تحقیق تاثیر الیاف پروپیلن بر روی خواص بتن های با قدرت زیاد

تعداد صفحات: ۲۵ | قابل ویرایش

خلاصه:

علاوه بر خصوصیات خوب بتن بااستحکام بالا بعضی از خواص عملکرد ضعیف در مورد چکش خواری و مقاومت به آتش را دارد. اخیراً کاربرد الیاف پلی پروپیلن برای برطرف کردن این ضعف ها بوده است و ناشی از خواص عالی آنها و قیمت کم آنها می باشد.

استفاده از یک مقدار معین الیاف در مخلوط بتن، ۲/۰ درصد حجم بر روی خواص مکانیکی اصلی بتن های با استحکام بالا تاثیر نمی گذارد هم در بتن تازه و سخت شده ولی به شکست لاکتیل بتن ترد نیز منجر گردید.

مقدمه:

بتن با استحکام بالا مزایای بسیاری را در بهره برداری ناشی از خواص مکانیکی خوب و نفوذ پذیری کم و مقاومت بالاتر در برابر حملات مکانیکی یا شیمیایی به ساختار بتن نشان می دهد.

با چنین خصوصیاتی شخص این ماده را استفاده می کند بویژه برای سازه هایی که تحت تاثیر شرایط محیط می‌باشند مثلاً سازه های دریایی و پل های بزرگ تا ظرفیت حمل بار ساختاری را افزایش دهد درحالی که دوام کافی برای سازه ها تضمین می‌شود.

اگرچه بتن با استحکام بالا مزایای بسیاری را درباره خواص مکانیکی بتن و جنبه های اقتصادی ساختمان پیشنهاد می کند، رفتار ترد ماده برای کاربردهای زلزله باقی می ماند.

چون استحکام و چکش خواری آنها نسبت معکوس دارند، بتن های با استحکام بالا تردتر از بتن های با استحکام معمولی می باشند. بخش الاستیک خطی در مرحله قبل از اوج منحنی تنش ـ کرنش یک بتن مسلح با استحکام بالا بسیار افزایش می یابد.

تقریباً ۹۵% بار اوج. پس از حصول بار اوج منحنی تنش ـ کرنش به سرعت افت می کند که برای یک ماده ترد نمونه می باشد. انرژی جذب شده در طی فاز الاستیک به نسبت یکنواخت در آغاز ترک و انتشار آن در فرایند شکست، پراکنده نمی‌شود طوری که یک رشد ترک پایدار تا شکست بتن، حاصل نمی شود.

این امر یک شکست شدید بتن را سبب می شود و سطوح شکست زبر می باشد ودرهم قفل شدن سطوح ترک اساساً کاهش می یابد.

اختلاط طراحی و آزمایش:

۱ـ۲ـ طراحی مخلوط: برای بررسی تاثیرات الیاف پلی پروپیلن بر روی

خواص بتن های با استحکام زیاد آزمایشات بسیاری درباره استحکام فشاری و مدول/الاستیسیته بر روی نمونه های بتن انجام شدند. انواع ذرات بازالت،دیاباز،گرانولیت، سنگ آهک، کواتزریت، سپرنتین و استیتت در دو مخلوط مختلف قرار داشتند:

۱ـ بتن های معمولی و استحکام بالا ۲ـ بتن های استحکام بالا با استفاده از سیلیس در دوغاب سوسپانسیون

شن ماسه از نواحی مختلف آلان جمع آوری شدند: باواریا، ساکسونی، تورنیجیا و رسه سیمان  و سیمان  برای مخلوط ها بکار برده شدند. ذرات درشت سنگ خرد شده با اندازه حداکثر اسمی ۱۶ میلی متر و ذرات ریز، ماسه طبیعی معمولی از  ( ساکسونی) بود.

توزیع اندازه دانه مطابق با منحنی های بین A و B برای  بود. الیاف پلی‌پروپیلن در  حجمی بتن آمیخته شدند که معادل با  بود. طراحی مخلوط  برای این برنامه تحقیق انتخاب گردید. نسبت سیمان ـ آب از  تا  ، برای بتن های معمولی با استحکام بالا متغیر بود و از  تا  برای بتن های استحکام بالا بود.

تاثیرات الیاف پلی پروپیلن بر روی خواص بتن تازه

قابلیت تولید بتن با استحکام بالا و تازه توسط مقدار بالاتر چسب و نسبت آب ـ سیمان پایین تر آن، ضعیف می شود. أین امر می تواند با استفاده از مقدار صحیح سوپر پلاستیسایزر به حداقل رسانده شود.

پارامتر اصلی که اغلب برای تعیین کارایی بتن تازه استفاده می شود، آزمایش slump است. مقدار slump بستگی به جذب آب و تخلخل ذرات. مقدار آب در مخلوط. مقدار شن و ماسه و مواد ریز در مخلوط، شکل شن و ماشه و ویژگی های سطح مواد سازنده در مخلوط دارد. مقادیر Slump بطور چشمگیری با افزودن الیاف پلی پروپیلن کاهش می یابند.

مخلوط بتن باعث افزایش چسبندگی و پیوستگی بتن تازه می شود. در طی اختلاط حرکت ذرات، الیاف فیبریلاته جدا می شوند، طوری که آنها در داخل یک شبکه از رشته های الیاف مرتبط و الیاف مجزا، باز می شوند.

این الیاف بطور مکانیکی به خمیر بتن قلاب می شوند که بدلیل سطح مخصوص ویژه بزرگ آنها است. بدون فشرده کردن، الیاف با خمیر سیمان ممکن است در مخلوط رخ دهد. در نتیجه، جدایش بدلیل غلظت و تمرکز غیر یکنواخت اجزای سازنده در مخلوط رخ داد. تمام این موارد منجر به کاهش slump می شود.

اگر ریزش رخ دهد. یک لایه آب بر روی سطح بتن تازه و مجراهای آب می تواند توسعه داده شود، که توسط آن تراوش آب می تواند خمیر سیمان ورودی را به سطح برساند.

سپس یک لایه حاوی خمیر سیمان رقیق شده تشکیل گردید که منجر به تشکیل ترک های ریز اولیه می شود. با این حال، مخلوط بتن، با الیاف پلی پروپیلن منجر به سرعت ریزش و جدایش کمتر گردید و آنها بطور آهسته تر در بتن ساده رخ داد.