امروزه کاربرد بتن الیافی به دلیل مزایای آن نسبت به بتن غیر مسلح گسترش یافته است.از جمله این مزایا می توان میزان جذب انرژی بالا، بهبود چشمگیر رفتار بتن در ناحیه بعد از ایجاد اولین ترک، بهبود مقاومت خمشی و مقاومت به ضربه و جلوگیری از ایجاد و گسترش ترک های جمع شدگی را نام برد. با توجه به اینکه کاربرد یک نوع الیاف خواص مطلوب گفته شده را در گستره محدود بهبود می بخشد، امروزه کاربرد بتن الیافی هیبریدی گسترش یافته است.در این پ‍ژوهش اثر افزایش درصد الیاف پلی پروپیلن در بتن الیافی هیبریدی مورد بررسی قرار گرفته است. سه درصد مختلف الیاف پلی پروپیلن در 1% حجمی الیاف فولادی جایگزین شده است. در پایان، خواص مکانیکی نمونه های بتن الیافی هیبریدی فولادی - پلی پروپیلن شامل طاقت خمشی، مقاومت خمشی و مقاومت به ضربه با یکدیگر و بتن شاهد مقایسه شده استنتایج آزمایش ها نشان دهنده آن است که الیاف پلی پروپیلن قابلیت پل زدن بر روی ریزترک ها را داشته و اثر ناچیزی بر بهبود رفتار بتن بعد از ایجاد اولین ترک را دارند. هرچه الیاف فولادی با درصد بیشتری از الیاف پلی پروپیلن جایگزین شود، میزان مقاومت خمشی، جذب انرژی و مقاومت به ضربه کاهش می یابد.

لطفا برای مشاهده چکیده به متن کامل (pdf) مراجعه فرمایید.

بطور کلی تقویت برشی تیرهای بتن مسلح، توسط خاموت های بسته منفرد صورت می پذیرد. جایگزین کردن خاموت منفرد با خاموتهای مارپیچ پیوسته مستطیلی می تواند ضمن کاهش هزینه ها، سرعت اجرا را نیز افزایش دهد. از طرفی استفاده از بتن های الیافی در سازه های بتنی به علت دارا بودن خصوصیات منحصر به فرد، رو به گسترش می‏باشد. یکی از روش های غلبه بر ضعف های کششی و برشی بتن، مسلح کردن بتن به الیاف می باشد. در این مقاله جایگزینی خاموت های بسته منفرد با آرماتورهای مارپیچی پیوسته مستطیلی در تیرهای بتنی و بتن الیافی فولادی ((SFRC) ) به طور آزمایشگاهی با آزمایش سه تیر تحت بارگذاری استاتیکی مورد بررسی قرار گرفته است. تیر اول با خاموت گذاری بسته منفرد و بتن معمولی (ST-NC) به عنوان تیر مرجع و دو تیر دیگر با خاموت گذاری مارپیچ پیوسته مستطیلی با بتن معمولی (SP-NC) و بتن الیافی فولادی به میزان 0.75 درصد حجمی (SP-F0.75)، می باشند. نتایج آزمایشگاهی نشان داد که مقاومت برشی ، جذب انرژی و شکل پذیری تیر با خاموت گذاری مارپیچ با بتن الیافی نسبت به تیر بتن معمولی مشابه خود و تیر مرجع بهبود یافته ا ست. تیرهای با آرماتورهای مارپیچ مستطیلی پیوسته با بتن معمولی و بتن الیافی به ترتیب 23.8 و 46.5 درصد افزایش ظرفیت برشی را نسبت به تیر مرجع نشان دادند. همچنین، در تیرهای SP-NC و SP-F0.75 جذب انرژی به ترتیب 69 و 158 درصد نسبت به تیر مرجع افزایش یافته است. شکل پذیری تیر تقویت شده مارپیچی با بتن معمولی و بتن الیافی به ترتیب 0.87 و 1.17 برابر تیر کنترلی می باشد. نتایج بیانگر کاهش شکل پذیری تیر SP-NC نسبت به تیر کنترلی می باشد که با افزودن 0.75 درصد حجمی الیاف به بتن، ضعف شکل پذیری در تیر SP-NC رفع می گردد. این نتایج مزایای استفاده از خاموت گذاری مارپیچی در تیرهای ساخته شده با بتن الیافی پیشنهاد شده در این مقاله را اثبات می کند.

بتن یکی از پرکاربردترین مصالح ساختمانی در جهان به شمار می آید و استفاده از بتن الیافی(FRC) در سازه ها برای افزایش مقاومت کششی و بهبود رفتار آن، در دهه های اخیر توسعه زیادی یافته است. برای بررسی عددی رفتار FRC، باید معادلات ساختاری آن تعیین گردد. این معادلات بایستی شامل روابطی جهت اعمال اثرات الیاف در رفتار FRC باشد. در این تحقیق، رفتار بتن های با الیاف فولادی ((SFRC)) حاوی مقادیر متفاوت الیاف، تحت فشار سه محوری با مقادیر فشار محصور کننده متفاوت، به دو صورت تجربی و عددی، بررسی می شود. در آزمایش های سه محوری از سلول هوک استفاده می گردد. در بررسی عددی، معادلات ساختاری با معیار گسیختگی پنج پارامتری ویلیام-وارنکه (W-W)، تابع سخت شدگی و نرم شدگی ایزوتروپیک و پلاستیسیته غیر همبسته استفاده شده و برای انتگرال گیری از معادلات ساختاری، روش انتگرال گیری گامک به کار می رود. برای اعمال اثر الیاف بر سطح تسلیم، ضریب Kt با استفاده از نتایج آزمایش های دومحوری روی نمونه های (SFRC) تعیین می شود. معادلات ساختاری با استفاده از سابروتین UMAT در نرم افزار ABAQUS کد نویسی شده و نمونه های آزمایشگاهی مدل سازی می شوند. مقایسه نتایج به دست آمده از مدل سازی عددی به صورت منحنی تنش-کرنش و مقاومت حداکثر نمونه های (SFRC) با نتایج آزمایشگاهی انطباق قابل قبولی را نشان می دهد. در نهایت با توجه به انطباق نتایج عددی و آزمایشگاهی، نتیجه گرفته شد که می توان با اطمینان قابل قبولی از مدل عددی برای پیش بینی رفتار نمونه های (SFRC) استفاده کرد.

امروزه بتن یکی از اصلی ترین مصالح در صنعت ساخت و ساز محسوب شده، ولی این ماده ساختمانی علاوه بر مزایایی که دارد ترد و شکننده بوده و همچنین مقاومت کششی آن نسبت به مقاومت فشاری پایین تر می باشد. با توجه به گسترش علم و تکنولوژی استفاده از الیاف های مختلف نظیر فلزی، پلیمری، شیشه ای و طبیعی در صنعت ساخت و ساز به عنوان یک گام موثر در رفع ضعف مقاومت کششی بتن معمولی محسوب شده است. لذا در این پژوهش به بررسی الیاف فولادی و ماکروسنتتیک بر مدل رفتاری بتن و تاثیر متقابل بر خواص مکانیکی (مقاومت فشاری، کششی، مدول الاستیسیته) و دوامی (مقاومت الکتریکی، میزان نفوذ پذیری در بتن تحت فشار آب) پرداخته شده است. بدین منظور در این تحقیق از 10 طرح اختلاط با سه نوع الیاف متفاوت شامل الیاف فولادی و ماکروسنتتیک پلی الفین و ماکروسنتتیک پلی پرو پیلن با 5/0، 1، 5/1 درصد حجمی مورد آزمایش قرار گرفت که نتایج نشان می دهد استفاده از الیاف فولادی تاثیر به سزایی روی مقاومت فشاری در درصد بالا تر از 5/0 نداشته و مقاومت کششی را به صورت محسوسی افزایش داده و مقاومت الکتریکی را کاهش می دهد و همچنین الیاف ماکروسنتتیک پلی الفین و پلی پروپیلن تاثیر چندانی روی مقاومت فشاری نداشنه و حتی در درصد های بالا مقاومت فشاری را کاهش داده است و تاثیر مثبتی روی مقاومت کششی و مقاومت الکتریکی و نفوذ آب تحت فشار داشته است و استفاده از الیاف باعث افزایش مساحت زیر منحنی تنش-کرنش شده است.

در این تحقیق به بررسی آزمایشگاهی تاثیر مواد آب بند کننده بر مقاومت بتن و بتن الیافی پرداخته شده است. بدین منظور برای بتن بدون الیاف و نیز بتن الیافی با الیاف فولادی، پلی پروپیلین و شیشه، پارامتر های مقاومتی فشاری و خمشی با اضافه نمودن مواد آب بند رایج با درصدهای مختلف مورد بررسی قرار گرفته است. آزمایشات مقاومت فشاری و خمشی در سنین 7، 28 و 90 روزه بر روی آزمونه های منشوری انجام گرفته است. آزمایشات در 34 طرح اختلاط به تعداد 408 نمونه و با تکرار صورت گرفت. در ساخت بتن الیافی از ترکیب مواد آب بند کننده شامل ماده آب بند کننده پودری با خاصیت اسیدی خنثی و مایع با خصوصیت قلیایی و الیاف شامل فولادی، پلی پروپیلن و شیشه ای استفاده شده است. نتایج آزمایشات بیانگر این است که حضور مواد آب بند کننده ی با خاصیت اسیدی خنثی در بتن بدون الیاف باعث افزایش مقاومت فشاری و خمشی بتن می گردد. همچنین از مهمترین نتایج این تحقیق این است که افزودن 1 درصد ماده آب بند کننده bc40 (با خاصیت اسیدی خنثی) به بتن الیافی شکل گرفته با 2 درصد الیاف فولادی باعث افزایش 27% مقاومت فشاری نسبت به نمونه شاهد با الیافی فولادی و بدون ماده آب بند در مقاومت 90 روزه شده است در حالیکه در مقاومت خمشی این ترکیب تغییر محسوسی ملاحظه نگردیده است. بحث و تجزیه و تحلیل پیرامون نتایج در حالات مختلف از دیگر نکات مطرح شده در این مقاله می باشد.

در این بررسی برخی تحقیقات تحلیلی در مورد چیدمان و جهت گیری الیاف در بتن مسلح الیافی فلزی ((SFRC)) با توجه به مقادیر مختلف درصد الیاف انجام گرفته است . توابع پخشی مربوط به متغیر های مکانی الیاف مورد بررسی قرار گرفته است که در نهایت براساس آن می توان مدلی تحلیلی برای پیش بینی خواص مکانیکی (SFRC) تولید کرد. در این تحقیق با توجه به اثرات شرایط مرزی و نیز تابع پخش الیاف، چند فرمول تئوری برای تعداد الیاف در هر مقطع مربع واحد (در بتن ((SFRC) بدست آمده است. در ضمن مقایسه ای بین نتایج حاصله از آزمایش و تئوری نیز انجام گرفته است که فرمولهای حاصله را تایید می کند.

لطفا برای مشاهده چکیده به متن کامل (PDf) مراجعه فرمایید.