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

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسنده

گروه مهندسی عمران، واحد لاهیجان (مرکز سیاهکل)، دانشگاه آزاد اسلامی، سیاهکل، ایران.

چکیده

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.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Investigating measurement variations of flexural behavior in preloaded specimens of pozzolanic concrete reinforced with steel and glass fibers

نویسنده [English]

  • Komeyl Karimi-Moridani
Department of Civil Engineering, Lahijan Branch (Siyahkal center), Islamic Azad University, Siyahkal ,Iran
چکیده [English]

Flexural behavior investigation of concrete materials is one of the most important issues in evaluating its mechanical behavior and is one of the main criteria for the design of concrete structures. The flexural behavior analysis of concrete specimens in a laboratory can simulate the behavior of concrete in a real scale with acceptable accuracy. Flexural strength, failure energy, bending coefficient and toughness are parameters that can be extracted from concrete bending results. Each of these parameters is important in the complex and sensitive design of high-rise or non-structural structures. In this research, two pozzolans of zeolite and silica ash, as well as two types of steel and glass fibers are used to improve the concrete specificationsThe effect of individual behavior of these materials and their effects simultaneously has been highlighted. The materials used in this project have a significant research background. However, in the combination of materials mentioned, little research has been done; and there are still more studying points. The results of pre-loading concrete fibers represented new aspects of concrete behavior in structural performance. It was observed that in the non-pozzolan specimens, increasing the amount of steel fibers increased flexural strength while increasing the amount of glass fibers did not have a significant effect on increasing flexural strength. Also, in the specimens with mixed pre-loading, with the decrease of the percentage of silica soot, the difference of results is reduced. This trend indicates that zeolite has a more important role in repairing cracks for shorter time intervals. Examination of fracture energy showed that specimens containing 1% steel fiber had the highest fracture energy due to fiber performance. After the specimens are damaged, this process is maintained and it seems that cracking in the fiber specimens does not necessarily lead to disruption of fracture energy changes.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Flexural strength
  • zeolite
  • silica fume
  • pre-loading
  • steel fibers
  • glass fibers