ارزيابي مشخصات خمشي مصالح پايه سيماني با عملكرد بالا مسلح به الياف قلابدار فولادي

Flexural Behavior of High Performance Cementitious Composites Reinforced with Hooked Steel Fibers

در تحقيق حاضر، مشخصات مكانيكي كامپوزيت‌هاي پايه سيماني مسلح به درصدهاي حجمي مختلف الياف (1% و 2%)، مورد بررسي قرار گرفته است. ماتريس سيماني، داراي مقاومت فشاري 49 مگاپاسكال و الياف بكار رفته فولادي و قلابدار هستند. آزمون خمشي بر اساس دو استاندارد ASTM C1609 و ASTM C1801 انجام شده، پارامترهاي خمشي شامل، ظرفيت باربري، ميزان جذب انرژي، ظرفيت تغيير مكان و نحوه ترك‌خوردگي ارزيابي و مقايسه شده‌اند. نتايج بدست آمده نشان مي‌دهد كه افزايش درصد حجمي الياف از 1% به 2%، سبب تغيير رفتار مصالح از نرم‌ شدگي به سخت ‌شدگي تغييرمكاني مي‌شود. علاوه بر اين بروز رفتار سخت ‌شدگي، سبب بهبود مشخصات مكانيكي مصالح مي‌شود. بيشترين تاثير رفتار سخت ‌شدگي، در افزايش ظرفيت تغييرمكان بوده، هرچند اين رفتار ظرفيت باربري و ميزان جذب انرژي مصالح را نيز بطور قابل ملاحظه‌اي افزايش مي‌دهد. علاوه بر اين بروز رفتار سخت‌شدگي، سبب تغيير نحوه ترك‌خوردگي مصالح مي‌شود و در اين حالت، گسيختگي نمونه‌ها از طريق ايجاد ترك‌ خوردگي‌هاي متعدد است.

In this research work, we investigated the mechanical properties of high performance fiber-reinforced cementitious composites (HPFRCC) with two volume fractions of fiber (1% and 2%). Hooked steel fibers were incorporated into a mortar matrix of 49 MPa compressive strength. Four point bending tests were carried out according to the ASTM C1018 and ASTM C1609 standards. Parameters such as load carrying capacity (equivalent bending strength), energy absorption capacity (toughness), deflection, and cracking patterns (number of cracks) were evaluated to investigate the flexural behaviors of two HPFRCCs. It was found that an increase in the fiber volume fraction not only promoted the flexural behavior from deflection softening to deflection hardening but also improved all the mechanical properties. Deflection capacity gained the most from the deflection hardening behavior. Besides, substantial increases in the load carrying capacity and energy absorption were achieved. It was observed that HPFRCC with the deflection hardening behavior exhibited multiple cracking in the post-cracking behavior.