رفتار بتن سبک سازهای حاوی نانوسیلیس و الیاف فولادی تحت اثر بارگذاری یکنواخت فشاری

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استادیارگروه عمران، دانشکده مهندسی، دانشگاه کردستان

2 دانشجوی دکتری سازه، دانشکده مهندسی، دانشگاه کردستان

چکیده

مقاومتکم سبکدانه­هاباعث کاهش مقاومتبتن سبک وشکنندگیآنمانعیبرایرفتارشکل­پذیر سازه­ها در معرضبارهای لرزه­ایمی­باشد. استفاده از موادتقویت­کننده و الیاف برایجبراناثرکاهشمقاومتناشی ازبکاربردنسبکدانه و جلوگیری از شکست ناگهانی بتن، می­تواند به توانمندی بتن سبک بیانجامد. از طرفی بتن به­عنوان ماده­ای ناهمگن دارای رفتار پیچیده­ای بوده و خصوصیاترفتاریآنکاملابهنحوهبارگذاری و نوع مصالح تشکیل­دهنده آن وابستهاست. لذا در این تحقیقبرای بهبود خواص وزمینه­سازیکاربردبتنسبکدانه در سازه­ها،منحنی تنش-کرنشبتن سبک شامل الیاف فولادی (با درصد حجمی تابت 1%) و پوزولان تقویت­کننده نانوسیلیس (با درصد وزنی 1%، 3% و 5%)، تحت اثربارگذارییکنواخت فشاری مورد آزمایش و مقایسه قرار گرفته و پارامتر­های موثر بر آنشامل مقاومت فشاری، مدول الاستیسیته و کرنش متناظر با حداکثر تنش بررسی شده است. نتایج نشان می­دهد الیاف فولادی و نانوسیلیس باعث تغییر رفتار بتن سبک شده و حضور توام آن­ها در ترکیب بهینه، بیشترین تاثیر را در بهبود رفتار و خواص بتن سبک داشته است. بطوریکه با افزودن 3 % نانوسیلیس و 1% الیاف فولادی، مقاومت فشاری و مدول الاستیسیته بتن سبک به میزان 46% و 26% افزایش یافته است.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Behavior of Structural Lightweight Concrete Containing Nano Silica and Steel Fibers under Compressive Monotonic Loading

نویسندگان [English]

  • H. Dabbagh 1
  • S. Akbarpour 2
1 Assistant Professor, Department of Civil Engineering, University of Kurdistan
2 Ph.D. Student, Department of Civil Engineering, University of Kurdistan
چکیده [English]

The weak mechanical properties of lightweight aggregate concrete (LWAC) such as low strength and brittleness discourage its vast application in structural members. An effective method to improve the mechanical properties of concrete is the use of pozzolanic and reinforcing materials. The loading condition and the ingredients of mix compositions affect the concrete behavior, so more extensive and detailed research into the effects of type of concrete material on the stress-strain curve is required in order to predict the accurate response of structural members. In this paper, various amounts of Nano-Silica (1, 3 and 5 percent by weight of cement) and steel fiber with constant volume fraction of 1% were added to mixtures and the effects of these parameters on the compressive stress-strain curves were investigated. Furthermore, the key parameters that control the concrete behavior under compressive monotonic loading, including compressive strength, modulus of elasticity and strain at peak stress were evaluated. Results indicate that the optimized combined use of steel fibers and Nano-silica has significant effect on the improvement of compressive behavior of LWAC. The compressive strength and modulus of elasticity in the mix containing 3% Nano-silica and 1% steel fiber increase by about 46% and 26% compared to the plain LWAC mix.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Lightweight aggregate concrete
  • Nano-silica
  • steel fiber
  • Stress- strain Curve
  • Compressive Monotonic Loading