Polimer beton dolgulu alüminyum tüplerin mekanik davranışının araştırılması

Abstract

Bu araştırmada atık döküm kumu, epoksi ve pirinç çeltiği külünden üretilen yeni bir polimer betonla doldurulmuş alüminyum tüplerin mekanik davranışı ve sargılama etkileri incelenmiştir. Ayrıca, karbon fiberle güçlendirmenin polimer beton dolgulu alüminyum tüplerin eksenel yük kapasitesine etkisi ve her iki sargılama yönteminin temel faktörleri araştırılmıştır. Test numuneleri, 120, 150, 180 mm uzunluklarında, 40, 50, 60 ve 70 mm çaplarında veya 2, 3 ve 4 mm kalınlıklarında hazırlanmışlardır. Boş alüminyum tüp, polimer beton dolgulu alüminyum tüp ve karbon fiberle güçlendirilmiş polimer beton dolgulu alüminyum tüpler olmak üzere üç farklı gruba ayrılan deneylerde her geometri için 3 numune kullanılmıştır. Polimer beton dolgulu alüminyum tüpler ve karbon fiberle güçlendirilmiş polimer beton dolgulu alüminyum tüpler iki farklı sargılama modeli kullanılarak incelenmiştir. Tüp çapı ve kalınlığın kompozit tüplerin eksenel yük taşıma kapasitesini etkilediği görülmüştür. Tüp kalınlığının özellikle göçme biçimi üzerinde önemli bir etkiye sahip olduğu gözlenmiştir. Deney sonuçları ayrıca karbon fiberle güçlendirmenin yük taşıma kapasitesini önemli oranda artırdığını göstermiştir. Bunların yanı sıra polimer beton dolgulu alüminyum tüpler için kullanılan sargılama modelinin deneysel sonuçlarla uyum içerisinde olduğu belirlenmiştir. Karbon fiberle güçlendirilmiş polimer beton dolgulu alüminyum tüpler için kullanılan sargılama modeli ise deney sonuçları göz önünde bulundurulduğunda oldukça güvenli tarafta kalmıştır.

This research focuses on the mechanical behaviour and confinement effect of aluminum tubes on a novel polymer concrete (PC) composed of recycled waste foundry sand (WFS), epoxy resin, and rice husk ash (RHA). In addition, we explored the effect of carbon fiber reinforcement (CFRP) on the axial load carrying capacity of polymer concrete-filled aluminum tubes (PCFATs) and determined the main influencing factors of both confinements. Specimens having dimensions of length 120, 150, 180, 210 mm, diameter 40, 50, 60, 70 mm, and thickness 2, 3, and 4 mm were prepared. We tested three specimens for each geometry under compression for three sets of experiments, where hollow circular aluminum tube (HCAT), PCFAT, and carbon fiber reinforced PCFAT (CFPCFAT) specimens were used. We employed two confinement models separately for the PCFAT and CFPCFAT. It is found that both diameter and thickness influence the composite tube's axial load carrying capacity, and the thickness plays a significant role, especially in failure modes. The experimental results also showed the enhancement in the load-carrying capacity when CFRP was used. Moreover, test results show good agreement with the confinement model calculations for PCFAT specimens. On the other hand, the model for the CFPCFATs gives conservative results compared to the experimental ones.