مقاومت ضربه‌ای بتن حاوی الیاف فولادی تحت شرایط مختلف عمل‌آوری: مطالعه آزمایشگاهی و تحلیل آماری

نوع مقاله : مقاله کامل پژوهشی

نویسندگان

1 گروه مهندسی عمران - سازه، دانشگاه علامه محدث نوری

2 گروه مهندسی عمران، دانشکده فنی، دانشگاه گلستان

3 گروه مهندسی عمران- دانشگاه گیلان

4 گروه مهندسی عمران-دانشگاه علامه محدث نور

چکیده

در این مطالعه به بررسی آزمایشگاهی و تحلیل آماری مقاومت ضربه‌ای بتن حاوی الیاف فولادی در شرایط مختلف عمل‌آوری پرداخته شده است. برای این منظور از دو نوع الیاف فولادی شامل الیاف قلاب­دار و همچنین الیاف موج­دار (در دو نسبت طول به قطر) در ساخت بتن الیافی استفاده گردید. علاوه بر سنجش مقاومت­های فشاری و کششی نمونه‌ها در سن 28 روزه، مقاومت اولین ترک، مقاومت شکست و همچنین تعداد ضربات بعد از اولین ترک بر اساس آزمون سقوط وزنه در هر طرح مخلوط، بر روی 64 دیسک بتنی با ابعاد قطر 15 سانتی­متر و ارتفاع 4/6 سانتی­متر ارزیابی شد. نتایج نشان داد که حضور الیاف فولادی باعث افزایش مقاومت­های فشاری، کششی و ضربه‌ای بتن صرف ‌نظر از نوع عمل‌آوری آن خواهد شد. با درنظر گرفتن تأثیر محیط عمل‌آوری، نگهداری نمونه‌ها در محیط خشک در مقایسه با محیط مرطوب نه تنها باعث کاهش میزان میانگین مقاومت اولین ترک و شکست بتن می‌گردد بلکه تغییرپذیری مقاومت اولین ترک و مقاومت شکست را تعریض نموده و به عبارتی پراکندگی بیشتری را منجر می‌شود. همچنین نتایج این مطالعه نشان داد که حضور الیاف باعث بهبود معنادار تعداد ضربات بعد از اولین ترک در هر دو محیط عمل‌آوری می‌گردد. به عنوان یک نتیجه‌گیری کلی می‌توان عملکرد مؤثرتر الیاف فولادی قلاب­دار را در تقابل با الیاف فولادی موج­دار حتی با نسبت طول به قطر کوچک‌تر در افزایش مقاومت ضربه‌ای بتن استنباط نمود.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

The Impact Resistance of Steel Fiber Reinforcement Concrete under Different Curing Conditions: Experimental and Statistical Analysis

نویسندگان [English]

  • Mohammad Mohtasham Moein 1
  • S. Yasin Mousavi 2
  • Rahmat Madandoust 3
  • Hamidreza Naser Saeid Naser Saeid 4
1 Department of Civil Engineering, Alame Mohadse Noori University
2 Department of Civil Engineering, Faculty of Engineering, Golestan University
3 Department of Civil Engineering, Faculty of Engineering, University of Guilan
4 Department of Civil Engineering, Alame Mohadse Noori University
چکیده [English]

The utilization of steel fiber reinforcement concrete (SFRC) in practical applications is gained considerable attention owing to its acceptable strength (Nili & Afroughsabet, 2010; El-Dieb, 2009) and durability. Taking to account, SFRC in constructions may inevitably subjected to short duration dynamic loading, the impact resistance of SFRC which cured under different curing conditions must be well documented. To evaluate the resistance of SFRC under impact loadings, a variety of test procedures have been suggested (ACI Committee 544, 1996) . In this study, the drop-weight test as recommended by ACI committee 544 (ACI Committee 544, 1996) were utilized.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Fiber-reinforcement concrete
  • Steel fiber
  • Impact resistance
  • Curing condition
ACI Committee 544,1R-96, “State-of-the-Art Report on Fiber Reinforced Concrete”, Reapproved, 2002.
ACI Committee 544, “Measurement of Properties of Fiber Reinforced Concrete”, In ACI Committee 544, 1988, 583-593.
Alavinia A, Hedayatian M, Nili M, Afroughsabet V, “An experimental and numerical study on how steel and polypropylene fibers affect the impact resistance in fiber-reinforced concrete”, International Journal of Impact Engineering, 2012, 46, 62-73.
El-Dieb AS, “Mechanical, durability and microstructural characteristics of ultra- high- strength self-compacting concrete incorporating steel fibers”, Materials and Design, 2009, 30 (10), 4286-4292.
Fakharifar M, Dalvand A, Arezoumandi M, Sharbatdar M, Chen G, Kheyroddin A, “Mechanical properties of high performance fiber reinforced cementitious composites”, Construction and Building Materials, 2014, 71, 510-520.
Mastali A, Dalvand A, “The impact resistance and mechanical properties of self-compacting concrete reinforced with recycled CFRP pieces”, Composites Part B, 2016, 92, 360-376.
Mastali A, Dalvand A, Sattarifard A, “The impact resistance and mechanical properties of reinforced self-compacting concrete with recycled glass fiber reinforced polymers”, Journal of Cleaner Production, 2016, 124, 312-324.
Neville AM, “Properties of concrete", London, Longman, 1995.
Nikoui A, Dalvand A, Sharbatdar MK, Kheyroddin A, “Experimental and Statistical Investigation on of Synthetic Fiber Reinforced Concrete”, Transactions of Civil Engineering, 2015, 39, 449-468.
Nili M, Afroughsabet V, “Combined effect of silica fume and steel fibers on the impact resistance and mechanical properties of concrete”, International Journal of Impact Engineering, 2010, 37 (8), 879-886.
Nili M, Afroughsabet V, “Property assessment of steel-fibre reinforced concrete made with silica fume”, Construction and Building Materials, 2012, 28 (1), 664-669.
Rahmani T, Kiani B, Shekarchi M, Safari A, “Statistical and experimental analysis on the behavior of fiber reinforced concretes subjected to drop weight test”, Construction and Building Materials, 2012, 37, 360-369.
Song (A) PS, Wu JC, Hwang S, Sheu BC, “Statistical analysis of impact strength and strength reliability of steel polypropylene hybrid fiber reinforced concrete”, Constr Build Mater, 2005, 19, 1-9.
Song (B) PS, Wu JC, Hwang S, Sheu BC, “Assessment of statistical variations in impact resistance of high-strength concrete and high-strength steel fiber-reinforced concrete”, Cement and Concrete Research, 2005, 35, 393-399.
Wang HT, Wang LC, “Experimental study on static and dynamic mechanical properties of steel fiber reinforced lightweight aggregate concrete”, Construction and Building Materials, 2013, 38, 1146-1151.