بررسي آزمايشگاهي تاثير درجه حرارت‌هاي بالا بر خصوصيات مكانيكي و جذب انرژي بتن مبتني بر سيمان كلسيم آلومينات مسلح شده با الياف تركيبي

Laboratory study of the effect of high temperatures on mechanical properties and energy absorption of concrete based calcium aluminate reinforced with hybrid fiber

سازه‌ها ضمن اينكه به عنوان يكي از اصلي‌ترين منابع و سرمايه‌هاي هر كشور محسوب مي‌شوند، به دليل استفاده طولاني مدت و مداوم، و ضرورت حفظ جان انسان‌ها بايد همواره پايداري و ايمني كافي را دارا باشند. بر اين اساس چگونگي رفتار بتن در معرض درجه حرات‌هاي بالا از اهميت بالايي برخوردار است. استفاده از سيمان‌هاي با آلومين بالا به دليل ضعف قابل توجه سيمان‌هاي معمولي در دماهاي بالاتر از 300 درجه سلسيوس، مورد توجه محققين قرار گرفته است. در اين مطالعه ضمن استفاده از سيمان كلسيم آلومينات IRC40 به جاي سيمان معمولي، از تركيب دو نوع الياف فولادي و الياف پلي‌پروپيلن، در ساخت بتن استفاده شده است. هدف از اين پژوهش ارزيابي اثر درجه حرارت‌هاي بالا بر خصوصيات مكانيكي بتن ساخته شده از سيمان كلسيم آلومينات، و محاسبه جذب انرژي نمونه‌هاي بتني پس از قراردهي آن‌ها در مجاورت دماهاي 600،110 و 800 درجه سلسيوس مي‌باشد. در همين راستا از 4 طرح اختلاط بر مبناي استفاده از چهار سطح الياف تركيبي به مقدار 0، 0.5، 1و 1.5 درصد براي ساخت مجموعا ً108 نمونه، شامل نمونه‌‌هاي فشاري مكعبي 10×10×10سانتي‌متر، نمونه‌هاي كششي استوانه‌اي با قطر 10 و ارتفاع 20 سانتي‌متر و تير‌هاي خمشي با ابعاد 6×8×32 سانتي‌متر استفاده شد. مطابق با نتايج آزمايشگاهي مشاهده شد كه استفاده از 1.5 درصد الياف تركيبي موجب افزايش قابل ملاحظه مقادير خصوصيات مكانيكي شامل مقاومت فشاري، مقاومت كششي و مقاومت خمشي و همچنين ارتقاء سطح جذب انرژي مي‌گردد.

Structures are considered as one of the main sources and resources of each country, due to their long-term and continuous use and the need to preserve human lives; they must always have sufficient stability and safety. Accordingly, the behavior of concrete is subject to the high degree of temperature is very important. The use of high-alumina cement has attracted the attention of researchers because of the considerable weakness of conventional cements at temperatures above 300 ° C. In this study, using the cement of IRC40 Calcium Aluminate instead of conventional cement, the combination of two types of steel fibers and polypropylene fibers was used in the manufacture of concrete. The purpose of this study was to evaluate the effect of high temperatures on the mechanical properties of Calcium Aluminate cement concrete and calculate the energy absorption of concrete samples after depositing them in the vicinity of 600,110 and 800 degrees Celsius. In the same way, four mix composition based on the use of four levels of 0, 0.5, 1, and 1.5% hybrid fibers were used to make a total of 108 samples, including cube compressive specimens of 10 × 10 × 10 cm, cylindrical tensile specimens with a diameter of 10 and a height of 20 cm and flexural beams with dimensions of 6 × 8 × 32 cm. According to laboratory results, the use of 1.5% of the hybrid fiber increased the amount of mechanical properties, including compressive strength, tensile strength and flexural strength, as well as increased energy absorption.