یافتن طرح اختلاط اقتصادی برای ساخت رویه های ترافیکی با بتن الیافی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 گروه آموزشی سازه و زلزله، دانشکده عمران، دانشگاه صنعتی شاهرود، شاهرود، ایران

2 دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه صنعتی شاهرود، شاهرود، ایران.

چکیده

بتن معمولی ماده‌ای شکننده با مقاومت و ظرفیت کششی پایین است. در دهه‌ های اخیر، برای رفع این محدودیت‌ها از الیاف جهت تقویت بتن استفاده شده است. یکی از مشکلاتی که تاکنون راهکار اجرایی و تجربی برای آن اندیشیده نشده است، میزان استفاده بهینه الیاف چه به لحاظ اقتصادی و چه به لحاظ رفتار آزمایشگاهی می باشد. در این پژوهش، دو نوع الیاف macro twisted و PP به ‌صورت ترکیبی برای ساخت رویه‌ های بتنی ترافیکی بررسی شدند. در ۲۱ طرح مختلف، درصد حجمی الیاف ماکرو از ۰ تا ۰.۱۶۵ درصد و پلی‌پروپیلن از ۰ تا ۰.۶۰۴ درصد تغییر کرده است. طرح ‌ها از نظر مقاومت فشاری، کششی، خمشی، ضربه‌پذیری و جمع‌شدگی ارزیابی شدند. نتایج نشان داد که افزودن الیاف تأثیر چندانی بر مقاومت فشاری ندارد، اما مقاومت کششی و خمشی با افزایش الیاف بهبود پیدا کرد و ضربه‌پذیری بتن الیافی نیز تا ۵ برابر افزایش یافت. در نهایت، طرح بهینه شامل ۰.۱۱۰ درصد حجمی الیاف ماکرو و ۰.۱۶۵ درصد حجمی الیاف پلی‌ پروپیلن پیشنهاد گردید.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Finding an economic mixture design for fiber reinforced traffic slabs

نویسندگان [English]

  • Ali Shahghasi salami 1
  • Ebrahim Zamani 2
1 Department of civil engineering, Shahrood university of Technology, Shahrood, Iran
2 Department of Civil Engineering, Shahrood University of Technology, Shahrood, Iran.
چکیده [English]

Concrete is a brittle material with low strength and strain capacity. In recent decades, fibers have been used to enhance concrete and overcome these limitations. In this study, macro twisted, and PP fibers were used in a hybrid form to produce traffic concrete overlays. In 21 different mixtures, the volumetric ratio of macro fibers ranged from 0 to 0.165%, and polypropylene (PP) fibers ranged from 0 to 0.604%. The mixtures were tested for compressive strength, tensile strength, flexural strength, impact resistance, and shrinkage. The results showed that adding fibers had little effect on compressive strength, but it significantly improved tensile and flexural strength. Additionally, the impact resistance of fiber-reinforced concrete increased by up to 5 times. Finally, a software with python was developed in order to optimization the valume of fibers and thickness of the slab. As a result,, the optimal mixture contained 0.110% macro fibers and 0.165% polypropylene fibers was recommended.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Fiber-reinforced concrete
  • economic optimization
  • concrete pavements
  • macro fibers and microfibers

مراجع

[1]. Rollings, R. S. (1981). Corps of engineers design procedures for rigid airfield pavements. Proceedings of the 2nd International Conference on Concrete Pavement Design, held at Purdue University, April 14-16, 1981.,
[2]. Rollings, R. S. (1989). DEVELOPMENTS IN THE CORPS OF ENGINEERS RIGID AIRFIELD DESIGN PROCEDURES. PROCEEDINGS, 4TH INTERNATIONAL CONFERENCE ON CONCRETE PAVEMENT DESIGN AND REHABILITATION, PURDUE UNIVERSITY, APRIL 18-20, 1989. Publication of: Purdue University(FHWA-RD-89-208).
[3]. Altoubat, S. A., Roesler, J. R., Lange, D. A., & Rieder, K.-A. (2008). Simplified method for concrete pavement design with discrete structural fibers. Construction and Building Materials, 22(3), 384-393.
[4]. موسسه استاندارد و تحقیقات صنعتی ایران. (1370). تعیین مقاومت فشاری آزمونه های بتن.
[5]. ASTM C496/C496M, (2004). Standard Test Method for Splitting Tensile Strength of Cylindrical Concrete
[6]. ACI. (544.4R-18). ACI 544.4R-18. In.
[7]. ASTM D1557, (2012). Standard Test Methods for Laboratory Compaction Characteristics of Soil Using Modified Effort (56,000 ft-lbf/ft3 2,700 kN-m/m3(
[8]. ASTM C78, A.C., Standard Test Method for Flexural Strength of Concrete (Using Simple Beam with Third-Point Loading). 2008.
[9]. IS:1199-1959. (1959). METHODS OF SAMPLING AND ANALYSIS OF CONCRETE In.
[10]. ACI. (544.4R-18). ACI 544.4R-18. Guide for Design with Fiber-Reinforced Concrete. In.
[11]. ASTM C1602/C1602M, (2012). Standard Specification for Mixing Water Used in the Production of Hydraulic Cement Concrete. In.
[12]. استاندارد ملی ایران 389. (1399). سیمان پرتلند-ویژگی ها.
[13]. Goel, P., Kumar, R., & Bhattacharjee, B. (2022). Hybrid Fiber Reinforced Concrete Composite for Construction of Rigid Pavements. Journal of Cement Based Composites, 1, 5630.
[14]. Merhej, T., Cheng, L. L., & Feng, D. C. (2011). Polypropylene fiber reinforced concrete for rigid airfield pavement. Advanced Materials Research, 228, 627-633.
[15]. Kabashi, N., Krasniqi, C., Hadri, R., & Sadikaj, A. (2018). Effect of Fibre Reinforced Concrete and Behaviour in Rigid Pavement. Int. J. Struct. Civ. Eng. Res, 7(1), 29-33.

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار