Nano grafen parçacıkları içeren elyaf sarım kompozit borularının mekanik özelliklerinin belirlenmesi

Bu araştırma, grafen nanoplateletler (GNP'ler) içeren bazalt fiber takviyeli polimer boruların (BFRP'ler) mekanik özelliklerini belirlemeyi amaçlamıştır. Elyaf sarma tekniği ile üretilen numuneler, çeşitli miktarlarda grafen nanoparçacık (ağırlıkça %0.1, %0.25, %1.00, %2.00 ve %3.00) içerecek şekilde hazırlanmıştır. Numunelerin eksenel sıkıştırma tepkisi ve sertliği, sırasıyla ASTM D695 ve ASTM D2412 standart testleri kullanılarak ölçülmüştür. Ayrıca numuneler eksenel ve yanal yönlerde tek tek sıkıştırılarak bu yönlerde ezilme özellikleri elde edilmiştir. Kırılma davranışını anlamak için, her deney için başarısızlık modları araştırılmıştır. GNP ilavesi, BFRP'lerin incelenen mekanik özellikleri üzerinde dikkate değer etkiler göstermiştir. GNP yüklü BFRP numunelerinin yarı statik sıkıştırma performansı, radyal yönde boru sertliğini arttırırken eksenel yönde sıkıştırma mukavemetini iyileştirmiştir. Test edilen numunenin eksenel ve yanal yönlerdeki ezilme testi sonuçları, saf borulara göre daha kararlı ve tutarlı bulunmuştur. Sonuçlar, ağırlıkça %0.25 GNP içeren numunelerin hem eksenel hem de yanal ezilme için en iyi spesifik absorpsiyon enerjisi değerlerini gösterdiğini göstermiştir. Bu, GNP parçacıklarının eklenmesiyle epoksi matris ve bazalt elyaf arasındaki daha iyi yük aktarma kabiliyetine bağlanmaktadır. GNP katkılı numunelerin ezilme geçmişlerinde yayılma ve yaprak oluşumları ile aşamalı başarısızlıklar gözlenmiştir. Ayrıca, ağırlıkça %3 gibi daha yüksek miktarda GNP ilavesi, numunelerin ezilme özelliklerinde ve sıkıştırma dayanımlarında düşüşlere yol açmıştır. Bu, yerel gerilme konsantrasyonlarına neden olan epoksi matrisinde aglomerasyon oluşumları nedeniyle meydana gelmiştir. Özetle, GNP katkısı boru numunelerinin sıkıştırma ve ezilme özelliklerini etkilemiş ve boruların mekanik özelliklerini iyileştirmek için iyi bir çözüm olarak kabul edilmiştir.