Flexural Behavior of Concrete-Mortar Composites Reinforced with Net Spacer warp Knitted Fabrics

Document Type : Original Article

Authors
Amirkabir University of Technology
Abstract
The aim of this research was to evaluate empirical and theoretical models to explain the behavior of double-layer circular warp-knitted perforated fabrics as reinforcement in cement-based composites under three-point bending tests. The primary reason for selecting these fabrics is their unique textile architecture, which creates desirable interlocking and mechanical bonding with the cementitious matrix. The presence of perforations in the structure further allows for improved matrix penetration and mechanical anchoring throughout the cross-section of the specimens.

The results of the study indicated that reinforcing the cementitious section with these fabrics leads to a significant improvement in mechanical properties, particularly toughness. Evaluation of the specimens subjected to three-point bending tests revealed that in all studied cases—including composites with fabric in the relaxed state, resin-impregnated fabric at the extreme tensile fiber, and pre-tensioned fabric—the flexural behavior indicators, such as maximum flexural load and toughness, increased compared to the control specimen. Furthermore, the structural characteristics of the fabric and its placement conditions within the matrix significantly influenced the composite’s flexural behavior, suggesting that optimal selection of these parameters can yield desirable mechanical properties.
Keywords
Subjects

Article Title Persian

رفتار خمشی کامپوزیت‌های بتن-ملات تقویت شده با پارچه‌های حلقوی تاری دوجداره سوراخ دار

Abstract Persian

هدف این پژوهش، ارزیابی مدل‌های تجربی و نظری برای تبیین رفتار پارچه‌های دوجداره حلقوی تاری سوراخ‌دار به‌عنوان تقویت‌کننده در کامپوزیت‌های پایه سیمانی تحت آزمون خمش سه‌نقطه‌ای بوده است. علت اصلی انتخاب این پارچه‌ها، معماری بافت ویژه آنهاست که درگیری مطلوب و قفل‌شدگی مکانیکی با ماتریس سیمانی ایجاد می‌کند. وجود سوراخ‌ها در ساختار نیز امکان نفوذ و قفل‌شدگی بهتر ماتریس سیمانی در سرتاسر مقطع نمونه را فراهم می‌سازد.

نتایج مطالعه نشان داد که مسلح‌کردن مقطع سیمانی با این پارچه‌ها منجر به بهبود قابل‌توجه شاخص‌های مکانیکی، به‌ویژه چقرمگی، می‌شود. ارزیابی نمونه‌های تحت آزمون خمش سه‌نقطه‌ای حاکی از آن بود که در تمامی حالت‌های مورد مطالعه شامل کامپوزیت‌های با پارچه در حالت استراحت، پارچه‌های آغشته به رزین در دورترین تار کششی و پارچه‌های پیش‌تنیده، شاخص‌های رفتار خمشی از قبیل حداکثر نیروی خمشی و چقرمگی در مقایسه با نمونه شاهد افزایش یافته است. همچنین ویژگی‌های ساختاری پارچه و شرایط قرارگیری آن در ماتریس، رفتار خمشی کامپوزیت را به طور معناداری تحت تأثیر قرار می‌دهد و می‌توان با انتخاب بهینه این پارامترها، به خواص مکانیکی مطلوب دست یافت. در نهایت، با مقایسه نیروی خمشی تجربی با مقادیر نظری، ضریب عملکردی برای توصیف کارایی ساختار پارچه در کامپوزیت‌های پایه سیمانی معرفی گردید که نشان‌دهنده تأثیر معنادار ویژگی‌های ساختاری پارچه و شرایط قرارگیری آن در ماتریس بر رفتار خمشی کامپوزیت است.

Keywords Persian

پارچه حلقوی تاری دوجداره
کامپوزیت پایه سیمانی
آزمون خمش سه نقطه‏ای
بتن مسلح
معادلات تعادل