Riassunto analitico
The present dissertation intended to contribute to research and knowledge on the tensile behaviour of composite materials; in particular, samples were made with lime-based mortar matrix and reinforced with natural or carbon fibers impregnated with an adhesion promoter.
Composites reinforced with natural fibers have the potential to be applied in the rehabilitation and strengthening of structures in developing countries, using eco-friendly materials, available resources and at a low-cost solution. Of these samples, the influence of different parameters on the tensile behaviour has been studied, such as: the number of composite layers from 1 to 3, the thickness of the layer and the geometry of the fabric.
After the curing period, the mechanical behaviour was analysed through tensile tests, whose results are graphically displayed.
The composites reinforced with natural fibers showed clearly three distinct behavioural phases: a stage in which the material is uncracked, a crack development phase and a stage of expansion of the existing cracks. In composites reinforced with impregnated carbon, the crack development phase is less marked due to the presence of the impregnating agent.
For composites reinforced with carbon fiber and adhesion promoter, a non-linear constitutive equation was also analysed. A good approximation of the bilinear curve of the material has been obtained, showing that it can be a good tool to predict the mechanical behaviour for a future design.
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Abstract
Il presente lavoro di tesi vuole contribuire alla ricerca e alla conoscenza sul comportamento a trazione dei materiali compositi. In particolare sono stati realizzati campioni con matrice a base di malta di calce e rinforzati con fibre naturali e di carbonio.
I compositi rinforzati con fibre naturali hanno le potenzialità per essere applicati nella riabilitazione e nel rinforzo delle strutture in paesi in via di sviluppo, utilizzando materiali eco-sostenibili, disponibili e a basso costo. Di questi campioni si è studiata l’influenza di diversi parametri sul comportamento a trazione quali: il numero di layers di compositi da 1 a 3, lo spessore dello strato e la geometria del tessuto.
Dopo il periodo di maturazione si è andato ad analizzare il comportamento meccanico mediante prove di trazione, di cui vengono esposti graficamente i risultati ottenuti.
I compositi rinforzati con fibre naturali hanno mostrato chiaramente tre fasi di comportamento distinte: una fase in cui il materiale è non fessurato, una fase di sviluppo delle fessure e una fase di ampliamento delle fessure esistenti. Nei compositi rinforzati con carbonio e impregnati con promotore di adesione, la fase di sviluppo delle fessure è meno marcata, dovuta proprio alla presenza dell’agente impregnante.
Per i compositi rinforzati con fibra di carbonio e promotore di adesione si è inoltre analizzata una equazione costitutiva non-lineare. Si è ottenuta una buona approssimazione del comportamento bilineare del materiale, mostrando di poter essere un buono strumento per predire il comportamento meccanico per una futura progettazione.
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