بخشی از مقاله
چکیده
امروزه استفاده از بتن سبک سازهای در جهت کاهش بار مرده و بالا بردن ضریب اطمینان سازهها در برابر بارهای لرزهای از توجه روزافزونی برخوردار است. از طرفی استفاده از الیاف در بتن میتواند راهحل مناسبی جهت بهبود شکلپذیری و خواص مکانیکی باشد. محققین جهت بهبود عملکرد بتن حاوی سبکدانه، استفاده از الیاف پلیمری و فولادی را موردمطالعه قرار داده و به کار بستهاند.این مقاله به بررسی تاثیر الیاف فولادی و پلیپروپیلن بر مشخصات بتن سبک حاوی اسکوریا میپردازد.
میزان الیاف فولادی و پلیپروپیلن در این مطالعه به ترتیب برابر با - - % 0/8 - % 0/4 حجم بتن و - - %0/4 - % 0/2 حجم بتن و با نسبت طول به قطر 62/5 و 60 میباشد. همچنین از مواد افزودنی نظیر فوق روان کننده برای کاهش آب مصرفی و پوزولانهای ریزساختار مانند میکرو سیلیس برای پر کردن خلل و فرجهای بتن به جهت ارتقای مشخصات مکانیکی بتن سبک ، استفادهشده است. در این مطالعه هفت ترکیب مختلف بتن سبک حاوی درصدهای مختلف الیاف فولادی و پلیپروپیلن ساخته شد و تحت آزمایشهای مقاومت فشاری و جذب آب قرارگرفتهاند که نتایج آزمایش بیانگر آن است که الیاف فولادی باعث افزایش و الیاف پلیپروپیلن باعث کاهش مقاومت فشاری میشود. همچنین با حضور الیاف جذب آب بتن افزایشیافته است.
-1 مقدمه
ایران کشور لرزه خیزی می باشد که بر روی نوار زلزله هیمالیا آلپ که به آلپاید مشهور است قرار دارد. زلزله های طبس، رودبار، بم گواه لرزه خیز بودن ایران است. زلزله ای اخیر در ایران نشان می دهد که اکثر خرابی های حاصل شده نه به خاطر آتش سوزی ، سونامی وحوادثی از این دست بلکه به خاطر نیروی اینرسی زیاد ایجاد شده در سازه وعدم تحمل سازه برای این بار بوده است.
استفاده از بتن سبک علاوه بر کاهش وزن بتن ، کاهش هزینه در قالب بندی، کاهش ابعاد پی ساختمان،مقاومت بیشتر در برابرآتش،عملکرد بهتر در چرخه های ذوب وانجماد را نسبت به بتن معمولی به همراه دارند .
بتن سبک با توجه به ویژگی های خاصی که دارد دارای کاربردهای مختلف می باشد. از جمله کاربردهای این نوع بتن استفاده ازآن درساخت وسازهای بلندمرتبه، پل های با دهانه های بزرگ، سازه های دریایی، مصالح زیراساس برای روسازی راه، ونیز به عنوان جاذب انرژی درسازه های نظامی مدفون را می توان نام برد.
چند راه برای تولید بتن سبک وجوددارد.حذف بخش ریزدانه از کل سنگدانه های موجود دربتن، که به آناصطلاحاً بتن فاقد ریزدانه گفته میشود ، راه دیگر تولید بتن سبک ازطریق وارد کردن حباب های هوا با استفاده از افزودنی های شیمیایی ومواد کف زا که به آن بتن گازی یا بتن متخلخل - اسفنجی - گفته می شود و پرکاربردترین راه برای ساخت بتن سبک که استفاده از سنگدانه های سبک در بتن است
طبق آیین نامه ACI 213-87 بتن سبک سازه ای بایستی دارای مقاومت فشاری استوانه ای 28 روزه ای برابر 17/2 Mpa و وزن مخصوص خشک آن کمتر از 1850 kg/m3 باشد. در کشور ایتالیا نیز مطابق آئین نامه UNI 7548 حداکثر وزن مخصوص بتن سبک سازهای را 1850 kg/m3 می دانند. ولی در کشور لهستان و آلمان بر طبق آئین نامه های PN-91 و DIN 4219 حداکثر وزن مخصوص بتن سبک به 2000 kg/m3 محدود شده است. در دیگر آئین نامه های اروپایی نظیر ENV 1992 و PREN 206 حداکثر وزن مخصوص بتن سبک سازه ای را به ترتیب برابر 2000 kg/m3 و 2100 kg/m3 می دانند.
با کاهش وزن - جرم حجمی - بتن ، خواص مکانیکی آن نظیر مقاومت فشاری،مقاومت کششی،مدول گسیختگی ومدول الاستیسیته آن در مقایسه با بتن معمولی کاهش می یابد. یکی از روش های غلبه براین ضعف،مسلح نمودن بتن به الیاف مناسب می باشد
در سال های اخیر مطالعات وپژوهش های فراوانی در ارتباط با بهبود مشخصات مکانیکی بتن صورت گرفته که از جمله آنها می توان به مطالعات گسترده ای که درباره تکنولوژی بتن الیافی درجهان انجام گرفته اشاره نمود. در این زمینه تحقیقاتی توسط HPVL <D] F وهمکارانش [9]، و Jianming Gao و همکارانش [10] در زمینه تاثیر الیاف فولادی بانسبت های طول به قطر متفاوت بر روی خواص مکانیکی بتن انجام گرفته است که نکته مشترک همه این مقالات تاکید بر تاثیر مثبت الیاف فولادی بر خواص مکانیکی بتن سبک می باشد.
Sahmaran و همکارانش به بررسی تاثیر طول به قطر و انواع الیاف فولادی از نظر شکل - صاف و قلابدار - پرداختند که نتایج آن ها نشانگر آن است که الیاف صافتر عملکرد بهتری در افزایش مقاومت فشاری و کششی بتن در مقایسه با الیاف قلابدار داشته چرا که الیاف صاف به دلیل داشتن طول کوچکتر توانسته است که در بتن خوب پخش شود و در نتیجه باعث افزایش مقاومت شده است.
Sivakumar و همکارش به بررسی الیاف های مختلف بر روی خواص مکانیکی بتن پرداختند. در این تحقیق از الیاف فولادی قلابدار، پلی پروپیلن، شیشه و پلی استر استفاده شده است. با توجه به نتایج می توان دریافت که الیاف فولادی عملکرد بهتری در مقایسه با الیاف های دیگر داشته است. همچنین ترکیب الیاف باعث افزایش چشمگیری در خواص بتن نگردیده است.
-2 برنامه آزمایشگاهی:
-1 -2 مصالح مورد استفاده:
سیمان مورد استفاده در این تحقیق از نوع پرتلند نوع 2 تولید شده در کارخانه سیمان هگمتان بوده که دارای توده ویژه 3150kg/m3 و سطح مخصوص 2900cm2/gr می باشد. همچنین از دوده سیلیس تولید شده در کارخانه صنایع فروآلیاژ ایران - ازنا - به عنوان مواد پوزولانی در همه طرح ها استفاده شده است. توده ویژه دوده سیلیس استفاده شده 2120 kg/m3 می باشد که مشخصات شیمیایی سیمان ودوده سیلیس در جدول 1 آمده است. همچنین ماسه مصرفی با قطر ذرات بین 0تا4/75 و از نوع رودخانه ای بوده که وزن مخصوص ظاهری در حالت SSD وجذب آب آن به ترتیب 2520 و3 درصد می باشد. به منظور کسب روانی مطلوب از فوق روان کننده P10-3Rاستفاده شده است که مشخصات آن در جدول شماره 2 آمده است. مشخصات الیاف فولادی و الیاف پلی پروپیلن در جدول 3 آمده است.
جدول:1 آنالیز شیمیایی سیمان ودوده سیلیس
جدول:2 مشخصات فوق روان کننده
جدول:3 مشخصات الیاف
