مقارنة الخواص الميكانيكية للبوليمرات المسلحة بالألياف (FRP) والخرسانة المسلحة بالمنسوجات (TRC) كمواد مركبة

الملخص

تستعرض هذه الورقة البحثية نظامين بديلين للتسليح، هما الخرسانة المسلحة بالمنسوجات (TRC) والبوليمر المقوى بالألياف (FRP)، مع مقارنتهما بالتسليح التقليدي باستخدام الفولاذ. وقد حظيت كلتا المادتين باهتمام كبير نظرًا لإمكاناتهما في معالجة مشكلات مثل التآكل، وتقليل الوزن، وتحسين المتانة.

تتكون الخرسانة المسلحة بالمنسوجات (TRC) من مصفوفة إسمنتية مدعمة بألياف نسيجية منسوجة، وتتميز بمطيلية جيدة، وقدرة فعالة على التحكم في التشققات، وتوافق ممتاز مع الركائز الخرسانية. ومع ذلك، فإن استخدامها لا يزال مقيدًا بانخفاض مقاومة الشد نسبيًا مقارنةً بالبوليمرات المقواة بألياف الكربون (CFRP)، بالإضافة إلى الحاجة إلى مزيد من الدراسات والتجارب واسعة النطاق للتحقق من أدائها. أما البوليمر المقوى بالألياف (FRP)، والذي يتكون من ألياف مستمرة مدمجة داخل مصفوفة بوليمرية، فيتميز بمقاومة عالية جدًا للشد والانحناء، إلى جانب نسبة مرتفعة بين المقاومة والوزن. إلا أنه يعاني من سلوك انهيار هش، إضافة إلى تأثر خواصه بالعوامل البيئية مثل الأشعة فوق البنفسجية ودرجات الحرارة المرتفعة. وأكدت نتائج الفحص باستخدام المجهر الإلكتروني الماسح (SEM)، إلى جانب المقارنات المستخلصة من الدراسات المنشورة، أن كلاً من نظامي TRC وFRP يمتلك مزايا وقيودًا تختلف باختلاف طبيعة التطبيق. وتخلص هذه المراجعة إلى أن أيًا من النظامين لا يُعد بديلاً كاملاً للتسليح الفولاذي التقليدي، إلا أنهما يمثلان حلولًا فعالة في تطبيقات محددة تكون فيها الخصائص الميكانيكية، والمتانة، والظروف البيئية من العوامل الأساسية في عملية التصميم الهندسي.