الألياف الكربونيّة

دراسة تدعيم الجيزان من البيتون المسلح باستعمال المواد المركبة من ألواح الألياف الكربونية CFC:

من بين حالات تطبيق المواد المركبة Composite materials في الهندسة المدنية هي حالة استعمال ألواح الألياف الكربونية
(Carbon Fiber Composite. CFC) لذلك فقد أجرينا بحثا لدراسة مدى تأثير هذه الألواح الكربونية على سلوك الجوائز المنعطفة من البيتون المسلح ومدى فعاليتها في تدعيم وتقوية هذه الجوائز وقد تضمن البحث:

- إجراء مجموعة من التجارب على نماذج من جوائز البيتون المسلح المدعمة بالألواح الكربونية لدراسة عوامل عدة مثل سماكة ألواح الألياف الكربونية وأبعادها وسماكة المادة اللاصقة (Epoxy) ولتحقيق التجارب وأخذ القياسات اللازمة لدراسة سلوك كل نموذج تحت تأثير حمولات استاتيكية متزايدة تدريجيا فقد استخدمنا نقاط قياس دقيقة (Strain gages) ألصقت في المقطع الوسطي على كل من الألواح الكربونية وفولاذ التسليح والألياف الحدية للبيتون وذلك لقياس الانفعالات فيها، ومن ثم تحديد الإجهادات كما استخدمنا (Displacement Captors) لرصد الأسهم في الجوائز تحت تأثير الحمولة المطبقة.

وقد أظهرت نتائج الدراسة التجريبية أن استخدام ألواح الألياف الكربونية في منطقة الشد من الجوائز كان له تأثير فعال في تحسين تحمل الجوائز وبالتالي تحسين مقاومة عزوم الانعطاف فيها كما وضحت الدراسة مدى تأثير العوامل المدروسة على قيمة تحمل الجوائز المجربة.

- إجراء دراسة تحليلية نظرية باشتقاق علاقات تمكنّا من خلالها تقدير الحمولات الحدية للجوائز وبالتالي عزوم الانعطاف الحدية، وقد اعتمدنا في الاشتقاق على توازن القوى في المقاطع مع إدخال تأثير المواصفات الميكانيكية لكل من الألياف الكربونية والمادة اللاصقة مع اعتبار ثلاث حالات حدية للانهيار هي:

§ حالة بدء ظهور التشققات في البيتون

§ حالة خضوع فولاذ التسليح

§ وحالة انهيار البيتون.

- إجراء مقارنة بين الدراسة النظرية والدراسة التجريبية التي وضحت مدى المطابقة بين الدراستين وقابلية العلاقات النظرية للتطبيق.