بررسی آزمایشگاهی تاثیر مقدار و طول الیاف فولادی بر مشخصات مکانیکی و ضربه ای بتن توانمند

استفاده از الیاف مختلف جهت تسلیح بتن از جمله تلاش هایی است که توسط محققین به منظور بهبود رفتار مقاومتی بتن و افزایش عمر سرویس دهی سازه های بتنی صورت گرفته است. در این راستا تلاش شده است تا با استفاده از انواع مختلف الیاف و یا ترکیب آن ها، رفتار بتن با رده های مقاومتی مختلف از جمله بتن توانمند را در مقابل بارهای ضربه ای و دینامیکی بهبود ببخشند. بر این اساس تحقیق حاضر تاثیر مقادیر مختلف الیاف فولادی دو سر قلاب موجدار بر مشخصه های مکانیکی بتن توانمند شامل مقاومت فشاری، مقاومت کششی و مقاومت در برابر ضربه را مورد بررسی قرار می دهد. علاوه بر آن تاثیر طول الیاف بر رفتار بتن نیز مورد توجه قرار گرفته است. بدین منظور در طرح اختلاط بتن از سه درصد حجمی ۵/۰، ۱ و ۵/۱ الیاف فولادی در دو طول متفاوت ۳۰ و ۵۰ میلی متر استفاده گردید. پس از مشخص شدن طرح اختلاط بتن، نمونه های استوانه ای در سنین ۷ و ۲۸ روز عمل آوری شدند و سپس تحت آزمایش های تعیین مقاومت فشاری، مقاومت کششی و مقاومت ضربه ای قرار گرفتند. نتایج به دست آمده نشان می دهد که استفاده از الیاف سبب افزایش قابل ملاحظه مقاومت فشاری و کششی بتن شده، به طوریکه در بهترین حالت با استفاده از ۵/۱ درصد الیاف فولادی با طول ۵۰ میلی متر این دو مشخصه به ترتیب ۲۵ و ۴۰ درصد نسبت به بتن بدون الیاف افزایش نشان می دهد. همچنین استفاده از الیاف فولادی به ویژه الیاف با طول بلندتر تعداد ضربات تا اولین ترک و ضربات تا شکست نهایی در تست مقاومت ضربه را به میزان قابل توجهی افزایش داد بطوریکه تعداد ضربات از ایجاد اولین ترک تا شکست نهایی در درصدهای بالای الیاف تا ۸۰ درصد افزایش پیدا کرد. از دیگر نتایج این تحقیق مشخص شد افزودن الیاف، افزایش شکل پذیری بتن توانمند را نسبت به بتن غیر مسلح در پی دارد و الگوی شکست بتن در آزمایش های مختلف را به نحو مطلوبی تغییر می دهد.

کلیدواژه ها:

Fiber-Reinforced High-Strength Concrete ، Steel Fiber ، Compressive Strength ، Spiliting Tensile Strength ، Impact Strength ، بتن توانمند – الیاف فولادی– مقاومت ضربه ای -مقاومت کششی – مقاومت فشاری