بررسی آزمایشگاهی تاثیر ضربه و بار استاتیکی بر روی سگمنت‌های بتن الیافی

خسروی, فریدون; محمدی جانکی, ابوالفضل; شمس, حامد

بررسی آزمایشگاهی تاثیر ضربه و بار استاتیکی بر روی سگمنت‌های بتن الیافی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

¹ استاد دانشکده عمران، آب و انرژی، دانشگاه جامع امام حسین- تهران

² دانشگاه جامع امام حسین (ع)، دانشکده عمران، آب و انرژی

³ کارشناسی ارشد مهندسی معدن_دانشجو دانشکده عمران، آب و انرژی، دانشگاه جامع امام حسین- تهران

چکیده

این پژوهش به بررسی تأثیر الیاف مختلف (فولادی قلابدار، فولادی بازیافتی، ماکروسنتتیک و شیشه‌ای نردبانی) بر رفتار مکانیکی و مقاومت ضربه‌ای سگمنت‌های بتنی می‌پردازد. با توجه به چالش‌های موجود در برابر بارهای دینامیکی و ضربه‌ای در طول فرآیند نصب و بهره‌برداری تونل‌ها، استفاده از بتن الیافی به عنوان جایگزینی برای بتن مسلح معمولی جهت بهبود عملکرد سازه و کاهش هزینه‌ها مورد توجه قرار گرفته است در این تحقیق، نمونه‌های بتنی با درصدهای مختلف حجمی الیاف (5/1٪، ۲٪ و 5/2٪) ساخته شده و تحت آزمایش‌های مقاومت فشاری، کششی، خمشی و ضربه قرار گرفتند. نتایج نشان داد که تمامی انواع الیاف مورد استفاده به صورت معناداری باعث بهبود خواص مکانیکی بتن می‌شوند. به‌طور خاص، الیاف فولادی بازیافتی بیشترین تأثیر را در افزایش مقاومت‌های فشاری، کششی و خمشی داشتند. این نمونه با 5/2 درصد الیاف در آزمایش مقاومت فشاری با 74/36 درصد، مقاومت کششی با57/42درصد و مقاومت خمشی با80/44 درصد افزایش مقاومت در نمونه 28 روزه بیشتر از نمونه شاهد مقاومت از خود نشان داد. در حالی که الیاف ماکروسنتیک بهترین عملکرد را در جذب انرژی و مقاومت در برابر ضربه از خود نشان دادند همچنین مشاهده شد که افزودن الیاف موجب کاهش قابل توجه عرض ترک‌ها و تغییر رفتار بتن از حالت ترد به نیمه‌شکل‌پذیر می‌شود. به طوری که الیاف ماکروسنتتیک با 5/2 درصد الیاف دارای ترک 3 میلی‌متری شد در حالی که نمونه شاهد در اثر ضربه کامل از هم متلاشی شد. این امر نه تنها باعث افزایش ظرفیت جذب انرژی شده، بلکه دوام و پایداری سازه را بهبود می‌بخشد.

کلیدواژه‌ها