بخشی از مقاله
چکیده
در این مقاله اثر نوع و مقدار الیاف فولادی و مقاومت بتن روی شکل پذیری دالهای کوچک بتنی بررسی شده است.
دالهای بتنی با ابعاد ٨*٨٢*٨٢ سانتیمتر و مسلح به الیاف فولادی طی یک برنامه آزمایشگاهی تحت آزمایش خمش قرار گرفتند و منحنی بار- تغیرمکان برای آنها بدست آمد. متغیرهای آزمایش شامل دو طول الیاف متفاوت با چهار درصد حجمی مختلف - ٠ ، ٥/٠ ، ١ و ٥/١ درصد - و همچنین دو مقاومت زمینه ٣٠ و ٤٥ مگاپاسگال بوده است.
نتایج آزمایشات نشان داد که برای مقاومت های مختلف بتن به طور کلی با افزایش مقدار الیاف و نیز افزایش نسبت طول به قطر الیاف شکل پذیری افزایش می یابد، نیز نوع شکست از حالت ترد برای نمونه های فاقد الیاف به حالت شکل پذیر برای نمونه های دارای الیاف تغییر می یابد. درصد الیاف ٥/٠ تاثیر قابل توجهی در رفتار دال ها ندارد و مقدار حداقل لازم الیاف باید از ٥/٠% بیشتر باشد.
١- مقدمه
الیاف در بتن سبب می شوند شکنندگی بتن به نحو قابل توجه ای کاهش یافته و بتن الیافی رفتار شکل پذیری تحت بارهای مختلف از جمله فشار، کشش و ضربه از خود نشان دهد ]١.[ الیاف خواص مکانیکی بتن را بهبود بخشیده و ماده ای یکپارچه فراهم می آورد و همچنین از گسترش ترک در بتن جلوگیری می کند.
یکی از موارد کاربرد بتن الیافی می تواند در دالهای سازه ای باشد. این نوع دال علاوه بر کاربرد در سقفهای سازه ای و پیاده رو پلها می تواند به دلیل خاصیت جذب انرﮊی و مقاومت ضربه ای فوق العاده خود در دیوار انبارهای مهمات و مکانهایی که در معرض بارهای دینامیکی شدید قرار دارند نیز به کار برده شود. همچنین می تواند به عنوان دال سازه ای برای کف مکانهای صنعتی به کار برده شود.
برای طراحی خمشی دال های کوچک بتنی مسلح به الیاف فولادی، الغلیب در سال ١٩٨٠ روشی بر اساس معیار مقاومت نهایی ارائه داد ]٢[ که صرفا بر اساس بررسی آماری نتایج حاصل از آزمایش بر روی تعداد محدودی دال دو طرفه بود، همچنین در آن اثر مقدار، طول وقطر - نسبت طول به قطر - الیاف منظور نشده بود. از آن زمان تاکنون روشی جدید برای طراحی این نوع دالها ارائه نشده است و کمیته ACI 544، همان روش را برای طراحی دالهای با دهانه کوچک توصیه کرده است، ولیکن توصیه اکید شده است که این روش طراحی نباید برای دالهای با ابعاد بزرگتر از دالهای آزمایش شده توسط آقای الغلیب به کار رود و از این رو کاربرد آن محدود است
هدف از این تحقیق تعیین مقاومت خمشی و شکل پذیری و بررسی منحنی P −δ برای دال های بتنی مسلح به الیاف فولادی با درصدهای مختلف از دو اندازه الیاف و همچنین اثر مقاومت بتن روی آنها می باشد.
٢- اهمیت تحقیق
اگرچه تاکنون تحقیقات زیادی روی خواص مکانیکی بتن الیافی و اعضای مختلف بتنی تحت بارگذاریهای متفاوت انجام شده است، لیکن مطالعات در رابطه با عملکرد دال های بتنی مسلح به الیاف با منظور نمودن پارامترهای مختلف محدود بوده است. در این تحقیق تاثیر مقاومت بتن، درصد و نسبت طول به قطر معادل الیاف فولادی روی دالهای بتنی به صورت مقاومت و شکل پذیری مورد بررسی قرار گرفته است.
٣- برنامه آزمایشها
در برنامه آزمایش ها، ١٤ نوع مخلوط بتن با چهار درصد مختلف الیاف و دو نوع مقاومت زمینه و دو اندازه الیاف فولادی منظور شد. مقاومت های فشاری استوانه ای برای بتن بدون الیاف - بتن زمینه - ، ٣٠ و ٤٥ مگاپاسکال در طی ٢٨ روز بودند. برنامه آزمایش ها در جدول ١ خلاصه شده است.
نسبتهای مخلوط استفاده شده برای دستیابی به مقاومت زمینه ٣٠ و ٤٥ مگاپاسکال در جدول ٢ آمده است. نسبتهای مخلوط برای بتن های الیافی همان نسبتهای ارائه شده در جدول ٢ می باشد که به ترتیب ٢٥، ٥٠ و ٧٥ کیلوگرم الیاف برای مقادیر ٥/٠ ، ١ و ٥/١ درصد به آن اضافه شده است.
برای آزمایشها از سیمان پرتلند نوع I و سنگدانه های رودخانه ای استفاده شد. ماسه دارای مدول نرمی ٧/٢ و شن دارای لبه های شکسته و حداکثر اندازه درشت دانه ٧٥/٠ اینچ - ١٩ میلیمتر - بود. دو نوع الیاف به کار رفته دارای مقطع مستطیل شکل بوده و در امتداد طول به صورت دندانه ای می باشند.
سایر مشخصات ابعادی الیاف در شکل ١ و جدول ٣ مشاهده می گردند. فوق روان کننده مصرفی از نوع نرمال و مطابق با استاندارد ASTM C494 Type F بود. دالها به شکل مربع و ابعاد ٨*٨٢*٨٢ سانتیمتر بودند. این دالها در چهار گوشه مربع روی تکیه گاههای نقطه ای غلتکی طوری قرار می گرفتند
