بررسی آزمایشگاهی خواص مکانیکی بتن با مقاومت معمولی حاوی الیاف فلزی و الیاف پلیمری اصلاح شده

یکی از مودهای خرابی نامطلوب در گسیختگی تیرهای بتن آرمه، مود برشی است. مقاومت کششی پایین بتن معمولی و شکست ترد ناشی از خرابی برشی در تیرهای بتن آرمه می تواند با اضافه نمودن درصد مناسبی از الیاف فولادی بهبود یابد. همچنین الیاف ترکیبی می توانند بتن را در برابر کرنش های پایین و بالا مسلح نمایند. ترکیب الیاف با مدول الاستیسیته بالا و پایین قادرند از پیدایش ماکرو و میکرو ترک ها جلوگیری نمایند. در این مقاله ابتدا به منظور بررسی و شناخت دقیق رفتار بیرون کشیدگی الیاف فلزی موج دار با قلاب انتهایی و مقایسه آن با رفتار الیاف فلزی قلاب دار و الیاف فلزی موج دار به تنهایی، یک مطالعه تجربی بر روی رفتار بیرون کشیدگی الیاف فوق در حالتی که الیاف عمود بر عرض ترک قرار می گیرند صورت می پذیرد. در ادامه تاثیر الیاف پلیمری اصلاح شده به همراه مقادیر مختلف از الیاف فلزی موج دار با قلاب انتهایی بر خواص مکانیکی بتن مقاومت معمولی نظیر مقاومت فشاری، مقاومت کششی غیر مستقیم (دونیم شدن) و مقاومت خمشی مورد بررسی قرار می گیرد. در نهایت ضوابط مربوط به پذیرش بتن الیافی در تیرهای بدون خاموت به عنوان آرماتور برشی حداقل، بر اساس آیین نامه ACI ۳۱۸- ۲۰۱۱ بررسی می گردد. بدین منظور در بخش اول جهت مشاهده پاسخ بیرون کشیدگی الیاف، شامل بیشینه نیروی بیرون کشیدگی و لغزش مربوط به نقطه بیشینه نیرو ۲۵ نمونه تهیه شد. در ادامه جهت بررسی خواص مکانیکی بتن ۴۵ نمونه در ۵ گروه آزمایشی ساخته شد و درصد حجمی الیاف پلیمری اصلاح شده به میزان %۲۵/۰ حجم بتن ثابت و درصد حجمی الیاف فلزی در سه رده % ۵/۰ و %۷۵/۰ و % ۰/۱ حجم بتن انتخاب گردید. نتایج مطالعات انجام شده نشان می دهد که با افزودن الیاف پلیمری به میزان %۲۵/۰ و الیاف فلزی موج دار با قلاب انتهایی به میزان %۰/۱ افزایش مقاومت فشاری و مقاومت کششی غیر مستقیم نسبت به بتن معمولی به ترتیب %۵/۲۷ و %۷/۶۶ می باشد. همچنین در تمامی موارد با اضافه نمودن الیاف فلزی به همراه الیاف پلیمری با درصدهای مشخص شده فوق، الیاف می توانند عملکرد مناسبی در رفتار بعد از ترک خوردگی در جذب انرژی از خود نشان دهند علاوه بر آن شرایط پذیرش بتن های الیافی پیشنهادی بر اساس آیین نامه  ACI ۳۱۸-۲۰۱۱ برای الیاف فلزی با درصدهای %۵/۰ و %۷۵/۰ و %۰/۱ حجم به عنوان آرماتور حداقل برشی مورد تایید می باشد.

کلیدواژه ها:

Steel fiber ، fiber reinforced concrete ، shear strength ، hybrid fiber ، mechanical properties ، polymer fiber ، الیاف فولادی ، مقاومت برشی بتن الیافی ، الیاف ترکیبی ، خواص مکانیکی ، الیاف پلیمری.