بررسی ویژگی های مکانیک شکست بتن های الیافی پرمقاومت با استفاده از نمونه‌های آزمایشگاهی با دو هندسه متفاوت

کاربرد الیاف به منظور جبران نقطه ضعف بتن در مقابله با تنش های کششی امری مرسوم و متداول است. در این پژوهش الیاف پلی‌پروپیلن با روکش پلی‌الفین به منظور تقویت مقاومت کششی بتن های پرمقاومت استفاده شده است. الیاف به کار گرفته شده به صورت ساده و شبکه ای با سه طول 19، 30 و 50 میلی متر بوده که در سه درصد حجمی مختلف 0.5، 1 و 1.5 درصد برای بررسی ویژگی های مکانیکی شامل مقاومت کششی و مدول الاستیسیته و همچنین ویژگی های شکست نمونه های تیر شیاردار و دیسک نیم استوانه شیاردار به بتن اضافه گردیده اند. اضافه کردن الیاف باعث افزایش مقاومت کشش دونیم شدگی، کاهش مدول الاستیسیته و افزایش انرژی شکست و طول مشخصه تا 90 برابر شده است. همچنین امکان پذیری استفاده از نمونه های دیسک نیم استوانه به عنوان جایگزین نمونه های تیر شیاردار در آزمایش خمش سه نقطه‌ای از طریق آزمون فرضیه مورد بررسی قرار گرفته و نشان داده شده است که نتایج به دست آمده از نمونه تیر و دیسک نیم‌استوانه در سطح اطمینان 90% تفاوت معناداری نداشته و می‌توان از نمونه های دیسک نیم استوانه با حجم و وزنی به میزان 20 برابر کمتر از نمونه های تیر به منظور محاسبه مولفه های شکست استفاده نمود. همچنین روابط تجربی جهت تبدیل نتایج تیر و دیسک نیم‌استوانه به یکدیگر با استفاده از برازش داده‌ها به دست آمده است.

Investigation on the Fracture Mechanics Characteristics of High Strength Fiber Reinforced Concrete Using Laboratory Specimens with Two Different Geometries

In this research, the effect of polypropylene fibers with polyolefin coating and specimen geometry on the mechanical properties of highstrength concrete (HSC) had been investigated. In this regard, two types of polypropylene fibers (monofilament and fibrillated) with three different lengths of 19, 30, and 50 mm and volume percentages of 0.5, 1, and 1.5 were used to fabricate two types of specimens: beam and semicircular bending (SCB). The results had been collected based on an experimental program on highstrength concrete consisting of the tensile strength test, determination of the modulus of elasticity, and threepoint bending test on beam and semicircular bending specimens. As a result of adding fibers to HSC, the tensile strength, elasticity modulus, fracture energy and characteristics length were increased up to 42%, 71%, 90 times, and 87 times, respectively. Furthermore, by using the theory of hypothesis, it is concluded that it is possible to use a semicircular bending specimen as an alternative of a beam specimen. Finally, linear regression and power relations had been fitted on the data to convert the results of the beam and the semicircular bending to each other.