Perilaku kontak antara beton yang dibentuk dengan baja dan antarmuka beton aerasi yang diautoklaf dalam struktur prefabrikasi

Abstrak
Panel dinding beton aerasi autoklaf (AAC), yang dinilai karena sifatnya yang ringan, jejak karbon rendah, dan kemudahan pemrosesan, umumnya dikombinasikan dengan balok dan kolom beton pracetak untuk membentuk struktur pracetak dengan potensi signifikan dalam konstruksi perumahan. Antarmuka kasar antara komponen beton dan AAC memainkan peran penting dalam pemindahan beban dan disipasi energi seismik. Studi ini meneliti perilaku mekanis kontak beton yang dibentuk baja dan antarmuka panel AAC. Mikroskopi laser digunakan untuk menangkap morfologi permukaan sebenarnya dari kedua material, dan uji kontak kompresif normal dan gesekan tangensial dilakukan pada antarmuka AAC-ke-AAC dan AAC-ke-beton. Model fraktal WM digunakan untuk mensimulasikan dan menghasilkan permukaan kasar, sementara analisis elemen hingga di Abaqus dilakukan untuk menyelidiki perilaku permukaan, termasuk luas kontak aktual, kerusakan material, kekakuan geser tangensial, dan koefisien gesekan. Hasilnya menunjukkan bahwa permukaan AAC dan beton menunjukkan karakteristik fraktal yang saling terkait, dengan model bi-fraktal secara efektif menangkap kekasaran permukaan beton dalam rentang skala pemindaian. Untuk kedua jenis antarmuka, area kontak aktual meningkat dengan tekanan kontak. Deformasi penutupan permukaan kontak awalnya meningkat secara linier dengan tegangan normal, diikuti oleh pengurangan bertahap dalam laju pertumbuhan sebelum stabil pada nilai konstan. Hubungan antara tegangan tekan normal dan deformasi penutupan paling baik dijelaskan menggunakan model dua tahap yang menggabungkan fungsi linier dan polinomial. Di bawah pembebanan geser tangensial, gaya tangensial kecil menyebabkan geseran relatif pada antarmuka, dengan koefisien gesekan meningkat secara elastis dengan perpindahan selip. Pada plastisitas penuh, koefisien gesekan tangensial stabil pada 0,76 untuk antarmuka AAC-ke-AAC dan 0,65 untuk antarmuka AAC-ke-beton. Analisis parametrik selanjutnya mengungkapkan bahwa kekuatan material AAC memiliki pengaruh minimal pada kinerja gesekan permukaan.