Bidang geser PTFE biasanya digunakan karena sifat tribologisnya yang sangat baik. Namun, terutama dalam kasus tekanan kontak tinggi, Gesekan PTFE menderita sifat mekaniknya yang relatif buruk. Makalah ini menyajikan konstruksi geser yang dikembangkan dalam pengaturan uji eksperimental yang inovatif untuk memungkinkan penyelidikan eksperimental komponen struktur beton skala besar yang mengalami geser punching. Untuk memenuhi permintaan khusus dari test-setup baru, dilumasi, hanya lembaran tipis 0,5 mm Gesekan PTFE yang digunakan untuk meminimalkan gesekan antara konstruksi bantalan dan benda uji. Konstruksi geser yang sangat efektif ini menghasilkan koefisien gesekan dinamis d,maks antara 0,0065 dan 0,0035 sedangkan koefisien gesekan statis s tetap di bawah 0,0048. Secara bersamaan, tegangan aksial tekan lebih dari 60 MPa terjadi. Makalah ini menyoroti aspek utama dari pengembangan bidang geser dan menunjukkan kemampuan gesernya.
Polytetrafluoroethylene (PTFE) adalah salah satu material geser padat yang paling sering digunakan di dunia. Karena sifat tribologinya yang unik, Gesekan PTFE saat ini digunakan dalam berbagai aplikasi [1] [2] . Terutama koefisien gesekannya yang sangat rendah, bahkan untuk tekanan kontak tinggi hingga 90 MPa [3] , telah membuat PTFE populer sebagai bahan rekayasa.
Namun, PTFE menunjukkan sifat mekanik yang relatif buruk dan tingkat keausan yang tinggi. Salah satu cara untuk meningkatkan tingkat keausan dan sifat mekanik PTFE adalah dengan memasukkan bahan pengisi seperti serat kaca, perunggu atau karbon. Misalnya, Khedkar, dkk. [4] dan Conte, dkk. [5] menunjukkan bahwa bahan pengisi sangat meningkatkan kekerasan dan ketahanan aus dari komposit PTFE. Namun dan pada gilirannya, integrasinya juga dapat merusak sifat tribologis PTFE, terutama untuk tekanan kontak tinggi.
Dalam studi teknik sipil sebelumnya Mark, et al. [6] dan Vonk [7] telah menunjukkan cara berbeda untuk memanfaatkan karakteristik geser Gesekan PTFE yang menguntungkan untuk tekanan kontak tinggi. Dalam rangka penyelidikan eksperimental sifat beton mereka menggunakan PTFE untuk memungkinkan perpanjangan lateral bebas pada pelat beban dalam tes kubus beton standar. Lembaran PTFE ditempatkan di antara pelat pemuatan dan bagian uji beton. Untuk menjelaskan modulus Young PTFE yang pada dasarnya lebih rendah dibandingkan dengan beton, lembaran PTFE yang sangat tipis dengan ketebalan 0,05 mm diterapkan (Gambar 1(a)). Sementara lembaran tipis ini berhasil mengurangi pengaruh pada hasil pengujiannya, penyelidikan eksperimental dengan jalur geser yang lebih besar mengungkapkan ketidakstabilan lembaran geser bersama dengan hilangnya kemampuan geser.
Namun demikian, PTFE juga digunakan dalam kasus jalur geser yang jauh lebih besar. Untuk mempertahankan kemampuan gesernya, ketebalan lembaran PTFE kemudian ditingkatkan. Misalnya, bantalan jembatan biasa dilengkapi dengan lembaran Gesekan PTFE dengan ketebalan sekitar 3 – 5 mm (Gambar 1(c)) [8] . Akibatnya dan terutama karena modulus Young PTFE yang lebih rendah dibandingkan dengan komponen baja dari konstruksi bantalan, terjadi deformasi yang jauh lebih besar. Deformasi seperti itu dapat diterima untuk bantalan jembatan karena tegangan aksial yang relatif kecil. Namun, dalam uji-setup inovatif untuk pelat beton yang dikenai gaya geser yang saat ini dikembangkan di Ruhr-Universität Bochum di Jerman, terjadi tegangan tekan hingga 64 MPa [9] – [11] . Di sini, kekakuan rotasi yang diperlukan tidak akan lagi dipenuhi dengan lembaran PTFE yang tebal.
Di sisa konstruksi geser, yang mendasar untuk uji geser meninju yang hemat biaya dari pelat beton besar yang relevan secara praktis, diperkenalkan, yang memenuhi kekakuan rotasi serta stabilitas bentuk yang memadai. Konsep dasar dari pengujian eksperimental baru ini adalah penerapan praktik terbaik dalam investigasi numerik. Dengan memanfaatkan kondisi simetri, beban uji, dimensi fisik, dan bobot sendiri berkurang secara drastis. Akibatnya, pelat yang jauh lebih besar dapat diuji dengan infrastruktur pengujian yang ada.