تاثیر نوع الیاف و هندسه نمونه بر استحکام فشاری کامپوزیت های سیمانی مهندسی شده

امروزه با توسعه علم و ساخت و ساز های موجود، تمرکز بر بهبود ویژگی های مکانیکی بتن، به ویژه افزایش انعطاف پذیری و مقاومت به رشد ترک در بتن، مورد توجه قرار گرفته است. از این رو کامپوزیت های سیمانی مهندسی شده که بر پایه سیمان طراحی شده و توسط الیاف مختلف مسلح می گردد، یکی از راهکارهای جدید جهت بهبود انعطاف پذیری بتن می باشد. در این مطالعه تاثیر وجود الیاف فولادی و الیاف پلیمری کورتا بر استحکام فشاری کامپوزیت های بتنی مهندسی شده مورد بررسی قرار گرفته است. همچنین از آنجا که در بتن، استحکام فشار تابع ابعاد نمونه است، تاثیر هندسه نمونه ها نیز بر خواص فشاری مطالعه گردید. بدین منظور ۸ طرح اختلاط شامل ۲ نوع الیاف مجزا با درصدهای ۵/۰، ۱، ۵/۱ و ۲ درصد وزنی، یک طرح اختلاط ترکیبی شامل ۱ درصد وزنی الیاف کورتا و یک درصد وزنی الیاف فولاد و طرح اختلاط بدون الیاف به عنوان بتن مرجع (بتن شاهد) ساخته شده است. از هر طرح اختلاط ۱۸ نمونه فشاری مکعبی با ابعاد ۵۰ ×۵۰، ۱۰۰× ۱۰۰ و۱۵۰ × ۱۵۰ میلیمتر مربعی و نمونه فشاری استوانه ای ساخته شده، و رفتار فشاری آنها مورد ارزیابی قرار گرفته است. نتایج آزمون فشاری نشان داد که افزودن هر دو نوع از الیاف با درصدهای مختلف سبب کاهش استحکام فشاری می شود. بیشینه میزان کاهش استحکام در نمونه حاوی ۲ درصد الیاف کورتا به میزان ۷۸/۶۸ درصد نسبت به نمونه مرجع بدست آمد. شایان ذکر است که علی رغم کاهش استحکام فشاری، انعطاف پذیری تا میزان ۳۰۰ درصد یافته است. دلیل این افزایش را می توان به جلوگیری الیاف از پیشروی سریع جبهه ترک نسبت داد. نتایج عددی آزمایش مقاومت فشار در ابعاد فوق نشان داد که با افزایش ابعاد نمونه ها استحکام فشاری کاهش می یابد که این کاهش در استحکام به میزان حدودی ۲ درصد می باشد. کاهش فوق به دلیل افزایش سطح مقطح و همچنین افزایش واکنش های مخرب هیدراتاسون در بین سطوح می باشد.