تاثير مساحت سطح مقطع الياف ماكرو بر ميزان جذب انرژي در بتن

The Effect of Cross-Sectional Area of Macro-Fibers on Energy Absorption Capacity of Concrete

از جمله بارز‌ترين خصوصيات بتن اليافي، ميزان جذب انرژي است. در تحقيق حاضر الياف ماكرو با مساحت سطح مقطع متفاوت، با تغيير در كشش و ميزان تغذيه در مرحله ذوب ريسي توليد گرديد. با توجه به متفاوت بودن سطح مخصوص الياف توليدي و تغيير در ميزان چسبندگي به ماتريس بتني، رفتار الياف بر ميزان جذب انرژي در بتن‌هاي توليدي مورد مطالعه قرار گرفت. جهت بررسي تاثير الياف بر رفتار بتن تحت بار، سطح زير نمودار بار- جابجايي، استخراج و مورد تجزيه و تحليل قرار گرفت. نتايج نشان داد كه با كاهش مساحت سطح مقطع الياف، ميزان جذب انرژي به شدت افزايش مي‌يابد. مفدار افزايش در كم‌ترين حالت بيش از 6 برابر ميزان جذب انرژي نمونه‌ي شاهد مي‌باشد. اين در حالي است كه در بتن حاوي الياف با كم‌ترين مساحت سطح مقطع، بيش از 14 برابر نسبت به نمونه‌ي شاهد، افزايش در جذب انرژي مشاهده مي‌شود. علت اين امر افزايش سطح تماس الياف با ديگر مصالح بتن به دليل بيش‌تر شدن تعداد الياف مي‌باشد. اين افزايش به معناي شكل پذيري بيش‌تر بتن در زمان‌هاي بعد از ترك اوليه و قبل از شكست نهايي است. به عبارت ديگر نمونه‌ها قبل از فروپاشي، ميزان بار بيش‌تري را در گذر زمان تحمل نموده اند.

Energy absorption capacity is the salient property of concrete. In this work the effect of cross -sectional area of melt spun polypropylene fibers together with that of fibers diameter on behavior of fiber reinforced concrete was investigated. Variation on fiber dimensions was achieved by varying fiber spinning draw ratio and speed of melt feeding pumps. Variations in fiber diameter affect fiber specific area which in turn influences the adhesion of the fibers to the matrix in FRC. In order to evaluate the FRC behavior, the area under load versus displacement was studied. It was found that energy absorption capacity excessively increases as the cross-sectional area of the fibers decreases. The increase in the energy absorption was at least 6 times of that of reference specimen. It is while in the concrete mix containing the fibers with the least cross-sectional area, the increase in the energy absorption was 14 times the corresponding value in the reference mix. This was concluded to be due to the increase in contact area between the finer fibers and the matrix due to increase in number of fibers for a given fiber volume fraction in the concrete. Results also showed that the increase in energy absorption capacity of the FRC leads to higher workability of the concrete after appearance of the initial crack and ultimate failure of the concrete. Finally it was observed that load bearing capacity of the samples prior to disintegration was high.