بررسی دوام بتن با الیاف ترکیبی در برابر چرخه‌های ذوب و یخبندان به کمک مدول الاستیسیته دینامیکی نسبی

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه مهندسی عمران ،دانشکده مهندسی، دانشگاه فردوسی مشهد ،مشهد

2 مهندسی عمران ، موسسه آموزش عالی اقبال لاهوری

3 گروه مهندسی عمران، دانشکده مهندسی، دانشگاه فردوسی مشهد، مشهد، ایران

10.22124/jcr.2019.10277.1289

چکیده

بتن با الیاف ترکیبی که از افزودن حداقل دو نوع مختلف از الیاف به بتن حاصل می‏شود، به دلیل خصوصیات مکانیکی برتر مورد توجه طراحان قرار گرفته است. در این پژوهش تاثیر استفاده از الیاف فولادی، شیشه، پلیپروپیلن و همچنین افزودنی حباب‌زا بر روی دوام بتن در برابر چرخههای ذوب و یخبندان، مقاومت‌های فشاری و کششی به عنوان پارامترهای تاثیرگذار در عملکرد سازههای بتنی بررسی شده‌ است. به منظور بررسی دوام نمونه‌ها، مدول الاستیسیته دینامیکی نسبی و همچنین کاهش وزن نمونه‌ها به عنوان اصلی‌ترین پارامترهای موجود برای سنجش دوام در 3 مرحله‌ی پیش از شروع آزمایش، حین انجام آزمایش و پس از 300 چرخه ذوب و یخبندان بررسی و با یکدیگر مقایسه شدهاند. بهترین عملکرد در برابر این چرخه‌ها مربوط به نمونه حاوی 5/0 درصد الیاف پلی‌پروپیلن، 1 درصد الیاف فولادی و حباب‌زا می‌باشد. در این نمونه مدول الاستیسیته دینامیکی نسبی پس از 300 چرخه تنها 5 درصد کاهش یافته است؛ حال آنکه در نمونه فاقد الیاف این میزان به 30 درصد می‌رسد. همچنین در نمونه حاوی 5/0 درصد الیاف شیشه، مدول الاستیستیه دینامیکی نسبی 13 درصد کاهش یافته است و این کاهش در نمونه حاوی 5/0 درصد الیاف پلی‌پروپیلن تقریبا 6 درصد می‌باشد. از طرفی دیگر، استفاده از حباب‌زا می‌تواند باعث بهبود مدول الاستسیته دینامیکی نسبی تا 120 درصد شود. لازم به ذکر است، بررسی هم‌زمان تغییرات مدول الاستیسیته دینامیکی نسبی و میزان کاهش وزن در یک نمونه میتواند اطلاعات دقیق‌تری از دوام بتن در برابر چرخه‌های ذوب و یخبندان را نمایان سازد.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Evaluation of hybrid fiber reinforced concrete subjected to freezing and thawing cycles using relative dynamic modulus of elasticity

نویسندگان [English]

  • Mohammad Reza Esfahani 1
  • Mehrad Rajabzade 2
  • Ahmadreza Ramezani 3
1 Department of Civil Engineering, Faculty of Engineering, Ferdowsi University Of Mashhad (FUM)
2 Department of Civil Engineering, Eqbal Lahoori Institute of Higher Education
3 Department of civil engineering, Ferdowsi university of Mashhad, Mashhad, Iran
چکیده [English]

Hybrid Fiber Reinforced Concrete, a composite obtained by mixing at least 2 different types of fibers, is extensively explored by researchers due to its superior mechanical properties. The present study is aimed to investigate the effect of incorporation of steel, glass and polypropylene fibers as well as the air entraining admixture on the durability of concrete subjected to freezing and thawing cycles, compressive strength and split tensile strength. In order to evaluate the durability of concrete specimens after subjecting the specimens to freezing and thawing cycles, relative dynamic modulus of elasticity and the percentage of the weight loss were measured in 3 different stages (1) prior to staring the main test (2) after subjecting the specimens to 150 cycles of freezing and thawing (3) after subjecting the specimens to 300 cycles of freezing and thawing. Based on the results of the experimental program it appears that utilization of specific combination of fibers at specific volume fractions along with air entraining admixture results in significant improvement of durability of the concrete specimens. The best performance in freezing and thawing test belongs to the specimen containing 0.5% of PP fibers and 1% of steel fibers in which the relative dynamic modulus of elasticity measured after 300 cycles dropped 5%, while the modulus of elasticity for control specimens decreased 30% after these cycles. It is worth noting that the simultaneous monitoring of modulus of elasticity and the weight loss in a specimen can provide more detailed information on the durability of the specimen.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Hybrid fiber reinforced concrete
  • freezing and thawing cycles
  • relative dynamic modulus of elasticity
  • weight loss
  • air entraining admixture