بررسي مقايسه اي رفتار مكانيكي بتن مسلح شده با الياف فلزي صنعتي و براده اي بازيافتي

Comparative Study of the Mechanical Properties of the Concrete Reinforced with Industrial Steel Fibers and Recycled Metal Chips

در سالهاي اخير اغلب تحقيقات آزمايشگاهي صورت گرفته در مورد رفتار مكانيكي بتن مسلح شده با الياف فولادي بازيافتي و صنعتي در كشورهاي خارجي بوده و لازم است مطالعه هايي در مورد بتن اليافي ساخته شده از مصالح موجود كشور انجام گيرد. در اين مقاله تحقيق آزمايشگاهي و عددي در مورد رفتار مكانيكي بتن اليافي انجام گرفته است. در قسمت آزمايشگاهي ابتدا با الگو برداري از طرح اختلاط ارايه شده در تحقيقات پيشين براي بتن اليافي بازيافتي دو طرح اختلاط متناسب با مصالح موجود كشور تعيين گرديد به طوري كه با افزودن دو مقدار متفاوت الياف فولادي، اسلامپ رواني مطلوب را به ما بدهد. اثر الياف صنعتي و براده اي بر روي رفتار فشاري و كششي بتن اليافي با انجام تستهاي فشاري و كشش غير مستقيم بررسي شد. افزودن الياف صنعتي و براده اي باعث كاهش ناچيز مقاومت فشاري و كششي غير مستقيم گرديده است. در شبيه سازي و مدلسازي اجزاي محدود تستهاي فشاري تشكيل ترك ها در المانهاي بتني اطراف عناصر فولادي، وقوع گراديان تنش در اين المانهاي بتني را تاييد كرد كه منجر به كاهش مقاومت فشاري بتن مي شود.

In recent years, most of the experimental studies have been performed on the mechanical behavior of reinforced concrete with recycled and industrial steel fibers in foreign countries, and it is necessary to conduct studies on fiber reinforced concrete made from existing materials in our country. In this paper, experimental and numerical research on the mechanical behavior of the fiber concrete has been conducted. In the experimental program, first, by modeling the mix design presented in previous research for recycled fiber concrete, two mixing designs were determined in accordance with the available materials of the country, so that by adding two different types of steel fibers, the desired slump flow is obtained. The effect of industrial fibers and recycled metal chips on the compressive and splitting tensile behavior of fiber reinforced concrete was investigated by performing compressive and tensile tests. The addition of industrial fibers and recycled metal chips has slightly reduced the indirect compressive and splitting tensile strength of the concrete. In the simulation and modeling of finite element compression tests, the formation of cracks in the concrete elements surrounding metal chips elements, confirmed the occurrence of stress gradients in these concrete elements, which led to a reduction in the compressive strength of the fibre reinforced concrete.