مطالعه آزمایشگاهی اثر الیاف ترکیبی شیشه و پلی پروپیلن بر خواص فیزیکی و مکانیکی بتن و ملات سیمان

بتن پرکاربردترین مصالح در پروژه‌های معدنی و عمرانی است و طرح اختلاط آن باید با توجه به کاربرد، نوع مصالح و شرایط محیطی باشد. در این پژوهش اثر الیاف ترکیبی شیشه و  پلی پروپیلن بر روی خواص فیزیکی و مکانیکی بتن و ملات سیمان بررسی شده است. امروزه از الیاف مصنوعی برای بهبود خواص مکانیکی بتن استفاده می‌شود، به ویژه الیاف شیشه، پلی پروپیلن، کربن و فولاد مورد استفاده در بتن باعث نتایج خوبی برای بهبود خواص متعدد بتن شده است. برای این منظور نمونه‌های بتنی و ملات سیمان بدون الیاف، با الیاف تکی شیشه (درصد الیاف: 0.2، 0.35 و 0.5 درصد حجم بتن یا ملات سیمان)، با الیاف تکی پلی پروپیلن (درصد الیاف: 0.2، 0.35 و 0.5 درصد حجم بتن یا ملات سیمان) و الیاف ترکیبی شیشه و پلی پروپیلن (درصد الیاف پلی پروپیلن 0.17 درصد و الیاف شیشه 0.18 درصد حجم بتن یا ملات سیمان)، ساخته شده است. خواص فیزیکی شامل تخلخل موثر، سرعت امواج طولی و خواص مکانیکی شامل مقاومت کششی برزیلی و مقاومت فشاری تک محوری نمونه‌های بتن و ملات سیمان تحلیل شده است. نتایج این تحقیق نشان داد تخلخل موثر بتن و ملات سیمان دارای الیاف ترکیبی شیشه و پلی پروپیلن نسبت به بتن و ملات سیمان بدون الیاف، بتن و ملات سیمان دارای الیاف تکی شیشه و بتن و ملات سیمان دارای الیاف تکی پلی پروپیلن کمتر است. سرعت امواج طولی، مقاومت کششی و مقاومت  فشاری تک محوری بتن و ملات سیمان دارای الیاف ترکیبی شیشه و پلی پروپیلن بیشتر از دیگر نمونه‌های بتنی و ملات سیمان است. مقاومت کششی بتن و ملات سیمان دارای الیاف ترکیبی شیشه و پلی پروپیلن نسبت به مقاومت کششی بتن و ملات سیمان بدون الیاف به ترتیب 15.22 و 16.44 درصد افزایش و مقاومت فشاری تک محوری بتن و ملات سیمان دارای الیاف ترکیبی شیشه و پلی پروپیلن نسبت به مقاومت فشاری تک محوری بتن و ملات سیمان بدون الیاف به ترتیب 27.3 و 20.56 درصد افزایش نشان می‌دهد.

Experimental Study of the Effect of Glass and Polypropylene Composite Fibers on Physical and Mechanical Properties of Concrete and Cement Mortar

Concrete is the most widely used material in mining and civil projects and its mix design must be based on application, type of material and environmental conditions. In this study the effect of combined glass and polypropylene fibers on physical and mechanical properties of concrete and cement mortar was investigated. Nowadays, artificial fibers are used to improve the mechanical properties of concrete. Particularly, glass, polypropylene, carbon and steel fibers used in concrete lead to good results in improving its several properties. To this purpose, the concrete and cement mortar samples were made without fiber, with individual glass fibers (0.2, 0.35 and 0.5 volume percent of concrete or cement mortar), with individual polypropylene fibers (0.2, 0.35 and 0.5 volume polypropylene fibers 0.17 volume percent and glass fibers 0.18 volume percent of concrete or cement mortarpercent of concrete or cement mortar), and with combined glass and polypropylene fibers (). The physical properties including effective porosity, longitudinal waves velocity and the mechanical properties including Brazilian tensile strength and uniaxial compressive strength of the samples were analyzed. The results indicated that the effective porosity of concrete and cement mortar with combined glass and polypropylene fibers was less compared to the concrete and the cement mortar without fiber, with individual glass fibers and with individual polypropylene fibers. The velocity of longitudinal waves, tensile strength and uniaxial compressive strength of the concrete and the cement mortar samples with combined glass and polypropylene fibers were higher than the other samples. Compared to the concrete and the cement mortar samples without fibers, the tensile strength of the concrete and the cement mortar with combined glass and polypropylene fibers were increased by 15.22% and 16.44%, respectively, and their uniaxial compressive strength showed the increase of 27.3% and 20.56%, respectively.