بررسی اثر استفاده از الیاف پلی وینیل ‌الکل بر مشخصات مکانیکی بتن‌

نوع مقاله: یادداشت پژوهشی

نویسندگان

گروه مهندسی عمران، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد تهران غرب، تهران، ایران

10.22124/jcr.2019.12038.1326

چکیده

در چند سال اخیر استفاده از بتن‌های مسلح شده با الیاف رشد زیادی داشته است. بهبود خصوصیات مکانیکی، افزایش میزان جذب انرژی، افزایش مقاومت کششی و خمشی و مقاومت در برابر ضربه بخشی از تأثیر الیاف بر بتن است. الیاف به دلیل خاصیت پل زدن بر روی ریزترکها، باعث بهبود رفتار بتن بعد از ایجاد اولین ترک می‌شوند. الیاف پلی وینیل الکل (Polyvinyl alcohol fiber) به علت مقاومت کششی و مدول الاستیسیته زیاد و عدم آلایندگی محیط زیست یکی از بهترین انواع الیاف برای تسلیح بتن می‌باشد. در این پژوهش به بررسی تأثیر الیاف پلی‌ وینیل الکل (PVA) بر مشخصات مکانیکی بتن پرداخته می‌شود. به این منظور پنج مخلوط با مقادیر مختلف PVA (0، 25/0، 5/0، 75/0و 1 درصد حجم بتن) با طول 12 میلیمتر تهیه و آزمایش شد. نتایج حاصل از آزمایش‌ها، جهت ارزیابی تأثیر درصد حجمی الیاف بر مشخصات مکانیکی بتن بررسی گردید. این نتایج نشان داد که با افزایش درصد الیاف PVA مقاومت خمشی، مقاومت کششی و میزان جذب انرژی بتن افزایش یافته اما در صورت استفاده از الیاف بیشتر از 5/0 درصد حجم بتن، مقاومت فشاری بتن کاهش می‌یابد. نتایج حاصل از این پژوهش نشان می‌دهد که استفاده از درصد بهینه الیاف معادل 5/0 درصد حجمی بتن، باعث بهبود مقاومت فشاری به میزان 15 درصد و مقاومت خمشی و کششی به میزان 25 درصد می‌گردد. لذا با توجه به عملکرد مناسب بتن‌های حاوی الیافPVA در فشار، کشش و خمش می‌توان از این روش در افزایش شکل پذیری و جذب انرژی استفاده نمود.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Effects of polyvinyl alcohol fibers (PVA) on Mechanical Properties of concrete

نویسندگان [English]

  • mehdi esfandi sarafraz
  • Mohammad Sajjad Massoudi
  • ayoub karimi
Civil engineering departement, Islamic azad university, West tehran branch
چکیده [English]

Concrete is a brittle material and the deficiencies of concrete such as low tensile strength, small ultimate strain and shrinkage are greatly limited the application of concrete. Fiber-reinforced concrete (FRC) is concrete containing fibrous material which increases its structural integrity. It contains short discrete fibers that are uniformly distributed and randomly oriented. Polyvinyl alcohol (PVA) fiber is as one of the most appropriate polymeric fibers to be used for fiber-reinforced concrete. This research demonstrates the effects of PVA fibers on the mechanical properties of concrete mixtures. This paper presents an experimental study on the properties of fresh and hardened concrete that was built with Polyvinyl alcohol fiber. For this purpose, five fiber fractions of PVA (0, 0.25, 0.5, 0.75 and 1%) were used in the mixtures. The tests include slump, density, compressive strength, splitting tensile strength, flexural strength, and modulus of elasticity. Test results showed that after the addition fibers, the workability Property of concrete was reduced. Also, it was seen that PVA fiber meaningfully increase the static properties of concrete as well as improving its post-peak response and ductile behavior.
Moreover, high ratios of PVA fiber in the concrete mixture caused negative effects on the compressive strength of concrete. Finally, the optimum percentages of PVA fiber corresponding to the most significant increases in the mechanical properties were presented.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Fiber reinforced polymer concrete
  • Polyvinyl alcohol fiber
  • compressive strength
  • Tensile strength
  • Flexural strength