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

Abstract

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 می‌تواند با اضافه نمودن درصد مناسبی از الیاف فولادی بهبود یابد. همچنین الیاف ترکیبی می‌توانند بتن را در برابر کرنش‌های پایین و بالا مسلح نمایند. ترکیب الیاف با مدول الاستیسیته بالا و پایین قادرند از پیدایش ماکرو و میکرو ترک‌ها جلوگیری نمایند. در این مقاله ابتدا به منظور بررسی و شناخت دقیق رفتار بیرون کشیدگی الیاف فلزی موج‌دار با قلاب انتهایی و مقایسه آن با رفتار الیاف فلزی قلاب‌دار و الیاف فلزی موج‌دار به تنهایی، یک مطالعه تجربی بر روی رفتار بیرون‌کشیدگی الیاف فوق در حالتی که الیاف عمود بر عرض ترک قرار می‌گیرند صورت می‌پذیرد. در ادامه تأثیر الیاف پلیمری اصلاح شده به همراه مقادیر مختلف از الیاف فلزی موج‌دار با قلاب انتهایی بر خواص مکانیکی بتن مقاومت معمولی نظیر مقاومت فشاری، مقاومت کششی غیر مستقیم (دونیم شدن) و مقاومت خمشی مورد بررسی قرار می‌گیرد. در نهایت ضوابط مربوط به پذیرش بتن الیافی در تیرهای بدون خاموت به عنوان آرماتور برشی حداقل، بر اساس آیین‌نامه ACI 318- 2011 بررسی می‌گردد. بدین منظور در بخش اول جهت مشاهده پاسخ بیرون‌کشیدگی الیاف، شامل بیشینه نیروی بیرون‌کشیدگی و لغزش مربوط به نقطه بیشینه نیرو 25 نمونه تهیه شد. در ادامه جهت بررسی خواص مکانیکی بتن 45 نمونه در 5 گروه آزمایشی ساخته شد و درصد حجمی الیاف پلیمری اصلاح شده به میزان %25/0 حجم بتن ثابت و درصد حجمی الیاف فلزی در سه رده % 5/0 و %75/0 و % 0/1 حجم بتن انتخاب گردید. نتایج مطالعات انجام شده نشان می‌دهد که با افزودن الیاف پلیمری به میزان %25/0 و الیاف فلزی موج‌دار با قلاب انتهایی به میزان %0/1 افزایش مقاومت فشاری و مقاومت کششی غیر مستقیم نسبت به بتن معمولی به ترتیب %5/27 و %7/66 می‌باشد. همچنین در تمامی موارد با اضافه نمودن الیاف فلزی به همراه الیاف پلیمری با درصدهای مشخص شده فوق، الیاف می‌توانند عملکرد مناسبی در رفتار بعد از ترک‌خوردگی در جذب انرژی از خود نشان دهند علاوه بر آن شرایط پذیرش بتن‌های الیافی پیشنهادی بر اساس آیین‌نامه ACI 318-2011 برای الیاف فلزی با درصدهای %5/0 و %75/0 و %0/1 حجم به عنوان آرماتور حداقل برشی مورد تأیید می‌باشد.