تحلیل تیر بتنی تحت خمش حاوی الیاف متاکائولین و پروپیلین

با توجه به نیاز روزافزون صنعت ساخت و ساز به مصالحی با عملکرد مکانیکی و دوام بالاتر پژوهشهای اخیر به سوی بهبود خواص بتن از طریق استفاده از افزودنیهای معدنی و الیاف پلیمری گرایش یافته اند. در این مطالعه تاثیر همزمان دو افزودنی مکمل شامل متاکائولین به عنوان یک پوزولان فعال و الیاف پلی پروپیلن به عنوان تقویت کننده مقاوم در برابر ترک بر رفتار خمشی تیرهای بتنی مورد بررسی قرار گرفته است. برای این منظور نمونههایی از تیرهای بتنی با ترکیبات متفاوت شامل درصدهای مختلف متاکائولین (۰، ۱۰ و ۱۵ درصد وزنی (سیمان و الیاف پلی پروپیلن (۰) ۰.۵ و ۱ درصد حجمی) ساخته شدند. سپس تحت آزمایش خمش سه نقطه ای مطابق استاندارد ۷۸ ASTM قرار گرفتند. نتایج نشان داد که استفاده از متاکائولین به تنهایی سبب افزایش مقاومت خمشی متوسط تا حدود ۱۲ درصد نسبت به نمونه مرجع گردید که این امر به علت ریزساختار متراکم تر و افزایش محصولات هیدراسیون ثانویه (CH) قابل توجیه است (۲۰۰۱, Sabir et al) افزودن الیاف پلی پروپیلن نیز موجب بهبود شکل پذیری و کاهش گسترش ترکهای خمشی شد به گونه ای که نمونه های حاوی ۱ درصد الیاف پس از رسیدن به مقاومت نهایی ظرفیت تحمل تغییر شکل بیشتری نسبت به سایر نمونهها از خود نشان دادند. (۲۰۰۷, Bentur & Mindess) اثر هم افزایی بین متاکائولین و الیاف در برخی ترکیبها بهبود چشمگیر مقاومت خمشی تا حدود ۲۰ درصد و افزایش انرژی جذب شده در ناحیه پس از ترک خوردگی را نشان داد که حاکی از ارتقاء رفتار شبه چقرمه بتن است. نتایج این پژوهش نشان میدهد که ترکیب این دو افزودنی میتواند به عنوان راهکاری عملی برای افزایش مقاومت خمشی دوام و عملکرد سازهای بتن به ویژه در اجزای تحت بار، خمشی مورد توجه مهندسان عمران و طراحان سازه قرار گیرد. این یافته ها میتوانند در طراحی تیرهای سازهای مقاوم در برابر بارهای دینامیکی و زلزله نیز مورد استفاده قرار گیرند. (& Mehta Monteiro, ۲۰۱۴)

کلیدواژه ها:

تیر بتنی خمش ، متاکائولین ، الیاف پلی پروپلین ، رفتار مکانیکی ، دوام بتن ، بتن الیافی ، مواد پوزولانی ، شکل پذیری ، انرژی شکست