بررسی تغییرات رفتار خمشی در نمونه های پیش بارگذاری شده بتن های پوزولانی مسلح به الیاف فولاد و شیشه

Abstract

بررسی رفتار خمشی بتن، یکی از موضوعات بسیار مهم در ارزیابی رفتار مکانیکی آن محسوب می شود و یکی از معیارهای اصلی طراحی سازه های بتنی می باشد. با مطالعه و تحلیل رفتار خمشی نمونه های استاندارد بتنی در آزمایشگاه، قابلیت شبیه سازی رفتار بتن ساخته شده در مقیاس واقعی و سازه ای با دقت قابل قبول فراهم می شود. مقاومت خمشی، انرژی شکست، ضریب کشسانی خمشی و چقرمگی پارامترهایی هستند که از نتایج آزمون خمش نمونه های بتنی قابل استخراج می باشند و در طراحی های پیچیده و حساس سازه های بلندمرتبه و یا غیرساختمانی، هر یک از اهمیت خاصی برخوردار هستند. در این پژوهش از دو پوزولان زئولیت و دوده سیلیسی و همچنین دو نوع الیاف فولاد و شیشه جهت بهبود مشخصات بتن بهره برداری شده است. بررسی تأثیر رفتار منفرد هر یک از این مواد و همچنین تأثیر آنها به صورت همزمان (هم افزایی یا تأثیر مخرب) در دستور کار این پروژه قرار می گیرد. هریک از مواد مصرفی بکار برده شده در این پژوهش، دارای پیشینه تحقیقاتی قابل توجهی هستند. با وجود این، تحقیقات بسیار کمی در ترکیب این مواد به منظور بررسی رفتار مکانیکی بتن انجام شده است، از این رو انتظار می رود در مطالعه و کنکاش این مصالح ترکیبی، نکات مبهمی وجود داشته باشد.استفاده از شرایطی خاص برای آزمون نمونه ها (پیش بارگذاری) این پروژه را از پروژه های متعارف، متمایز می سازد. پیش بارگذاری بتن های الیافی موضوع جدیدی است که می توان با استفاده از نتایج آن به ابعاد جدیدی از رفتار بتن بعد از تغییراتی قابل توجه در عملکرد سازه ای دست یافت. مشاهده گردید که در طرح های فاقد پوزولان، افزایش مقدار الیاف فولادی باعث افزایش مقاومت خمشی می شود در حالی که افزایش مقدار الیاف شیشه، تاثیر چندانی بر افزایش مقدار مقاومت خمشی ندارد. همچنین در طرح های با پیش‌بارگذاری ترکیبی که اثر دوده سیلیس کاهش می یابد، با کم شدن درصد دوده سیلیس اختلاف نتایج نیز کمتر می شود که نشان می دهد زئولیت نقش فعال تری در ترمیم ترک برای بازه های زمانی کوتاه‌تر را دارد. بررسی میزان انرژی شکست نیز نشان داده است که طرح های حاوی 1% الیاف فولادی بیشترین انرژی شکست را داشته اند که مدیون عملکرد الیاف هستند. پس از آسیب دیدگی نیز این روند حفظ شده و به نظر می رسد ترک خوردگی در طرح های الیافی لزوماً منجر به بر هم خوردن روند تغییرات انرژی شکست نمی شود.