بررسی میزان مقاومت بتن مسلح با الیاف فولادی در محیط‌های سولفات و کلرید

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشکده مهندسی عمران، واحد قزوین، دانشگاه آزاد اسلامی، قزوین

2 استادیار، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد قزوین، قزوین، ایران

3 دانشگاه خوارزمی

10.22124/jcr.2022.21122.1536

چکیده

بتن یک ماده متخلخل و ناهمگن است و دوام آن از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. دوام بتن مسلح با الیاف فولادی در محیط‌های حاوی یون‌های سولفات و کلرید مورد توجه محققان است. الیاف فولادی به دلیل توانایی در دوخت ترک مقاومت در برابر نفوذ آب را بهبود می‌بخشند. . الیاف فولادی و ماتریس بتن از طریق یک پیوند فیزیکی-شیمیایی بین سطح الیاف و ماتریس بتن با هم اتصال برقرار می‌کنند و این کامپوزیت را تشکیل می‌دهند.نفوذپذیری کمتر باعث حفظ دوام سازه در تماس با مواد مضر مانند یون کلرید، یون سولفات و اسید می‌شود زیرا به راحتی نمی‌توانند به بتن نفوذ کنند. در این مقاله 3 نوع بتن مسلح با 1، 5/1 و 2% الیاف فولادی تهیه شد و در 3 محیط سولفات منیزیم، سولفات سدیم و کلرید سدیم به مدت 6 و 12 ماه قرار گرفت و سپس تست‌های مقاومت فشاری، مقاومت خمشی، مقاومت الکتریکی، نفوذ آب و نفوذ سریع کلرید بر روی نمونه‌ها انجام شد. با توجه به نتایج، الیاف تاثیر قابل توجهی بر مقاومت فشاری ندارند اما با افزایش درصد الیاف مقاومت الکتریکی کاهش می‌یابد و پس از غوطه ور شدن در محیط های تهاجمی، نمونه‌ها به دلیل تبادل یونی بین محلول ها و نمونه های بتن، مقاومت الکتریکی بالاتری را از خود نشان می‌دهند. قرار گرفتن طولانی بتن در برابر محلول های نمکی باعث کاهش مقاومت خمشی می شود. نمونه‌های حاوی 2% الیاف فولادی به دلیل افزایش سطح انتقال منجر به نفوذ بیشتر آب شد. افزایش محتوای الیاف منجر به مهاجرت بیشتر یون کلرید شد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Investigating the durability of steel fiber reinforced concrete composite in sulfate and chloride environments

نویسندگان [English]

  • Mohammadhosain Rezaei 1
  • Ali Delnavaz 2
  • Mohammad Delnavaz 3
1 Department of Civil Engineering, Qazvin Branch, Islamic Azad University, Qazvin
2 Department of Civil Engineering, Qazvin Branch, Islamic Azad University, Qazvin, Iran
3 Department of Civil Engineering, Kharazmi University, Tehran 37551-31979, Iran
چکیده [English]

Concrete is an unprecedented porous and highly heterogeneous composite material. The durability of reinforced concrete with steel fibers in chloride and sulfate environments is of interest for engineers, infrastructure owners, maintainers, and researchers. Steel fibers and concrete matrices are bonded together through a weak bond, and the properties of this composite are largely due to the surface bonding of the fibers and the concrete matrix. Less permeability maintains the durability of the structure in contact with harmful substances such as chloride ions, sulfate ions and acids because it cannot easily penetrate In this paper, three types of steel fiber reinforced concrete (1, 1.5 and 2% steel fiber) were prepared and used in 3 environments, i.e. magnesium sulfate, sodium sulfate, and sodium chloride, for 6 and 12 months. Compressive strength, flexural strength, electrical resistance, water penetration, and rapid penetration of chloride were also examined. According to the results, the sample containing 2% steel fiber when exposed to acids showed more mechanical performance deterioration compared to the two other samples, i.e. 1% and 1.5% steel fiber.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Fiber reinforced concrete
  • Sodium chloride salt
  • Sodium and Magnesium sulfate salt
  • Concrete strength
  • Concrete corrosion

مراجع

References
]1]        A. H. Algburi, M. N. Sheikh, and M. N. Hadi, "Mechanical properties of steel, glass, and hybrid fiber reinforced reactive powder concrete," Frontiers of Structural and Civil Engineering, vol. 13, no. 4, pp. 998-1006, 2019.
]2]        R. Balendran, F. Zhou, A. Nadeem, and A. Leung, "Influence of steel fibres on strength and ductility of normal and lightweight high strength concrete," Building and environment, vol. 37, no. 12, pp. 1361-1367, 2002.
]3]        M. Hoseini, V. Bindiganavile, and N. Banthia, "The effect of mechanical stress on permeability of concrete: A review," Cement and Concrete Composites, vol. 31, no. 4, pp. 213-220, 2009.
]4]        S. H. Park, G. S. Ryu, K. T. Koh, and D. J. Kim, "Effect of shrinkage reducing agent on pullout resistance of high-strength steel fibers embedded in ultra-high-performance concrete," Cement and Concrete Composites, vol. 49, pp. 59-69, 2014.
]5]        V. M. Cunha, J. A. Barros, and J. Sena-Cruz, "An integrated approach for modelling the tensile behaviour of steel fibre reinforced self-compacting concrete," Cement and Concrete Research, vol. 41, no. 1, pp. 64-76, 2011.
]6]        A. Abrishambaf, J. A. Barros, and V. M. Cunha, "Relation between fibre distribution and post-cracking behaviour in steel fibre reinforced self-compacting concrete panels," Cement and Concrete Research, vol. 51, pp. 57-66, 2013.
]7]        H. B. Poorsaheli, A. Behravan, and S. T. T. Aghda, "Durability performance of hybrid reinforced concretes (steel fiber+ polyolefin fiber) in a harsh marine tidal zone of Persian Gulf," Construction and Building Materials, vol. 266, p. 121176, 2021.
]8]        V. Marcos-Meson, G. Fischer, C. Edvardsen, T. L. Skovhus, and A. Michel, "Durability of Steel Fibre Reinforced Concrete (SFRC) exposed to acid attack–A literature review," Construction and Building Materials, vol. 200, pp. 490-501, 2019.
]9]        O. Düğenci, T. Haktanir, and F. Altun, "Experimental research for the effect of high temperature on the mechanical properties of steel fiber-reinforced concrete," Construction and Building Materials, vol. 75, pp. 82-88, 2015.
]10]      H. Sun et al., "Degradation mechanism of cement mortar exposed to combined sulfate–chloride attack under cyclic wetting–drying condition," Materials and Structures, vol. 54, no. 4, pp. 1-17, 2021.
]11]      P. Azarsa and R. Gupta, "Electrical resistivity of concrete for durability evaluation: a review," Advances in Materials Science and Engineering, vol. 2017, 2017.
]12]      C. G. Berrocal, K. Lundgren, and I. Löfgren, "Corrosion of steel bars embedded in fibre reinforced concrete under chloride attack: state of the art," Cement and Concrete Research, vol. 80, pp. 69-85, 2016.

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار