بررسي تغييرات رفتار خمشي در نمونه هاي پيش بارگذاري شده بتن هاي پوزولاني مسلح به الياف فولاد و شيشه

Investigating measurement variations of flexural behavior in preloaded specimens of pozzolanic concrete reinforced with steel and glass fibers

بررسي رفتار خمشي بتن، يكي از موضوعات بسيار مهم در ارزيابي رفتار مكانيكي آن محسوب مي شود و يكي از معيارهاي اصلي طراحي سازه هاي بتني مي باشد. با مطالعه و تحليل رفتار خمشي نمونه هاي استاندارد بتني در آزمايشگاه، قابليت شبيه سازي رفتار بتن ساخته شده در مقياس واقعي و سازه اي با دقت قابل قبول فراهم مي شود. مقاومت خمشي، انرژي شكست، ضريب كشساني خمشي و چقرمگي پارامترهايي هستند كه از نتايج آزمون خمش نمونه هاي بتني قابل استخراج مي باشند و در طراحي هاي پيچيده و حساس سازه هاي بلندمرتبه و يا غيرساختماني، هر يك از اهميت خاصي برخوردار هستند. در اين پژوهش از دو پوزولان زئوليت و دوده سيليسي و همچنين دو نوع الياف فولاد و شيشه جهت بهبود مشخصات بتن بهره برداري شده است. بررسي تأثير رفتار منفرد هر يك از اين مواد و همچنين تأثير آنها به صورت همزمان (هم افزايي يا تأثير مخرب) در دستور كار اين پروژه قرار مي گيرد. هريك از مواد مصرفي بكار برده شده در اين پژوهش، داراي پيشينه تحقيقاتي قابل توجهي هستند. با وجود اين، تحقيقات بسيار كمي در تركيب اين مواد به منظور بررسي رفتار مكانيكي بتن انجام شده است، از اين رو انتظار مي رود در مطالعه و كنكاش اين مصالح تركيبي، نكات مبهمي وجود داشته باشد.استفاده از شرايطي خاص براي آزمون نمونه ها (پيش بارگذاري) اين پروژه را از پروژه هاي متعارف، متمايز مي سازد. پيش بارگذاري بتن هاي اليافي موضوع جديدي است كه مي توان با استفاده از نتايج آن به ابعاد جديدي از رفتار بتن بعد از تغييراتي قابل توجه در عملكرد سازه اي دست يافت. مشاهده گرديد كه در طرح هاي فاقد پوزولان، افزايش مقدار الياف فولادي باعث افزايش مقاومت خمشي مي شود در حالي كه افزايش مقدار الياف شيشه، تاثير چنداني بر افزايش مقدار مقاومت خمشي ندارد. همچنين در طرح هاي با پيش‌بارگذاري تركيبي كه اثر دوده سيليس كاهش مي يابد، با كم شدن درصد دوده سيليس اختلاف نتايج نيز كمتر مي شود كه نشان مي دهد زئوليت نقش فعال تري در ترميم ترك براي بازه هاي زماني كوتاه‌تر را دارد. بررسي ميزان انرژي شكست نيز نشان داده است كه طرح هاي حاوي 1% الياف فولادي بيشترين انرژي شكست را داشته اند كه مديون عملكرد الياف هستند. پس از آسيب ديدگي نيز اين روند حفظ شده و به نظر مي رسد ترك خوردگي در طرح هاي اليافي لزوماً منجر به بر هم خوردن روند تغييرات انرژي شكست نمي شود.

Flexural behavior investigation of concrete materials is one of the most important issues in evaluating its mechanical behavior and is one of the main criteria for the design of concrete structures. The flexural behavior analysis of concrete specimens in a laboratory can simulate the behavior of concrete in a real scale with acceptable accuracy. Flexural strength, failure energy, bending coefficient and toughness are parameters that can be extracted from concrete bending results. Each of these parameters is important in the complex and sensitive design of high-rise or non-structural structures. In this research, two pozzolans of zeolite and silica ash, as well as two types of steel and glass fibers are used to improve the concrete specificationsThe effect of individual behavior of these materials and their effects simultaneously has been highlighted. The materials used in this project have a significant research background. However, in the combination of materials mentioned, little research has been done; and there are still more studying points. The results of pre-loading concrete fibers represented new aspects of concrete behavior in structural performance. It was observed that in the non-pozzolan specimens, increasing the amount of steel fibers increased flexural strength while increasing the amount of glass fibers did not have a significant effect on increasing flexural strength. Also, in the specimens with mixed pre-loading, with the decrease of the percentage of silica soot, the difference of results is reduced. This trend indicates that zeolite has a more important role in repairing cracks for shorter time intervals. Examination of fracture energy showed that specimens containing 1% steel fiber had the highest fracture energy due to fiber performance. After the specimens are damaged, this process is maintained and it seems that cracking in the fiber specimens does not necessarily lead to disruption of fracture energy changes.