Influence of High Temperatures on Flexural Strength of Foamed Concrete Containing Fly Ash and Polypropylene Fiber

در اين تحقيق، استحكام خمشي بتن سبك فوم (LFC) كه شامل خاكستر بادي (FA)و فايبر پروپيلن (PF) مي باشد تحت درجه حرارت بالا به صورت تجربي و آماري بررسي شده است. متغيرهاي اين پژوهش عبارتند از: دما (در محدوده 20 تا 600 درجهسانتي‌گراد)، چگالي هاي در نظر گرفته شده براي بتن فوم شامل 600، 800، 1000، 1200 و 1400 كيلوگرم بر متر مكعب، و همچنين نوع و درصد مواد افزودني. به طور كلي پنج تركيب متفاوت از LFC مورد بررسي قرار گرفتند. دو تركيب با جايگزين كردن FA با 15 و 30 درصد از جرم سيمان ساخته شدند. در دو تركيب ديگر، به اندازه 0.2 و 0.4 درصد حجم سيمان PF اضافه شد. ساخت يك تركيب هم به عنوان كنترل كننده و بدون مواد افزودني صورت گرفت. سپس، استحكام خمشي اين تركيب ها در دماهاي بالا بررسي شد. كاهش مقاومت خمشي LFC با افزايش دما عمدتاً به دليل تشكيل ترك هاي مويي در دماهاي بالاتر از ?C 93 مي باشد زيرا استحكام خمشي به طور قابل ملاحظه‌اي با افزايش ترك ها رابطه‌ي معكوس دارد، به طوري كه در اين تركيب ها در دماي ?C 600 كاهش شديد مقاومت ملاحظه شد و استحكام خمشي تنها به حدود 40 درصد از مقدار اوليه‌ي خود رسيد. در تمامي دماهاي اعمال شده، استحكام خمشي LFC با چگالي بالاتر، بيشتر بود. در دماهاي بالا، استحكام خمشي LFC با مشاركت FA و PF افزايش پيدا كرد و درصد اين افزايش براي تركيب هايي با چگالي بالاتر و مشموليت بيشتر FA و PF چشمگيرتر بود. علاوه بر اين، كاربرد برخي از مدل هاي پيشنهاد شده براي بتن معمولي، براي پيش بيني مقاومت خمشي فوم بتني كه شامل درصدهاي متفاوتي از FA و PF است و در معرض درجه حرارت بالا قرار دارد، بررسي شده و مطين ترين مدل براي تحقيقات آينده پيشنهاد شده است.

In this study, the high temperature flexural strengths of lightweight foamed concrete (LFC) containing fly ash (FA) and polypropylene fiber (PF) was investigated experimentally and statistically. The variables included were temperature (in the range 20 to 600?C), LFC densities of 600, 800, 1000, 1200 and 1400 kg/m3 and additive content. Two mixes were made by replacing 15% and 30% of cement mass with FA. In another two series 0.2vol% and 0.4vol% of PF was added to LFC mix, and finally, one controlled mixture without additives was produced. After being subjected to high temperatures, the flexural strengths of LFC were investigated. The reduction of LFC flexural strength at high temperature may be principally due to the formation of micro cracks at temperatures above 93?C, since the flexural strength is adversely influenced by cracks so that a severe strength loss was observed at 600?C and the flexural strength was only about 40% of its original value. Flexural strength of LFC with higher density achieved a higher value regardless to temperature. LFC flexural strength exposed to high temperature increased by contribution of FA and PF and this relative improvement for all series was the most pronounced for LFC with higher density and higher additive content. In addition, the applicability of some suggested models for normal concrete was examined for the flexural strength prediction of LFC incorporating different percentages of FA and PF at high temperature and the most reliable model was recommended for future researches.