عملكرد دال‏هاي بتني مسلح به الياف هيبريد و پوزولان پوميس در برابر انفجار

امروزه به علت افزايش حملات تروريستي و اتفاقات پيش ‏بيني ‏نشده، پديده انفجار مورد توجه طراحان سازه قرار گرفته است. بنابراين محاسبه بارهاي ديناميكي نهايي ناشي از اين انفجارها بايد به شكل معياري به منظور طراحي سازه و محافظت از ساختمان‏ هاي نظامي، غيرنظامي و تاسيساتي مورد توجه قرار گيرد. استفاده از مصالح ارزان قيمت مانند الياف پليمري و پوميس به ترتيب به عنوان جايگزين الياف فولادي و سيمان مورد توجه قرار گرفته است. با اين حال تا كنون، عملكرد دال ‏هاي بتني مسلح به الياف هيبريد (تركيب فولادي و پلي ‏الفين) و پوزولان پوميس در برابر انفجار بررسي نشده است. در اين تحقيق، ابتدا الياف فولادي به مقدار 1، 1/5، 2 و 2/5 درصد حجمي به طرح ‏هاي اختلاط اضافه گرديد. سپس با انجام آزمايش ‏هاي مكانيكي بر روي نمونه‏ هاي فشاري، كششي و خمشي درصد بهينه الياف فولادي انتخاب شد. نتايج آزمايش‏ هاي مكانيكي نشان داد كه با افزودن 2 درصد حجمي الياف فولادي (SF-2.0%) خواص مكانيكي بهينه هستند. در مرحله دوم تحقيق، به ترتيب 30، 40 و 50 درصد از الياف فولادي بهينه با الياف پلي‏ الفين جايگزين گرديد و آزمايش ‏هاي مكانيكي بر روي آن‏ها تكرار شد تا طرح اختلاط بهينه مسلح به الياف هيبريد تعيين شود. براساس نتايج به دست آمده طرح اختلاط SPF-60-40 كه در آن 40 درصد الياف فولادي با الياف پلي‏ الفين جايگزين شده است، طرح بهينه است. در مرحله نهايي تحقيق، با انتخاب طرح بهينه به دست آمده از مرحله اول و دوم تحقيق، عملكرد دال ‏هاي بتني مسلح به الياف هيبريد و پوزولان پوميس در برابر انفجار بررسي شده است. بدين منظور آزمايش مقاومت انفجاري به صورت خرج تماسي بر روي دال هاي 10×100×100 سانتي‌متر مكعب انجام گرفت. قطعات شامل 6 سري دال بتني به صورت يك دال غيرمسلح و پنج دال مسلح به الياف بودند. همچنين جهت تعيين مدل ‏هاي گسيختگي، ماده منفجره C4 به صورت مماس بر روي دال قرار داده شد. مطابق نتايج به دست آمده وجود انواع الياف به طور چشمگيري موجب استحكام دال بتني در برابر بار انفجار شده است. جايگزيني الياف فولادي با الياف پلي‏ الفين و همچنين جابه ‏جايي بخشي از سيمان با پوزولان پوميس اگر چه منجر به افزايش جزئي آسيب شده است (تبديل حفر كوچك به حفر متوسط) اما همچنان دال شكل ظاهري خود را حفظ كرده و الياف از متلاشي شدن ناگهاني جلوگيري مي‏ كند. در حقيقت نتايج اين مطالعه نشان داد كه با جايگزيني بخشي از الياف فولادي و سيمان مصرفي به ترتيب با الياف پلي‏ الفين و پوزولان پوميس با هزينه ‏اي به مراتب كمتر از طرح ‏هاي متداول، مي‏ توان اقدام به ساخت المان‏ هاي بتني مقاوم در برابر بارهاي استاتيكي و ديناميكي نظير انفجار كرد.