بررسی اثر نوع الیاف بر خواص بتن پودری واکنش‌پذیر

نوع مقاله : مقاله کامل پژوهشی

نویسندگان

1 دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه صنعتی سهند

2 دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه صنعتی سهند، تبریز

چکیده

بتن پودری واکنش­پذیر (RPC) که در زمره بتن­های فوق توانمند (UHPC) قرار دارد دارای مقاومت فشاری زیاد، مقاومت خمشی و شکل­پذیری قابل ملاحظه، نفوذپذیری کم و دوام بسیار بالا می­باشد. به کار بردن الیاف در بتن RPC نقش اساسی در افزایش مقاومت خمشی و شکل­پذیری آن دارد؛ به طوری که در برخی موارد مقاومت خمشی آن حتی به MPa 40 نیز رسیده است. در این تحقیق که در آزمایشگاه بتن دانشگاه صنعتی سهند تبریز انجام شده است، تأثیر به کار بردن سه نوع الیاف شامل الیاف کربن ریز و دو نوع الیاف فولادی قلاب­دار بلند و مستقیم کوتاه بر خواص بتن پودری واکنش­پذیر مورد مطالعه قرار گرفته است و اثر این الیاف بر مقاومت فشاری، مقاومت کششی خمشی و چقرمگی و یا ظرفیت جذب انرژی کرنشی کل آن بررسی شده است. نتایج بیانگر آن هستند که افزودن الیاف فولادی به بتن RPC، بیشترین تأثیر را بر مقاومت فشاری و کششی خمشی آن دارد. الیاف فولادی قلاب­دار، تقریباً %10 و الیاف فولادی کوتاه، حدود %9، مقاومت فشاری را افزایش دادند. در این میان، تأثیر الیاف فولادی قلاب­دار بر مقاومت کششی خمشی و ظرفیت جذب انرژی کرنشی کل، قابل ملاحظه­تر می­باشد. افزودن الیاف کربن سبب کاهش اندکی در مقاومت فشاری و کششی خمشی بتن RPC شد؛ ولی ظرفیت جذب انرژی کل آن را تا حدی بهبود بخشید.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Investigation into the Effects of Fibers Type on the Properties of Reactive Powder Concrete

نویسندگان [English]

  • Leila Meraji 1
  • Hassan Afshin 2
  • Karim Abedi 2
1 Faculty of Civil Engineering, Sahand University of Technology
2 Faculty of Civil Engineering, Sahand University of Technology
چکیده [English]

In recent years, due to the progress in the field of concrete technology, some types of high-performance concrete and ultra-high-performance concrete have been developed. Reactive powder concrete (RPC), as a new type of ultra-high-performance concrete, was first patented by a French construction company in 1994. The superior properties of RPC such as high compressive strength (more than 150 MPa), high packing density, very low permeability and higher durability are achieved by eliminating the coarse aggregates and substituting them with fine silica sand aggregates, using high amount of silica fume and low water to cement ratio. Steel fibers are another materials used in RPC. The results of researches show that fibers have the main effect on the increasing of flexural strength, ductility and energy absorption, as in some cases, RPC’s flexural strength has been reached up to 40 MPa [1].

کلیدواژه‌ها [English]

  • Reactive powder concrete
  • Fibers
  • compressive strength
  • Flexural strength
  • Energy absorption capacity

مراجع

[1]           Yudenfreund, M., Skalny, J., Mikhail, R. S., Brunauer, S., "Hardened Portland Cement Pastes of Low Porosity, II. Exploratory Studies. Dimensional Changes", Cement and Concrete Research, 1972, 2, 331-348.
[2]           Roy, D. M., Gouda, G. R., Bobrowsky, A., "Very High Strength Cement Pastes Prepared by Hot Pressing and other High Pressure Techniques", Cement and Concrete Research, 1972, 2, 349-366.
[3]           Birchall, J. D., Howard, A. J., Kendall, K., "Flexural Strength and Porosity of Cements", Nature, 1981, 289, 388-390.
[4]           Bache, H. H., "Densified Cement/Ultrafine Particle-Based Materials", The 2nd International Conference on Superplasticizers in Concrete, Ottawa, 10-12 June, 1981.
[5]           Richard, P., Cheyrezy, M., "Composition of Reactive Powder Concretes", Cement and Concrete Research, 1995, 25, 1501-1511.
[6]           Cheyrezy, M., Maret, V., Frouin, L., "Microstructural Analysis of RPC (Reactive Powder Concrete)", Cement and Concrete Research, 1995, 25, 1491-1500.
[7]           Roux, N., Andrade, C., Sanjuan, M. A., "Experimental Study of Durability of Reactive Powder Concretes", Journal of Materials in Civil Engineering, 1996, 8, 1-6.
[8]           Bonneau, O., Lachemi, M., Dallaire, É., Dugat, J., Aïtcin, P. C., "Mechanical Properties and Durability of Two Industrial Reactive Powder Concretes", ACI Materials Journal, 1997, 94, 286-290.
[9]           Yazıcı, H., Yücel Yardımcı, M., Aydın, S., Karabulut, A. Ş., "Mechanical Properties of Reactive Powder Concrete Containing Mineral Admixtures Under Different Curing Regimes", Construction and Building Materials, 2009, 23, 1223-1231.
[10]       Chan, Y. W., Chu, S. H., "Effect of Silica Fume on Steel Fiber Bond Characteristics in Reactive Powder Concrete", Cement and Concrete Research, 2004, 34, 1167-1172.
[11]       Wille, K., Naaman, A. E., Parra-Montesinos, G. J., "Ultra-high Performance Concrete with Compressive Strength Exceeding 150 MPa (22 Ksi): A Simpler Way", ACI Materials Journal, 2011, 108, 46-54.
[12]       Cwirzen, A., Penttala, V., Vornanen, C., "Reactive Powder Based Concretes: Mechanical Properties, Durability And Hybrid use with OPC", Cement and Concrete Research, 2008, 38, 1217-1226.
[13]       Shi, C. J., Wang, D. H., Wu, L. M., Wu, Z. M., "The Hydration and Microstructure of Ultra High-Strength Concrete with Cement-silica Fume-Slag Binder", Cement and Concrete Composites, 2015, 61, 44-52.
[14]       Zheng, W., Luo, B., Wang Y., "Compressive and Tensile Properties of Reactive Powder Concrete with Steel Fibers at Elevated Temperatures", Construction and Building Materials, 2013, 41, 844-851.
[15]       Graybeal, B., Baby, F., "Development of a Direct Tension Test Method for UHPFRC", ACI Materials Journal, 2013, 110, 177-186.
[16]       Canbaz, M., "The Effect of High Temperature on Reactive Powder Concrete", Construction and Building Materials, 2014, 70, 508-513.
[17]       Kang, S. T., Lee, Y., Park, Y. D., "Tensile Fracture Properties of an Ultra High Performance Fiber Reinforced Concrete (UHPFRC) with Steel Fiber", Composite Structures, 2010, 92, 61-71.
[18]       Park, S. H., Kim, D. J., Ryu, G. S., "Tensile Behavior of Ultra High Performance Hybrid Fiber Reinforced Concrete", Cement and Concrete Composites, 2012, 34, 172-184.
[19]       Qian, C. X., Stroeven, P., "Development of Hybrid Polypropylene-Steel Fiber Reinforced Concrete", Cement and Concrete Research, 2000, 30, 63-69.
[20]       Kim, D. J., Park, S. H., Ryu, G. S., "Comparative Flexural Behavior of Hybrid Ultra High Performance Fiber Reinforced Concrete with Different Macro Fibers", Construction and Building Materials, 2011, 25, 4144-4155.
[21]       Meraji, L., Afshin, H., Abedi, K., "Producing Reactive Powder Concrete Using Existing Materials in Iran", The 4th International Conference on Concrete & Development, Tehran, Iran, 29 April-1 May, 2013, pp 584-595.
[22]       Shaheen, E., Shrive, N. G., "Optimization of Mechanical Properties and Durability of Reactive Powder Concrete", ACI Materials Journal, 2006, 103, 444-451.
[23]     ASTM C 1609/C 1609M - 05, "Flexural Performance of Fiber-Reinforced Concrete (Using Beam With Third-Point Loading)", ASTM International, West Conshohocken, 2005.
نشریه مهندسی عمران و محیط زیست دانشگاه تبریز
دوره 46.4، شماره 85 - شماره پیاپی 85
زمستان 95
اسفند 1395
صفحه 89-96

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار