พฤติกรรมการดัดของคานคอนกรีตที่ใช้แท่งเส้นใยแก้วในการเสริมแรง

โครงสร้างคอนกรีตเสริมเหล็กได้มีการใช้งานอย่างแพร่หลายในประเทศไทยเนื ่องจากมีความแข็งแรง ทนทาน และมีราคาถูกเมื่อเทียบ กับโครงสร้างประเภทอื่น แต่ที่ผ่านมาพบว่า ปัญหาหลักที่เกิดขึ้นในโครงสร้างคอนกรีตเสริมเหล็กคือการเกิดสนิมของเหล็กเสริม ซึ่งทำให้โครงสร้างมีความปลอดภัยลดลง ปัจจุบันแท่งเส้นใยแก้วเสริมพอลิเมอร์เป็นวัสดุทางเลือกทดแทนเหล็กเสริมโดยไม่ก่อให้เกิดสนิมในโครงสร้าง แต่ยังมีข้อสงสัยในเรื่องของการรับน้ำหนักของโครงสร้างที่ใช้วัสดุนี้ โครงงานวิจัยนี้มีวัตถุประสงค์เพื่อศึกษาพฤติกรรมการดัดของคานคอนกรีตเสริมแท่งเส้นใยแก้ว และเปรียบเทียบผลที่ไดรับกับคานคอนกรีตเสริมเหล็ก นอกจากนี้ ผลการทดสอบการดัดของคานได้ถูกวิเคราะห์และเปรียบเทียบกับการคำนวณ ออกแบบตามมาตรฐาน ACI440.1R-15 ตัวอย่างคานคอนกรีตมีขนาดหน้าตัด 150x250 มิลลิเมตร ความยาว 1900 มิลลิเมตร ได้ถูกทดสอบการดัดแบบสามจุดที่ความยาวช่วงเท่ากับ 1800 มิลลิเมตร ตัวอย่างคานมีทั้งสิ้น 6 ตัวอย่าง ประกอบไปด้วย ตัวอย่างควบคุม 1 ตัวอย่างซึ่งเป็นคานคอนกรีตเสริมเหล็ก และตัวอย่างคานคอนกรีตเสริมแท่งเส้นใยแก้ว 5 ตัวอย่าง โดยมีปริมาณการเสริมแรงที่แตกต่างกันเพื่อให้เกิดการวิบัติเป็น 3 รูปแบบ คือ วิบัติโดยการขาดของแท่งเส้นใยแก้ว วิบัติโดยการอัดแตกของคอนกรีต และวิบัติโดยแรงเฉือน จากการศึกษาพบว่า คานคอนกรีตเสริมแท่งเส้นใยแก้วจะเกิดการวิบัติอย่างฉับพลันเนื่องจากการอัดแตกของคอนกรีตเป็นส่วนใหญ่ หากพิจารณาตามการแอ่นตัวที่ยอมให้ขณะใช้งาน ระหว่าง L/360 ถึง L/180 คานคอนกรีตเสริมเหล็กสามารถรับแรงดัดได้มากกว่าคานคอนกรีตที่ใช้แท่งเส้นใยแก้วอย่างมาก นอกจากนี้ หากพิจารณา ที่สภาวะของแรงดัดสูงสุด คานคอนกรีตเสริมแท่งเส้นใยแก้วสามารถรับแรงดัดได้มากกว่าคานคอนกรีตเสริมเหล็ก แต่แรงดัดสูงสุดจะเกิดขึ้นที่การโก่งตัวมากกว่าคานคอนกรีตเสริมเหล็กอย่างมาก สุดท้ายนี้ เมื่อเปรียบเทียบกำลังดัดที่ได้จากการทดสอบกับการคำนวณออกแบบตามมาตรฐาน ACI 440.1R-15 ได้พบว่า คานคอนกรีตเสริมแท่งเส้นใยแก้วที่ได้จากการทดสอบสามารถรับแรงดัดได้มากกว่าที่ได้รับจากการคำนวณออกแบบ