بررسي مشخصات مكانيكي، الكتريكي و ريز ساختار بتن فراتوانمند حاوي درصدهاي مختلف دوده سيليس و الياف پلي وينيل الكل

An investigation on mechanical and electrical properties and microstructure of Ultra-High Performance Concrete Containing Silica Fume and PVA Fiber

بتن فراتوانمند نوع جديدي از مصالح مركب به شمار مي آيد كه با نسبت آب به مصالح سيماني پايين، توانايي تحمل تنش هاي فشاري تا 200 مگاپاسكال و تنش هاي كششي بالايي در حدود 10 مگاپاسكال را دارا مي باشد. انرژي شكست بتن فراتوانمند از 8560 تا 40000 ژول بر متر مكعب متغير است كه اين ميزان تقريبا 220 برابر بزرگتر از انرژي شكست ملات معمولي مي باشد. به دليل خصوصيات برتر مكانيكي و دوام، بتن فراتوانمند توجه زيادي را در بين محققان به خود جلب كرده است. مقاومت فشاري بسيار بالا اين نوع بتن منجر به كاهش وزن قابل توجه سازه و همچنين ساخت المان هاي سازه اي با ابعاد كوچك تر مي شود. در اين مقاله نمونه هاي بتن فراتوانمند حاوي الياف پلي وينيل الكل بعد از عمل آوري در دوشرايط محيطي متفاوت، يكي شرايط استاندارد در دماي 23 درجه سانتي گراد و ديگري قرارگيري در آب گرم 70 درجه سانتي گراد، تحت آزمايش هاي مقاومت فشاري، خمشي و مقاومت الكتريكي قرار گرفتند. آزمايش هاي مقاومت فشاري و خمشي در سنين 28 روزه و 6 ماهه و آزمايش مقاومت الكتريكي در سن 6 ماه انجام شدند. با در دست داشتن اطلاعات مقاومت مكانيكي و دوام و ريزساختار، يك ديد كلي و جامع از بتن هاي فراتوامند و قابليت هاي آنها به دست آمد. نتايج نشان داد كه الياف PVA در بهبود مشخصات مكانيكي (به دليل جلوگيري از گسترش ريزترك ها) از يك سو و همچنين افزايش كلي تخلخل ماتريس سيماني از سويي ديگر تاثير بسزايي داشت. ولي تاثير الياف روي مشخصات الكتريكي به شدت تحت تاثير ميزان جايگزيني دوده سيليس با سيمان و همچنين نوع عمل آوري بود.

Ultra-high performance concrete (UHPC) is a new type of composite materials that can develop a compressive strength up to 200  MPa and high tensile strength around 10 MPa, given the low water-to-binder ratio (W/B). The fracture energy of UHPC can vary from 8560 to 40,000 J/m2, which is approximately 220 times greater than that of conventional mortar. Due to its superior properties, Ultra-high performance concrete has received great attention among researchers recently. Very high compressive strength leads to a significant weight loss of the structure and makes it possible to build slender structural elements. In this paper, the ultra-high performance fiber reinforced concrete specimens exposed to two different curing regimes, a 23°C limewater tank, and a 70°C hot-water tank. Then, the compressive and flexural strength and the electrical behavior of specimens were evaluated. Mechanical strength at the age of 28 days and six months were measured, in order to in conjunction with durability-related properties offer an overall view of UHPFRC characteristics. Results showed that the PVA fiber affected the mechanical strengths by preventing the propagation of cracks and by increasing the total porosity of the matrix. Moreover, its influence on resistivity was highly dependent on the concentration of silica fume particles.