مروری بر رفتار مکانیکی، پیوستگی، الگوهای شکست، پارامترهای طراحی و دوام سیستم های بتن مسلح با الیاف نساجی (TRC)

در کنار این موارد مطالعات گسترده ای بر روی اثر نوع الیاف در عملکرد TRC انجام شده است. الیاف کربن به دلیل مدول بالا، مقاومت شیمیایی بسیار مطلوب و پایداری بلندمدت بهترین عملکرد مکانیکی و محیطی را ارائه داده اند. الیاف بازالت نیز عملکردی متعادل دارند و برای بسیاری از کاربردهای سازه ای مناسب هستند، اما الیاف شیشه در محیط های قلیایی حساسیت بیشتری داشته و تحت شرایط بلندمدت دچار افت ظرفیت می شوند [۲۲-۳۰]. یکی دیگر از یافته های مهم پژوهش ها آن است که کاهش اندازه مش پارچه، برای مثال از ۱۰ میلی متر به ۵ میلی متر، می تواند تعداد ترک ها را افزایش داده، عرض ترک ها را کاهش دهد و مرحله ترک خوردگی چندگانه (۱ Stage) را پایدارتر کند. این موضوع به ویژه در کنترل رفتار پس کشش بسیار موثر است و چندین مطالعه تجربی روی آن تاکید کرده اند [۲۲,۲۵,۲۹]. در حوزه شکست و الگوهای ترک خوردگی تحقیقات اخیر نشان داده اند که نحوه نفوذ ماتریس در فیلامنت های بیرونی و کیفیت تراکم (Compaction) می تواند نقش مهمی در جلوگیری از بروز شکست تلسکوپی (Telescopic Failure)، جدایش پیوستگی (Debonding) یا بیرون کشیدگی الیاف (Pull Out) داشته باشد [۱۸-۲۴]. تمرکز بسیاری از پژوهش ها در سال های اخیر بر اصلاح ساختار ماتریس و افزایش درگیری مکانیکی الیاف با ماتریس بوده است تا رفتار کششی و خمشی سیستم پایدارتر و قابل پیش بینی تر شود. در کنار رفتار مکانیکی، دوام TRC نیز به یکی از مهمترین محورهای مطالعات اخیر تبدیل شده است. عملکرد این کامپوزیت در محیط های تهاجمی نظیر کلرید، قلیا، سیکل های تر و خشک، یخ زدگی، ذوب و تابش UV به طور مستقیم به نوع الیاف، کیفیت ماتریس، ریز ساختار و میزان نفوذپذیری Interface وابسته است. مطالعات نشان می دهند که انتخاب الیاف مناسب، به ویژه کربن، استفاده از ماتریس های ریزدانه با نفوذپذیری پایین و اجرای مناسب لایه ها می تواند رفتار دوام TRC را به طور چشمگیری بهبود بخشد و آن را به گزینه ای مناسب برای محیط های دریایی، سواحل، مناطق سردسیر و سازه های اکسپوز تبدیل کند [۳۰-۴۰]. با توجه به افزایش روزافزون استفاده از TRC در حوزه هایی مانند مقاوم سازی تیرهای بتن مسلح، دال های نازک، پوسته های معماری، عناصر پیش ساخته و سازه های سبک و همچنین با توجه به گسترش قابل توجه پژوهش ها در فاصله ۲۰۲۲ تا ۲۰۲۵، تدوین یک مرور جامع و تحلیلی از رفتار مکانیکی، پیوستگی، الگوهای شکست، پارامترهای طراحی و دوام TRC ضروری به نظر می رسد. بنابراین، هدف این مقاله ترکیب و تحلیل ۴۰ مقاله معتبر منتشر شده در این بازه زمانی و ارائه یک چارچوب یکپارچه برای درک رفتار، قابلیتها و محدودیت های TRC در مهندسی سازه است.