مطالعه مقاومت فشاري بتن‌هاي فوق توانمند ساخته شده در ايران با افزايش سن

On the influence of age on compressive strength of UHPCs constructed in Iran

بتن­ با كارايي بسيار بالا كه در ايران به عنوان بتن­ هاي توانمند يا فوق توانمند نيز شناخته مي ­شوند داراي طرح اختلاط شامل آب، ميكروسيليس، الياف فلزي، سيمان، ماسه ريزدانه، فوق روان ­كننده و پودر سنگ­ هايي مانند كوارتز مي ­باشد كه در اين تحقيق با استفاده از مصالح محلي و بومي كشور ايران ساخته شده و افزايش مقاومت فشاري آن مورد به مرور زمان مورد بررسي قرار گرفته است. در ساخت اين نوع بتن از آب به سيمان پايين استفاده مي­ شود كه در نتيجه به مخلوط ­هايي با چگالي بالا و مقاومت فشاري بالا (بيش از 130 مگاپاسكال) دست يافته مي­ شود. افزودن الياف فولادي جهت بهبود رفتار كششي و همچنين رفتار پس از ترك بتن مي­ باشد. در اين راستا الياف براي پل زدن و بستن ترك ها در مراحل مختلف شروع تا رشد ترك و همچنين استفاده از ميكروسيليس با انرژي سطحي و واكنش ­پذيري بالا مي ­تواند مورد توجه قرار گرفته است. در اين مقاله، 112­ نمونه مكعبي در ابعاد 10×10×10 سانت بتن توانمند با درصدهاي مختلف الياف فولادي ساخته شده و مورد ارزيابي قرار گرفته ­اند. از نمونه­ هاي مكعبي در سنين مختلف آزمايش تعيين مقاومت بعمل آمده است. نتايج نشان دادند كه با افزايش درصد الياف مقاومت فشاري نمونه ­ها افزايش مي يابند ولي افزايش بيش از 6 درصد آن، كارايي آن را بشدت پايين آورده و ساخت اين نوع بتن ­ها را با مشكل اجرايي مواجه مي­ كند و همچنين نمونه ­هاي ساخته شده با اين نوع بتن در حدود سن 18 روزه به 90 درصد مقاومت نهايي خود ­رسيدند.

The mix design of the Ultra-High-Performance Concrete (UHPC) consists of water, microsilica, steel fiber, cement, fine sand, superplasticizer and stone powders such as quartz. The intended UHPC will be constructed using the indigenous materials in Iran which will be subject to investigations regarding the influence of ageing on its compressive strength. Low water-to-cement ratios contribute to high-density concretes exceeding 130MPa in compressive strength. Incorporation of the steel fiber plays its role in enhancing the tensile strength and post-cracking behavior of concrete by bridging and closing the cracks from their initiation until their propagation. Attention should also be given to the application of the highly-reactive microsilica with its high surface energy feature should. In this study, 112 cubic specimens (10 with different steel fiber contents were investigated. Compressive strength tests were carried out on concrete during different stages of ageing. Results revealed an increasing trend for the compressive strength of concrete with the increase in fiber content (5). However, there is an upper limit for the fiber content, e.g. 6% which significantly degrades the performance of concrete beyond this limit, not to mention the challenges that occur in practice in this case. Finally, for specimens constructed with the aforementioned procedure, 90% of the ultimate strengths are obtained after 18 days.