19 oktober 2022
We stellen een testprotocol voor dat kan worden gecombineerd met algemeen beschikbare analytische methoden om de mechanische eigenschappen van afschuifconnectoren te beoordelen voor gebruik bij het ontwerp van geïsoleerde betonnen wandpanelen om het gedrag van geïsoleerde panelen op ware grootte te voorspellen.
Deze testmethode kan een antwoord geven op het testen van betongeïsoleerde wandpanelen op een herhaalbare manier. Het belangrijkste voordeel van dit testprotocol is dat het een lage variabiliteit heeft en het gemakkelijk uit te voeren is, ongeacht het type connector, de stijl van de connector, de materialen van de connector, het kan worden gebruikt in verschillende find-an-element-analyses of andere op eerste principes gebaseerde ontwerptechnieken. Wijzig om te beginnen indien nodig de afmetingen van de afstandsspelingen van de testrand door de randafstand voor de connector te wijzigen.
Geef de beoogde druksterkte van het beton aan dat representatief is voor de ontwerpsituatie van belang. Selecteer vervolgens de discrete of continue afschuifconnector die u wilt testen. Perforeer vervolgens de schuimisolatie en plaats de connectoren op de door de leverancier aangegeven locaties.
Giet vervolgens het verse beton in de forums en tril voldoende om de vorming van grote luchtholtes in het beton of de verdichting te voorkomen. Plaats vervolgens de eerste isolatielaag met de connector zodat deze contact maakt met het verse beton. Om ervoor te zorgen dat het beton rond de connectoren wordt geconsolideerd, trilt u de connector met een interne betonvibrator met 12.000 trillingen per minuut, tenzij anders aanbevolen door de fabrikant van de connector.
Plaats vervolgens een hefanker met een capaciteit van één ton in de middelste laag van het beton voor gebruiksgemak. Plaats de tweede stalen wapeningslaag in de forums in het midden van de middelste wythe. Giet de tweede laag vers beton in de forums en consolideer het beton adequaat en plaats vervolgens de tweede isolatielaag met de connectoren of installeer ze in het schuim.
Plaats vervolgens de derde stalen wapeningslaag in de forums in het midden van de derde betonlaag en giet de derde en laatste laag vers beton in de forums en tril voldoende. Het geteste exemplaar verschilt van het monster dat is gemaakt omdat de sponsor voor dit exemplaar een bredere afstand voor randafstanden wilde, wat resulteert in een breder exemplaar. Plaats twee 3 x 100 x 600 millimeter polytetrafluorethyleen pad strips aan de onderkant van de buitenste beton wythes om wrijving tijdens het testen te minimaliseren.
Plaats vervolgens het monster onder het laadframe met de middelste betonlaag gecentreerd onder het laadapparaat. Bevestig vervolgens de stalen hoek aan de middelste wythe met een betonnen schroef en creëer een scheiding van ten minste 5 millimeter tussen de stalen hoek en het betonnen oppervlak met behulp van ringen of een andere afstandhouder om te voorkomen dat de hoek anders interactie heeft met het monster. Bevestig vervolgens de verplaatsingssensoren aan de twee buitenste wythes aan weerszijden van het monster om de beweging van de stalen hoek ten opzichte van hun vaste positie aan de buitenkant te meten.
Plaats een 50 millimeter brede nylon riem losjes rond het bovenste deel van het monster om ervoor te zorgen dat een onverwachte broze verbindingsrem geen schade aan de omgeving veroorzaakt en zorg ervoor dat de riem los genoeg zit om de verplaatsing van het monster niet te verstoren. Plaats de loadcellen gecentreerd op de middelste wythe, ingeklemd tussen twee stalen platen van 20 x 150 x 150 millimeter, en zorg ervoor dat de stalen platen niet over de middelste wythe hangen, om de isolatie tijdens de vervorming van het monster niet te verstoren. Start de gegevensverzameling met een bemonsteringsfrequentie van ten minste 10 hertz om ervoor te zorgen dat de belasting en verplaatsing correct worden geregistreerd.
Laad het monster in het midden totdat de maximale realistische verplaatsing is bereikt en de sterkte aanzienlijk is gedaald. Verplaats het geteste monster naar een schone ruimte en scheid de drie betonlagen om het type storing te identificeren. Noteer de storingsmodus, de kwaliteit van de isolatieverbinding en alle andere relevante visuele informatie.
Een typische belasting per connector versus de gemiddelde verplaatsingscurve als gevolg van een dubbele schuiftest van een vezelversterkte polymeerconnector in het laboratorium laat zien dat de belasting gestaag toeneemt tot het maximale punt en vervolgens dramatisch daalt, wat meestal wordt waargenomen bij de meeste tests met polymeren. De curve vlakt echter af nadat de maximale belasting is bereikt als een nodulaire metalen connector wordt bemonsterd, wat twee mogelijke uitkomsten oplevert voor het belastings- versus verplaatsingsdiagram, een ductiele of een broze storing. Hoewel sommige FRP-connectoren in de literatuur een zekere vervormbaarheid hebben vertoond, is dit erg klein in vergelijking met de connectoren gemaakt van nodulaire metalen.
Het belangrijkste om te onthouden bij het uitvoeren van dit testprotocol is veiligheid, maar ook het verkrijgen van de juiste betonsterkte, het concentrisch op een herhaalbare manier toepassen van de belasting op het monster en bij het uit elkaar scheuren van het monster na het testen, het verkrijgen van goede foto's van het monster.
Bekijk het volledige transcript en krijg toegang tot duizenden wetenschappelijke video's
Dit artikel presenteert een testprotocol voor het beoordelen van de mechanische eigenschappen van afschuifconnectoren die worden gebruikt in geïsoleerde betonwandpanelen. De methode is ontworpen om reproduceerbaar en aanpasbaar te zijn aan diverse types connectoren en materialen.
Betrouwbare mechanische karakterisering van flexibele connectoren in geïsoleerde betonnen wandpanelen is essentieel voor predictieve modellering en de beoordeling van de structurele integriteit in geavanceerde materiaal-R&D. Gestandaardiseerde, reproduceerbare testprotocollen verminderen de variabiliteit en maken een zekere integratie van nieuwe connectorontwerpen in technische systemen mogelijk. Deze aanpak ondersteunt risico-gecorrigeerde besluitvorming en de portfolio-ontwikkeling voor innovatieve constructiematerialen en composiettechnologieën.
Dit protocol voor de dubbele afschuifproef plaatst de evaluatie van mechanische connectoren op het snijvlak van ontdekking en technische validatie, ter ondersteuning van iteratief ontwerp en rapid prototyping.