 × 1004 برابر قطر اسمی100 dsh 80
17 تا 30150 × 150 × 1504 برابر قطر اسمی150 dsh 120
a اگر ضرورت داشته باشد که قطر میله آزمون بزرگتر از mm30 باشد، اندازه مکعب بتن ممکن است افزایش یابد.

7-1-3- ابعاد میله های FRP

اجازه دهید میله FRP به اندازه تقریبی mm10 در سمت با انتهای آزاد برآمده باشد و وجه انتهایی را طوری قرار دهید تا الحاق سنجه مدرج برای اندازه گیری طول بیرون آمده عملی شود. انتهای بارگذاری میله FRP باید به اندازه کافی توسعه یابد تا آزمون عملی شود، و باید با بخش لنگرگاه، وسیله نگهدارنده یا دستگاه های مشابه جفت شود تا قادر به انتقال بارهای محوری به میله FRP شود.

7-1-4- آرایش میله های FRP

میله های FRP را محور مرکزی آزمونه قرار دهید.

7-1-5- مسلح سازی مارپیچ

آزمونه ممکن است با فولاد گذاری مارپیچ در امتداد محور مرکزی فراهم شود تا از خرابی شدید جلوگیری شود. فولادگذاری مارپیچ باید به قطر mm6 و به گام مارپیچ mm40 باشد. قطر بیرونی فولادگذاری مارپیچ به قطر اسمی میله های FRP که در جدول 3 مشخص شده است، بستگی دارد. انتهای فولادگذاری مارپیچ باید جوش داده شود، یا 5/1 برابر پیچ های بیرونی فراهم شود.

7-1-6- تعداد آزمونه ها
حداقل سه آزمونه را آزمون کنید. اگر یک آزمونه رد شد، یا از بخش لنگرگاه به بیرون لغزید، یک آزمون اضافی روی یک آزمونه جداگانه که با استفاده از میله های FRP از بهر مشابه با آزمونه رد شده، تهیه شده است انجام دهید.

7-1-7- کیفیت بتن

بتن را با سنگدانه های معمولی، با سنگدانه های درشت با ابعاد حداکثر mm20 یا mm25 بسازید.
بتن باید ریزش برابر با cm2 ± cm10، و استحکام فشاری استوانه ای 28 روزه برای آزمون پیوندی N/mm23 ± N/mm230 داشته باشد.

7-1-8- جایگذاری بتن

- بخش پیوندی میله FRP را تمیز کنید و هرگونه چربی، کثیفی و غیره را پاک کنید.

- قبل از قرار دادن بتن، اندازه های مناسبی را بردارید تا از اتصال بخش های نامتصل میله FRP جلوگیری شود.

- دهانه ای که میله FRP در میان آن فرو می رود را با استفاده از روغن، بتونه یا مواد مشابه درزبندهای بتن کنید تا از ورود آب و غیره جلوگیری شود.

- آزمونه را پس از قرار دادن در بتن، با تراشیدن قسمت های رویی صاف کنید، این فرآیند را دوباره پس از دو ساعت تکرار کنید تا اطمینان حاصل کنید که آزمونه با ابعاد مناسبی حاصل شده است.

7-1-9- برداشتن قالب ها و خیساندن

قالب ها را پس از دو روز بردارید و آزمونه را در آب با دمای C˚3 ± C˚20 تا زمان آزمون خیس کنید.

7-2- ماشین و وسایل آزمون

7-2-1- ماشین آزمون

ماشین آزمون برای آزمونه های بیرون کشیدن، باید اقلیت اعمال صحیح بار تعیین شده را داشته باشد.

7-2-2- صفحه بارگذاری

صفحه بارگذاری باید دارای یک حفره باشد که میله FRP از آن عبور کند. قطر حفره موجود در صفحه بارگذاری باید 2 برابر قطر میله FRP باشد.

7-2-3- لنگرگاه

بخش انتهای بار گذاری باید به لنگرگاهی مجهز شود که قادر به انتقال صحیح بار باشد تا تاندون به دلیل خراب شدن اتصال، یا به دلیل شکافتن یا ترک خوردن بتن خارج شود. وسیله انتقال بار باید فقط بارهای محوری را بدون انتقال نیروهای پیچش و خمش، به میله FRP انتقال دهد.

7-2-4- وسیله اندازه گیری جابجایی

وسیله اندازه گیری جابجایی که در بخش آزاد انتهایی میله FRP نصب شده است، باید یک LVDT یا هر دستگاه مشابه آن قادر به ارائه قرائت ها با درستی mm1000/1 است، داشته باشد.

7-3- روش آزمون

7-3-1- نصب آزمونه ها

آزمونه را به طرز صحیح روی صفحه بارگذاری قرار دهید که دارای یک صفحه کروی زیرین است تا از بارهای گریز از مرکز ناشی از عمل آزمونه ها جلوگیری می کند (به شکل 4 مراجعه کنید.) 

شکل 4 

نصب آزمونه ها _ کلینیک بتن ایران

راهنما
1- LVDT
2- منشور بتن
3- صفحه بارگذاری
4- صفحه کروی
5- میله FRP
6- بخش لنگرگاه
7- وسیله لنگرگاه

7-3-2- نرخ بارگذاری
نرخ بارگذاری استاندارد باید به گونه ای باشد که تتنش کششی میانگین میله FRP در نرخ N/mm22/min10 تا N/mm2/min20 افزایش یابد. نرخ بارگذاری تا حد ممکن ثابت نگهدارید تا آزمونه ها در معرض شوک قرار نگیرند.

7-3-3- دامنه آزمون
لغزش انتهای آزاد بار اعمالی، باید در افزایش های نشان داده شده در جدول 4، ثبت شود تا زمانی که میله FRP از بتن خارج شود یا بار به طور قابل توجهی به دلیل شکافتگی یا ترک برداشتن بتن کاهش یابد.

جدول 4- افزایش های (نمو) اندازه گیری 

 
لغزش انتهای آزاد
mm
نمو اندازه گیری
mm
1/0 >01/0
1/0 تا 2/002/0
2/0 تا 5/005/0
5/0 <1/0
 

7-3-4-عمر آزمونه ها

عمر آزمونه ها در زمان آزمون باید 28 روز باشد.

7-4- محاسبات
زمانی که تشخیص داده شود که آزمونه متحمل نقص کشش در بخش لنگرگاه شده یا در بخش لنگرگاه قبل از این که میله FRP از بتن بلغزد، لغزیده است یا بار به طور قابل توجهی به دلیل شکاف برداشتن یا ترک آزمونه هایی که از بتن می لغزند، در صورتی که بار به طور قابل توجهی به دلیل شکاف برداشتن یا ترک خوردن بتن کاهش می یابد، کمتر از 3 نباشد.
تنش اتصال، τ، را که برحسب نیوتن بر میلی متر مربع بیان می شود، با دقت سه رقم اعشار با استفاده از معادله 10 محاسبه کنید، و منحنی بار کشش یا تنش اتصالی را در برابر جابجایی لغزش برای هر آزمونه رسم کنید.

عمر آزمونه ها _ کلینیک بتن ایران

که در آن:

P بار کششی در آزمون بیرون کشیدن، برحسب نیوتن؛ و

u طول خارجی اسمی آزمونه، برحسب میلی متر؛ و

Ɩ طول اتصال، برحسب میلی متر است.

7-5- گزارش آزمون

گزارش آزمون باید شامل اطلاعات زیر باشد:

الف- نام، شکل، تاریخ ساخت و سری ساخت FRPهای آزمون شده؛

ب- نوع الیاف و الیاف پیوندی پلیمر، نوع عملیات سطح الیاف؛

پ- تعداد یا نشانه های شناسایی آزمونه ها؛

ت- شناسه گذاری، سطح مقطع عرضی اسمی و قطر؛

ث- تاریخ انجام آزمون، دما و نرخ بارگذاری؛

ج- ابعاد آزمونه ها، طول اتصال میله FRP؛

چ- مخلوط بتن، استحکام فشاری و ریزش در زمان آزمون؛

ح- حداکثر تنش اتصالی، حالت خرابی و میانگین برای هر آزمونه؛

خ- منحنی تنش اتصالی در برابر جابجایی لغزش برای هر آزمونه.

✔ 8- روش های آزمون برای عملکرد لنگرگاه ها و متصل کننده ها

8-1- روش های آزمون برای عملکرد لنگرگاه ها
8-1-1- آزمونه ها
8-1-1-1- تهیه آزمونه ها
آزمونه ها را با الحاق یک لنگرگاه به یک یا هر دو انتهای آزاد تاندون FRP تهیه کنید.
8-1-1-2- ابعاد آزمونه ها
طول پیشنهادی تاندون FRP بین تکیه گاه های انتهایی 3 متر است (به شکل 5 مراجعه کنید). با این وجود، اگر از طول کوتاهتری استفاده شود، طول تاندون FRP بین تکیه گاه های انتهایی نباید کمتر از mm300 و نباید از چهل برابر قطر اسمی کوچکتر باشد.
8-1-1-3- تعداد آزمونه ها
حداقل سه آزمونه را آزمون کنید.
8-1-2- دمای آزمون
دمای آزمون بهتر است به طور کلی در گستره C˚5 تا C˚35 باشد. در صورت نیاز آزمونه های تاندون های FRP که به دما حساس هستند یا در دماهای کاربری واقعی بالا استفاده می شوند، آزمون کنید.
8-1-3- روش آزمون
8-1-3-1- نصب آزمونه 
آزمونه ها را در ماشین آزمون کششی نصب و محکم کنید. مساحت و هندسه سطحی را که باعث استحکام لنگرگاه می شود، کشش تاندون های FRP و روش اعمال نیروهایی که شرایط واقعی ساختار بتن پیش تنیده را نشان می دهند، هر چه دقیق تر محاسبه کنید.
8-1-3-2- نرخ بارگذاری
نرخ بارگذاری استاندارد باید نرخ کرنش ثابتی برابر با 1 درصد کرنش در دقیقه 50± درصد باشد.
8-1-3-3- دامنه آزمون
بارگذاری را تا گسیختگی کشش ادامه دهید، که یا توسط گسیختگی تاندون FRP یا با تغییر شکل زیادی وسیله تکیه گاه تعیین می شود.
8-1-4- محاسبات
ظرفیت کششی هر آزمونه و میانگین ظرفیت کششی را محاسبه کنید. حالت های گسیختگی، هرگونه تغییر شکل، آسیب، فرورفتگی و غیره مربوط به لنگرگاه ثبت کنید.
8-2- روش های آزمون برای عملکرد متصل کننده ها
8-2-1- آزمونه ها
8-2-1-1- تهیه آزمونه ها
آزمونه ها را با الحاق FRP یا تاندون های دیگر به یک یا هر دو انتهای متصل کننده تهیه کنید. هرگونه تاندون های دیگر و متصل کننده های آنها باید استحکام کافی نسبت به تاندون های آزمون شونده داشته باشند.
8-2-1-2- ابعاد آزمونه ها
طول پیشنهادی تاندون FRP بین تکیه گاه های انتهایی 3 متر است (به شکل 6 مراجعه کنید). با این وجود، اگر از طول کوتاه تری استفاده شود، طول تاندون FRP بین لنگرگاه و متصل کننده نباید کمتر از mm300 و نباید از چهل برابر قطر اسمی کوچکتر باشد.
8-2-1-3- تعداد آزمونه ها
حداقل سه آزمونه را  آزمون کنید.
8-2-2- دمای آزمون
دمای آزمون بهتر است عموماً در گستره C˚5 تا C˚35 باشد. در صورت نیاز، آزمونه های تاندون های FRP را که به دما حساس هستند یا در دماهای کاربری واقعی بالا استفاده می شوند، آزمون کنید.
8-2-3- روش آزمون
الزامات کلی بند 8-1-3 باید اعمال شود.
8-2-4- محاسبات
ظرفیت کششی هر آزمونه و میانگین ظرفیت کششی را محاسبه کنید. حالت های گسیختگی، هرگونه تغییر شکل، آسیب، فرورفتگی و غیره مربوط به متصل کننده ها را ثبت کنید.
8-3- گزارش آزمون
گزارش آزمون باید شامل اطلاعات زیر باشد:
الف- نام و سری ساخت FRPهای آزمون شده؛
ب- نوع الیاف و ماده اتصالی به الیاف؛
پ- شماره یا نشانه های شناسایی آزمونه ها؛
ت- شناسه گذاری، سطح مقطع عرضی اسمی و قطره؛
ث- تاریخ انجام آزمون، دما و نرخ بارگذاری؛
ج- ابعاد آزمونه ها، و توصیف لنگرگاه؛
چ- ظرفیت گسیختگی کششی برای هر آزمونه، میانگین ظرفیت گسیختگی کششی و حالت های گسیختگی؛
ح- سوابق مربوط به هرگونه تغییر شکل، آسیب، فرورفتگی و غیره مربوط به لنگرگاه ها و متصل کننده ها.

گزارش آزمون _ کلینیک بتن ایران

شکل 5- آزمون بیرون کشیدن برای عملکرد تکیه گاه (مثال)

راهنما
1- لنگرگاه (نمونه آزمون)
2- تکیه گاه
3- تاندون FRP
4- بخش لنگرگاه
5- L = 3/0m^α 
6- متصل کننده
7- تاندون فولادی پیش تنیده
8- سل بارگذاری
9- نیرو 

شکل 6- آزمون بیرون کشیدن برای عملکرد متصل کننده (مثال)

راهنما

1- لنگرگاه

2- تکیه گاه

3- تاندون FRP 

4- متصل کننده (نمونه آزمون)

5- بخش لنگرگاه L = 3/0m^α

6- متصل کننده

7- تاندون فولادی پیش تنیده

8- سل بارگذاری

9- نیرو

✔ 9- روش آزمون برای آسودگی دراز مدت

9-1- آزمونه ها

9-1-1- تهیه، حمل و ابعاد آزمونه ها

آزمونه ها را مطابق مقررات بند 6 تهیه و حمل کنید.

9-1-2- تعداد آزمونه ها

حداقل سه آزمونه را آزمون کنید. در مواردی که آزمونه ها رد می شوند یا از بخش لنگرگاه می لغزند، 

آزمون های افزون تری روی آزمونه جداگانه برداشته شده از همان آزمونه رد شده انجام دهید.

9-2- چهارچوب و وسایل آزمون

9-2-1- چهارچوب و وسایل آزمون

چهارچوب و مسایل آزمون باید توان اعمال بار تحمیل شده را حین نگهداری کرنش ثابت داشته باشد. وسیله بارگذاری باید قادر به بارگذاری در نرخ کرنش ثابت برابر با 1 درصد کرنش در دقیقه 50± باشد.

9-2-2- تکیه گاه ها

تکیه گاه ها باید مطابق با مقررات بند 6 باشد.

9-2-3- درستی بار اولیه 

درستی بار اعمال شده اولیه به آزمونه باید به شکل زیر باشد:

- چهارچوب و وسایل آزمون با ظرفیت بارگذاری kN 1 ≥ با رواداری 0/1± درصد مجموعه بار؛

- چهارچوب و وسایل آزمون با ظرفیت بارگذاری kN 1 ≥ با رواداری 0/2± درصد مجموعه بار؛

9-2-4- درستی اندازه گیری های بار

درستی خواندن یا ثبت اتوماتیک بارهای اعمال شده به آزمونه باید به اندازه 1/0 درصد بار اولیه باشد.

9-2-5- نوسانات کرنش

ماشین آزمون باید نوسانات کرنش بزرگتر از 6- 10 × 25± را در طول یک مرتبه دوره زمانی آزمون کرنش در آزمونه ای که تثبیت شده است، کنترل کند. اگر FRP از بخش لنگرگاه لغزیده باشد، فاصله لغزش باید به گونه ای جبران شود که نتایج آزمون را تحت تاثیر قرار ندهد.

9-2-6- کشش سنج و سنجه کرنش

اگر کشش سنج با سنجه کرنش روی آزمونه نصب شود، کشش سنج یا سنجه کرنش باید مطابق با مقررات بند 6 باشد.

9-2-7- اندازه گیری زمان

گذر زمان طی آزمون باید با وسیله مناسبی (زمان سنج) با درستی حدود 1 درصد زمان سپری شده اندازه گیری شود.

9-3- دمای آزمون

دمای آزمون بهتر است عموماً، به غیر از شرایط خاص، در گستره C˚2 ± C˚20 باشد در مواردی که دما تاثیر زیادی بر نتایج آزمون دارد، بهتر است آزمون های افزون تری در دمای صفر درجه سلسیوس و دمای C˚60 انجام شود. در حالت اخیر، نوسانات دما در دوره زمانی نباید بیشتر از C˚2± باشد.

9-4- روش آزمون
9-4-1- نصب آزمونه و طول سنجه
نصب آزمونه و طول سنجه باید مطابق مقررات بند 6 باشد.
9-4-2- پیش تنیدگی
در مواردی که از سنجه کرنش برای آزمونه استفاده می شود، آزمونه بعدی باید به طور محکم با اعمال بار 10 درصد تا 40 درصد بار اولیه معین، قبل از تثبیت و کالیبراسیون سنجه کرنش، کشیده شود.
9-4-3- بار اولیه
بار اولیه باید بار پیش بینی شده در انتقال باشد. اگر بار نامعلوم باشد، بار اولیه توصیه شده باید 70 درصد ظرفیت کششی تضمین شده باشد.
9-4-4- اعمال بار اولیه
الف- بار اولیه باید بدون اینکه آزمونه در معرض شوک یا لرزش قرار گیرد، اعمال شود.
ب- نرخ مشخص بارگذاری آزمونه باید بین N/mm2/min 50± N/mm2/min200 باشد.
پ- کرنش روی آزمونه باید پس از اعمال بار اولیه به آزمونه تثبیت شود، و به مدت S 2± S120 نگهداری شود. مدت زمان باید به عنوان زمان شروع آزمون در نظر گرفته شود.
9-4-5- اندازه گیری کاهش بار
کاهش بار عموماً در یک دوره زمانی حداقل 1000 ساعته اندازه گیری می شود، مگر اینکه طور دیگری توافق شده باشد. کاهش بار باید به طور خودکار با یک ثابت متصل به ماشین آزمون ثبت شود. اگر ثباتی روی ماشین آزمون نصب نشده باشد، کاهش بار باید پس از زمان های سپری شده: 1 دقیقه، 3 دقیقه،
6 دقیقه، 9 دقیقه، 15 دقیقه، 30 دقیقه، 45 دقیقه، 1 ساعت، 5/1 ساعت، 2 ساعت، 4 ساعت، 10 ساعت، 24 ساعت، 48 ساعت، 72 ساعت، 96 ساعت و 120 ساعت، اندازه گیری و ثبت شود، مگر اینکه طور دیگری توافق شده باشد.
9-5- محاسبات
9-5-1- مقدار آسودگی
مقدار آسودگی باید از تقسیم بار اندازه گیری شده در آزمون آسودگی، بر بار اولیه محاسبه شود.
9-5-2- منحنی آسودگی
منحنی آسودگی باید با نمودار نیمه لگاریتمی رسم شود که مقدار آسودگی، بر حسب درصد روی محور عمودی، و زمان آزمون بر حسب ساعت روی محور افقی نمایش داده می شود. یک خط تقریبی برای زمان آسودگی، Y، بر حسب درصد باید از داده های منحنی با استفاده از روش حداقل مربع به گونه ای که در معادله 11 ارائه شده است، حاصل شود:

روش حداقل مربع در آزمون پلیمر تقویت شده _ کلینیک بتن ایران

که در آن:

t زمان، بر حسب ساعت؛ و

. K_α و K_b ثابت های تجربی هستند.

ضریب تعیین، r2، از معادله (12) محاسبه می شود:

معادله تعیین ضریب r در آزمون پلیمر تقویت شده _ کلینیک بتن ایران

9-6- گزارش آزمون

گزارش آزمون باید شامل اطلاعات زیر باشد:

الف- نام، شکل، تاریخ تولید و سری ساخت FRPهای آزمون شده؛

ب- نوع الیاف و ماده اتصالی به الیاف؛

پ- شماره یا نشانه های شناسایی آزمونه ها؛

ت- شناسه گذاری، سطح مقطع عرضی اسمی و قطر؛

ث- تاریخ انجام آزمون، دمای آزمون و تغییر دما؛

ج- نوع ماشین آزمون؛

چ- بار اولیه و نرخ بارگذاری بار اولیه؛

ح- ظرفیت کششی تضمین شده، و نسبت بار اولیه به ظرفیت کششی تضمین شده؛

خ- منحنی آسودگی برای هر آزمونه؛

د- میانگین نرخ های آسودگی در 10 ساعت، 120 ساعت و 1000 ساعت؛

ذ- فرمول به دست آوردن یک خط تقریبی و ضریب تعیین آن.

✔ 10- روش آزمون برای فرسودگی کشش

10-1- آزمونه ها

10-1-1- تهیه، بررسی و ابعاد آزمونه ها

تهیه، بررسی و ابعاد آزمونه ها باید مطابق مقررات بند 6 باشد.

10-1-2- تعداد آزمونه ها

حداقل سه آزمون را هر کدام از سه سطح بار، آزمون کنید. در مواردی که آزمونه ها رد می شوند، یا از بخش لنگرگاه می لغزند، بهتر است یک آزمون اضافی تری روی آزمونه جداگانه برداشته شده از همان سری آزمونه رد شده انجام شود.

10-2- ماشین و وسایل آزمون

10-2-1- ماشین آزمون

ماشین آزمون باید توانایی نگهداری بار با دامنه ثابت (تنش)، حداکثر و حداقل بار تکرار (تنش) و فرکانس را داشته باشد. ماشین آزمون باید مجهز به شمارش گر با توانایی ثبت تعداد چرخه های گسیختگی آزمونه باشد. درستی بار باید به اندازه 1 درصد گستره بار باشد.

10-2-2- لنگرگاه

لنگرگاه باید مطابق با مقررات بند 6 باشد. به طور ایده آل، برای همه آزمونه های مورد نظر در یک مجمعه آزمون، از یک نوع لنگرگاه باید استفاده کرد.

10-2-3- اندازه گیری کرنش

اگر اندازه گیری کرنش به عنوان قسمتی از آزمون های فرسودگی، الزامی باشد، باید از یک کشش سنج و سنجه کشش با توانایی نگهداری با درستی 1± درصد مقدار مشخص شده طی آزمون، استفاده شود.

10-3- دمای آزمون

دمای آزمون بهتر است به طور کلی در گستره C˚5 تا C˚35 باشد. دمای آزمون مشخص شده برای آزمونه های حساس به تغییرات دما باید C˚2 ± C˚20 باشد.

10-4- روش آزمون

10-4-1- نصب آزمونه ها

نصب آزمونه ها باید مطابق الزامات بند 6 باشد.

10-4-2- تنظیم بار

به منظور تعیین منحنی S-N، حداکثر بار و حداقل بار را با یکی از سه روش زیر تنظیم کنید.

الف- میانگین بار را تثبیت و دامنه بار را تغییر دهید.

ب- حداکثر بار را تثبیت و حداقل بار را تغییر دهید.

پ- نسبت بار را تثبیت و حداقل بار را مطابق نسبت تثبیت شده تغییر دهید.

روش پذیرفته شده را مطابق با هدف آزمون تعیین کنید. در هر مورد، حداقل سه سطح بار باید به گونه ای تنظیم شود که گستره تعداد چرخه های گسیختگی بین 3، 10 تا 6 10 × 2 قرار گیرد. منحنی های S-N برای مواد FRP در نسبت بار (تنش) تثبیت شده 1/0 به کار می روند.

10-4-3- فرکانس

فرکانس بهتر است به طور معمول در گستره Hz 1 تا Hz 10 باشد.

10-4-4- آغاز آزمون

پس از بارگذاری ایستا تا رسیدن به میانگین بار، بارگذاری مکرر را شروع کنید. بار از پیش تعیین شده را به سرعت و بدون هیچگونه شوکی وارد کنید. حداکثر و حداقل بارهای مکرر باید طی آزمون ثابت بمانند. شمردن تعداد چرخه ها بهتر است زمانی شروع شود که آزمونه به بار از پیش تعیین شده می رسد.

10-4-5- پایان آزمون

جداسازی (شکستن) کامل آزمونه باید منجر به گسیختگی شود؛ تعداد چرخه های گسیختگی را ثبت کنید. اگر آزمونه پس از 6 10×2 چرخه رد نشود، ممکن است آزمون قطع شود (ادامه نیابد). از آزمونه هایی که رد نشده اند، مجدداً استفاده نکنید.

10-4-6- گسیختن (قطع کردن) آزمون

آزمونه ها معمولاً بهتر است بدون گسیختن آزمونه از آغاز تا پایان آزمون، انجام شوند. زمانی که یک آزمون قطع می شود، تعداد چرخه های زمان گسیختن و مدت زمان گسیختن را ثبت کنید.

10-5- محاسبات

10-5-1- محاسبات

داده های آزمونه هایی را که از بخش لنگرگاه لغزیده اند، در ارزیابی خواص ماده FRP نادیده بگیرید. در مواردی که گسیختگی کشش یا لغزش به وضوح در بخش لنگرگاهی جایگزین می شود، از داده ها صرف نظر کنید. بهتر است آزمون های اضافی تری انجام شود تا تعداد آزمونه های رد شده در آزمون، کمتر از 3 نباشد.

10-5-2- منحنی S-N

منحنی S-N با حداکثر تنش تکرار را رسم کنید، طوری که گستره تنش یا دامنه تنش در مقیاس لگاریتمی روی محور عمودی، و تعداد چرخه های در مقیاس لگاریتمی روی محور افقی نشان داده شود. در صورتی که نقاط اندازه گیری روی هم منطبق شود، تعداد نقاط منطبق بر هم را یادداشت کنید. پیکان با جهت راست را برای نشان دادن نقاط ارایه دهنده نتایج آزمون باقی مانده آزمونه هایی که رد نشده اند، اضافه کنید.

10-5-3- استحکام فرسودگی
استحکام فرسودگی را در 106×2 چرخه با درون یابی روی منحنی S-N به دست آمده با یکی از سه روش بارگذاری (به بند 10-4-2 الف، ب و پ مراجعه کنید) که در بالا بحث شده، به دست آورید. استحکام فرسودگی را با دقت سه رقم اعشار گزارش کنید.
10-6- گزارش آزمون
گزارش آزمون باید شامل اطلاعات زیر باشد:
الف- نام، شکل، تاریخ تولید و سری ساخت FRPهای آزمون شده؛
ب- نوع الیاف و ماده اتصالی به الیاف؛
پ- شماره یا نشانه های شناسایی آزمونه ها؛
ت- شناسه گذاری، سطح مقطع عرضی اسمی و قطر؛
ث- تاریخ انجام آزمون، دما و رطوبت آزمون (از آغاز تا پایان آزمون)؛
ج- بار (تنش) حداکثر، بار (تنش حداقل)، گستره بار (تنش)، تعداد چرخه های گسیختگی و نرخ فرکانس هر آزمونه؛
چ- ثبت حالت گسیختگی مشاهده شده برای هر آزمونه؛
ح- منحنی S-N و استحکام فرسودگی.


سایر مقالات
آزمایش های کنترل بتن تازه
آزمایش های کنترل بتن تازه
کنترل کارآیی جهت کنترل سریع نسبت آب به سیمان با فرض صحت مصرف اجزاء بتن بجز آب
ادامه مطلب
بارگذاری بیش از حد بر روی سازه بتنی
بارگذاری بیش از حد بر روی سازه بتنی
آسیب دیدگی بتن بر اثر بارگذاری بیش از حد بر روی آن معمولاً بسیار واضح و تشخیصش آسان است. اضافه بار ایجاد شده بر روی سازه، ترک‌ها و نشانه‌هایی ایجاد می‌کند که حتی نقطه‌ی بارگذاری نیز مشخص می‌شود. عموماً ایجاد این نوع اضافه بارها اتفاقاتی یک باره است و تکرار نمی‌شود، بنا بر این ترمیم با پیش‌فرض که این اتفاق دوباره رخ نخواهد داد، صورت می‌گیرد.
ادامه مطلب
حمله ی سولفاتی به بتن چگونه رخ می دهد
حمله ی سولفاتی به بتن چگونه رخ می دهد

بسولفات‌های سدیم، منیزیم و کلسیم نمک‌هایی هستند که معمولاً در خاک‌ها و آب‌های زیرزمینی یافت می‌شوند. این سولفات‌ها با آهک و آلومینات هیدراته در چسب سیمان واکنش می‌دهند و کلسیم سولفات و کلسیم سولفو آلومینات را تشکیل می‌دهند. حجم محصولات این واکنش‌ها بیشتر از حجم چسب سیمانی است که در آن قرار دارند، بنا بر این باعث ترک خوردگی در بتن سخت شده می‌شوند.

ادامه مطلب
عوامل آسیب دیدن بتن و نقص در ساخت و ساز
عوامل آسیب دیدن بتن و نقص در ساخت و ساز
یکی دیگر از عوامل معمول و متداول آسیب دیدگی بتن، نقایص و اشتباهاتی است که در هنگام بتن‌ریزی رخ می‌دهد و باعث ایجاد بتن لانه زنبوری، تخلخل، تغییر شکل و اشتباهات ابعادی می‌شود.
ادامه مطلب