بررسی آزمایشگاهی تأثیر مقدار و طول الیاف فولادی بر مشخصات مکانیکی و ضربه‌ای بتن توانمند

Abstract

استفاده از الیاف مختلف جهت تسلیح بتن از جمله تلاش‌هایی است که توسط محققین به‌منظور بهبود رفتار مقاومتی بتن و افزایش عمر سرویس‌دهی سازه‌های بتنی صورت گرفته است. در این راستا تلاش شده است تا با استفاده از انواع مختلف الیاف و یا ترکیب آن‌ها، رفتار بتن با رده‌های مقاومتی مختلف از جمله بتن توانمند را در مقابل بارهای ضربه‌ای و دینامیکی بهبود ببخشند. بر این اساس تحقیق حاضر تأثیر مقادیر مختلف الیاف فولادی دو سر قلاب موجدار بر مشخصه‌های مکانیکی بتن توانمند شامل مقاومت فشاری، مقاومت کششی و مقاومت در برابر ضربه را مورد بررسی قرار می‌دهد. علاوه بر آن تأثیر طول الیاف بر رفتار بتن نیز مورد توجه قرار گرفته است. بدین منظور در طرح اختلاط بتن از سه درصد حجمی 5/0، 1 و 5/1 الیاف فولادی در دو طول متفاوت 30 و 50 میلی‌متر استفاده گردید. پس از مشخص شدن طرح اختلاط بتن، نمونه‌های استوانه‌ای در سنین 7 و 28 روز عمل‌آوری شدند و سپس تحت آزمایش‌های تعیین مقاومت فشاری، مقاومت کششی و مقاومت ضربه‌ای قرار گرفتند. نتایج به‌دست‌آمده نشان می‌دهد که استفاده از الیاف سبب افزایش قابل‌ملاحظه مقاومت فشاری و کششی بتن شده، به طوریکه در بهترین حالت با استفاده از 5/1 درصد الیاف فولادی با طول 50 میلی‌متر این دو مشخصه به ترتیب 25 و 40 درصد نسبت به بتن بدون الیاف افزایش نشان می‌دهد. 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 قابل‌توجهی افزایش داد بطوریکه تعداد ضربات از ایجاد اولین ترک تا شکست نهایی در درصدهای بالای الیاف تا 80 درصد افزایش پیدا کرد. از دیگر نتایج این تحقیق مشخص شد افزودن الیاف، افزایش شکل‌پذیری بتن توانمند را نسبت به بتن غیر مسلح در پی دارد و الگوی شکست بتن در آزمایش‌های مختلف را به نحو مطلوبی تغییر می‌دهد.