بررسي تأثير الياف فورتا و پلي پروپلين بر مقاومت فشاري، شكل‌پذيري و جذب انرژي نمونه‌هاي استوانه‌اي بتني

Evaluating the effect of Forta and Polypropylene fibers on compressive strength, ductility and energy absorption of cylindrical concrete specimens

در اين مطالعه آثار ناشي از افزودن الياف فورتا و پلي‌پروپيلن بر رفتار نمونه‌هاي استوانه‌اي بتني بررسي شده است. در اين راستا به پارامترهايي مانند مقاومت فشاري، مدول الاستيسيته، الگوي رشد ترك‌ها و انرژي جذب‌شده پرداخته شده است. براي ساخت نمونه‌ها از الياف فورتا با نسبت‌هاي حجمي 1/0 و 15/0 و الياف پلي‌پروپيلن با نسبت‌هاي 2/0، 3/0 و 35/0 استفاده شده است. نمونه‌ها به‌ صورت استوانه‌هايي با ابعاد 150× 100 ميلي‌متر با دستگاه سروو كنترل تحت آزمايش فشاري قرار گرفته و نتايج به‌صورت نمودارهاي تنش-كرنش ارائه شده است. همچنين براي بررسي دقيق‌تر جابجايي و تغيير‌شكل نمونه‌ها، روش همبستگي تصاوير ديجيتال به كار گرفته ‌شده و براي صحت سنجي اين نتايج از نرم‌افزار اجزا محدود آباكوس استفاده شده است. نتايج نشان مي‌دهند كه استفاده از الياف پليمري با درصدهاي حجمي پايين باعث افزايش شكل‌پذيري نمونه اما كاهش مقاومت فشاري نمونه‌ها مي‌گردد. همچنين عمق و طول ترك‌ها در نمونه‌هاي اليافي كاهش پيدا كرده و ميزان جذب انرژي افزايش مي‌يابد.

This study is aimed to examine the effect of Forta and polypropylene fibers on compressive behavior, modulus of elasticity, deformation, crack growth pattern, and absorbing energy of concrete materials. The laboratory specimens were made as cylindrical samples of 150 mm height and 100 mm diameter in two groups and 7 mix designs. Group A consists of two mix designs with 0.1 and 0.15 percentages of macrostetic fibers (Forta) with a water to cement ratio of 0.4. Group B specimens include three mixing designs with 0.2, 0.3 and 0.35 percentages of microsatellite fibers (Polypropylene) and with a water to cement ratio of 0.5. Digital Images Correlation (DIC) method has been used for measurement of displacements and strains in concrete specimens while finite element analysis (Abaqus software) has been used for the validation. The obtained results show that the absorbing energy is directly related to the amount of fiber used in the test. The fibers have a controlling effect on the cracks of the specimens so that they reduce the depth and the length of cracks. However, it should be noted that the number of cracks increased. The use of polypropylene fibers as reinforcing material reduced the compressive strength of the concrete specimens while it increased the ductility of specimens.