مقایسه آزمایشگاهی بکارگیری الیاف شیشه و الیاف فولادی در بتن حاوی نانورس مونتموریلونیت

نوع مقاله : یادداشت پژوهشی

نویسندگان

1 گروه عمران دانشکده فنی مهندسی کبودرآهنگ دانشگاه بوعلی سینا همدان

2 دانشجوی کارشناسی ارشد، دانشگاه آزاد اسلامی واحد همدان

3 دانشجوی کارشناسی ارشد، دانشگاه آزاد اسلامی واحد ملایر

چکیده

استفاده از الیاف و نانو جهت بهبود عملکرد بتن در صنعت ساخت، معمول و مرسوم است. در این مقاله الیاف‌شیشه و فولاد، انتخاب و عملکرد آن‌دو در ترکیب با نانورس مونتموریلونیت بررسی شده‌است. هدف این مقاله استفاده از الیاف‌شیشه‌ای به جای الیاف‌فولادی با عملکرد مقاومتی یکسان است. الیاف‌شیشه ارزان‌تر و مقاومت بیشتری در برابر خوردگی دارد. به همین منظور نسبت وزنی نانورس به سیمان از 0 تا 2.7 درصد و نسبت وزنی الیاف به سیمان از 0 تا 4.5 درصد تغییر داده‌شد. آزمایش مقاومت فشاری در سنین 7،28و90، و آزمایش مقاومت کششی و جذب آب در سن 28 روز انجام‌شد. نانورس مونتموریلونیت مقاومت فشاری بتن الیافی‌فولادی را 8 درصد و مقاومت خمشی را 15 درصد افزایش داده‌است. تاثیر نانورس بر ویژگی‌های مکانیکی بتن شامل الیاف‌شیشه از بتن شامل الیاف‌فولادی بیشتر است.نانورس مقاومت فشاری بتن الیافی شیشه‌ای را 40 درصد و مقاومت خمشی را 19 درصد افزایش داده‌است. مقایسه تاثیر نانورس مونتموریلونیت بر رفتار بتن الیافی شیشه‌ای و بتن الیافی فولادی نشان می‌دهد که نانورس نه‌تنها مقاومت بتن را بهبود می‌بخشد بلکه روند کاهشی مقاومت با افزایش الیاف‌شیشه را به روند افزایشی تغییر می‌دهد. آزمایشات مقاومت فشاری و خمشی نشان دادند که مقدار بهینه الیاف‌فولاد و شیشه برابر با 3درصد می‌باشد. مقدار بهینه نانورس به نوع الیاف و آزمایش انجام‌شده وابسته‌است.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Experimental comparison of glass and steel fiber in concrete containing nano-montmorillonite

نویسندگان [English]

  • meysam zarinfar 1
  • Alireza Rahbari 2
  • Hamidreza Javadi 3
1 1Faculty of civil engineering, Bu-Ali Sina University, Hamedan
2 Master student of Islamic Azad University,Hamedan
3 Master student of Islamic Azad University,Malayer
چکیده [English]

The application of fiber and nano to improve the performance of concrete is common in the construction industry. In this study, the glass and steel fibers were selected, and their performances were investigated in combination with nano-montmorillonite. The purpose of this paper is to use glass fibers instead of steel fibers with the same strength. For this purpose, the weight ratio of nano-montmorillonite to cement was varied from 0 to 2.7%, and the weight ratio of fibers to cement was varied from 0 to 4.5%. Compressive strength tests were performed at the ages of 7, 28, and 90 days, flexural strength and water absorption tests were performed at the ages of 28 days. Nano-montmorillonite has increased the compressive strength of steel fiber concrete by 8 percent and the flexural strength by 15 percent. The influence of nano-clay on the mechanical properties of glass fiber concrete is greater than that of steel fiber concrete. Nano-montmorillonite has increased the compressive strength of glass fiber concrete by 40 percent and the flexural strength by 19 percent. Comparison of the effect of Nano-montmorillonite on the behavior of glass fiber reinforced concrete and steel fiber reinforced concrete shows that nanoclay not only improves the strength of the concrete but also eliminates the strength reduction caused by increasing volume fraction of glass fiber. The compressive and flexural strength tests showed that the optimal amount of steel and glass fibers is 3 percent. The optimum amount of nano-montmorillonite is dependent on the type of fiber and experiment.

کلیدواژه‌ها [English]

  • nano-montmorillonite
  • steel fiber
  • glass fiber

مراجع

1-Abtahi, Sayyed Mahdi, Mohammad Sheikhzadeh, and Sayyed Mahdi Hejazi. "Fiber-reinforced asphalt-concrete–a review." Construction and Building Materials 24.6 (2010): 871-877.
2-Afroughsabet, Vahid, Luigi Biolzi, and Togay Ozbakkaloglu. "High-performance fiber-reinforced concrete: a review." Journal of materials science 51.14 (2016): 6517-6551..
3-Hassanpour, Mahmoud, Payam Shafigh, and Hilmi Bin Mahmud. "Lightweight aggregate concrete fiber reinforcement–a review." Construction and Building Materials 37 (2012): 452-461.
4-Johnston, Colin D. Fiber-reinforced cements and concretes. Crc Press, 2014.
5-Shah, Abid A., and Y. Ribakov. "Recent trends in steel fibered high-strength concrete." Materials & Design 32.8-9 (2011): 4122-4151.
6- آرام, مهراد و میسمی, حسین. "مقایسة مقاومتی بتن‌های حاوی الیاف برای تولید ورقهای بتنی با مقاومت بالا." مجله تحقیقات بتن, 1.3(1389): 51-59
7-Sanchez, Florence, and Konstantin Sobolev. "Nanotechnology in concrete–a review." Construction and building materials 24.11 (2010): 2060-2071.
8-Mukhopadhyay, Anal K. "Next-generation nano-based concrete construction products: a review." Nanotechnology in civil infrastructure. Springer, Berlin, Heidelberg, 2011. 207-223.
9-Al-Safy, Rawaa, et al. "Experimental investigation on the thermal and mechanical properties of nanoclay-modified adhesives used for bonding CFRP to concrete substrates." Construction and Building Materials 28.1 (2012): 769-778.
10-Norhasri, MS Muhd, M. S. Hamidah, and A. Mohd Fadzil. "Applications of using nano material in concrete: A review." Construction and Building Materials 133 (2017): 91-97.
11-Aly, M., et al. "Effect of nano clay particles on mechanical, thermal and physical behaviours of waste-glass cement mortars." Materials Science and Engineering: A 528.27 (2011): 7991-7998.
12-Chang, Ta-Peng, et al. "Material properties of Portland cement paste with nano-montmorillonite." Journal of materials science 42.17 (2007): 7478-7487.
13-Kuo, Wen-Yih, Jong-Shin Huang, and Chi-Hsien Lin. "Effects of organo-modified montmorillonite on strengths and permeability of cement mortars." Cement and Concrete Research 36.5 (2006): 886-895.
14- استاندارد ملی ایران, 302, سنگ دانه‌های بتن-ویژگی‌ها. 1394.
15- ACI Committee 211. "Standard practice for selecting proportions for normal, heavyweight and mass concrete." American Concrete Institute, 1991.
16- مستوفی نژاد, داوود. "بررسی تجربی خواص بتن مسلح به الیاف شیشه (GFRC)." استقلال,1.20(1380), 83-95
17- استاندارد ملی ایران, 3-1608, بتن سخت شده- قسمت 3: تعیین مقاومت فشاری آزمونه‌ها- روش آزمون. 1393.
18- استاندارد ملی ایران, 17731, مقاومت خمشی بتن با استفاده از تیر ساده با بارگذاری نقطه ای در مرکز-روش آزمون. 1392.
19- استاندارد ملی ایران, 15427, بتن سخت شده- چگالی، جذب آب و حفرات- روش آزمون. 1396.

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار