مقايسه آزمايشگاهي بكارگيري الياف شيشه و الياف فولادي در بتن حاوي نانورس مونتموريلونيت

Experimental comparison of glass and steel fiber in concrete containing nano-montmorillonite

استفاده از الياف و نانو جهت بهبود عملكرد بتن در صنعت ساخت، معمول و مرسوم است. در اين مقاله الياف‌شيشه و فولاد، انتخاب و عملكرد آن‌دو در تركيب با نانورس مونتموريلونيت بررسي شده‌است. هدف اين مقاله استفاده از الياف‌شيشه‌اي به جاي الياف‌فولادي با عملكرد مقاومتي يكسان است. الياف‌شيشه ارزان‌تر و مقاومت بيشتري در برابر خوردگي دارد. به همين منظور نسبت وزني نانورس به سيمان از 0 تا 2.7 درصد و نسبت وزني الياف به سيمان از 0 تا 4.5 درصد تغيير داده‌شد. آزمايش مقاومت فشاري در سنين 7،28 و 90، و آزمايش مقاومت كششي و جذب آب در سن 28 روز انجام‌شد. نانورس مونتموريلونيت مقاومت فشاري بتن اليافي‌فولادي را 8 درصد و مقاومت خمشي را 15 درصد افزايش داده‌است. تاثير نانورس بر ويژگي‌هاي مكانيكي بتن شامل الياف‌شيشه از بتن شامل الياف‌فولادي بيشتر است.نانورس مقاومت فشاري بتن اليافي شيشه‌اي را 40 درصد و مقاومت خمشي را 19 درصد افزايش داده‌است. مقايسه تاثير نانورس مونتموريلونيت بر رفتار بتن اليافي شيشه‌اي و بتن اليافي فولادي نشان مي‌دهد كه نانورس نه‌تنها مقاومت بتن را بهبود مي‌بخشد بلكه روند كاهشي مقاومت با افزايش الياف‌شيشه را به روند افزايشي تغيير مي‌دهد. آزمايشات مقاومت فشاري و خمشي نشان دادند كه مقدار بهينه الياف‌ فولاد و شيشه برابر با 3درصد مي‌باشد. مقدار بهينه نانورس به نوع الياف و آزمايش انجام‌شده وابسته‌ است.

The application of fiber and nano to improve the performance of concrete is common in the construction industry. In this study, the glass and steel fibers were selected, and their performances were investigated in combination with nano-montmorillonite. The purpose of this paper is to use glass fibers instead of steel fibers with the same strength. For this purpose, the weight ratio of nano-montmorillonite to cement was varied from 0 to 2.7%, and the weight ratio of fibers to cement was varied from 0 to 4.5%. Compressive strength tests were performed at the ages of 7, 28, and 90 days, flexural strength and water absorption tests were performed at the ages of 28 days. Nano-montmorillonite has increased the compressive strength of steel fiber concrete by 8 percent and the flexural strength by 15 percent. The influence of nano-clay on the mechanical properties of glass fiber concrete is greater than that of steel fiber concrete. Nano-montmorillonite has increased the compressive strength of glass fiber concrete by 40 percent and the flexural strength by 19 percent. Comparison of the effect of Nano-montmorillonite on the behavior of glass fiber reinforced concrete and steel fiber reinforced concrete shows that nanoclay not only improves the strength of the concrete but also eliminates the strength reduction caused by increasing volume fraction of glass fiber. The compressive and flexural strength tests showed that the optimal amount of steel and glass fibers is 3 percent. The optimum amount of nano-montmorillonite is dependent on the type of fiber and experiment.