تعیین آزمایشگاهی خصوصیات مکانیکی کامپوزیت های سیمانی الیافی توانمند

کامپوزیت­های سیمانی الیافی به صورت موادی مرکب با دو مولفه اصلی شامل الیاف و ملات تعریف می شوند. الیاف و ملات به سبب وجود پیوستگی با یکدیگر کار می­کنند که منجر به تشکیل یک کامپوزیت قوی می­گردد. کامپوزیت­های سیمانی الیافی توانمند (HPFRCC) یک نوع خاص از کامپوزیت­های سیمانی الیافی هستند که علامت مشخصه­ی آن ها رفتار سخت شوندگی کرنش درکشش پس از اولین ترک­خوردگی است. هدف از این مقاله درک بهتر رفتار سخت شوندگی کرنش در کامپوزیت های سیمانی الیافی توانمند تحت بارهای فشاری تک محوری، خمش چهار نقطه ای و برش خالص است. پارامترهای موثر در این پژوهش نوع الیاف و مسیر بارگذاری است. در این آزمایش ها از سه نوع الیاف شامل الیاف فولادی قلاب دار، الیاف فولادی موجدار، الیاف پلی پروپیلن، به صورت الیاف تنها و ترکیبی با میزان حجمی ۵/۱% در مخلوط ملات استفاده شده است. جهت دستیابی به رفتار سخت شوندگی کرنش قابل قبول نسبت های اختلاطی مختلفی موردبررسی قرار گرفته است و بهترین طرح اختلاط معرفی گردیده است. مسیرهای بارگذاری انتخاب شده شامل بارگذاری فشاری تک محوری، خمش چهار نقطه ای و برش خالص است. خصوصیات مکانیکی در فشار با استفاده از نمونه های استوانه ای تعیین شده است. آزمایش های خمش چهار نقطه ای بر روی نمونه های منشوری بدون شکاف و آزمون های برش مستقیم بر روی نمونه های شکاف دار (جهت کاهش سطح مقطع با گسیختگی اجباری) انجام شده است. نتایج به دست آمده از آزمایش ها، جهت ارزیابی تاثیر نوع الیاف، بر طاقت خمشی، برشی و شکل پذیری در فشار مورد آنالیز بیشتر قرارگرفته اند. نتایج نشان می دهد که خصوصیات مکانیکی HPFRCC، افزایش قابل توجهی نسبت به بتن معمولی در آن ها ایجاد می گردد. استفاده از HPFRCC با توجه به عملکرد مناسب در فشار، کشش و برش می تواند به عنوان راهکاری به منظور جلوگیری از تراکم آرماتور، کاهش میزان زیاد آرماتورهای عرضی در اتصالات تیر به ستون و افزایش ظرفیت برشی و شکل پذیری اعضا باشد.

کلیدواژه ها:

کامپوزیت های سیمانی الیافی توانمند (HPFRCC) ، سخت شوندگی کرنش ، ضریب طاقت خمشی ، ضریب طاقت برشی