بررسي تاثير الياف پلي پروپيلن بر جمع شدگي، رفتار فشاري و مقاومت چسبندگي برشي و كششي ملات هاي تعميري بر بستر بتني

Analyzing the Effect of Polypropylene Fibers on Compressive Behavior, Shrinkage and Bond Strength of Repair Mortars/Concrete Substrate

پديده خشك شدن ملات و به دنبال آن به وجود آمدن جمع شدگي از دلايل اصلي در كاهش مقاومت چسبندگي بين ملات هاي تعميري و بستر بتني مي باشد. يكي از راه كارهاي كاهش جمع شدگي، استفاده از الياف داخل ملات مي باشد. لذا در اين مقاله جهت بهبود چسبندگي بين ملات تعميري و بستر بتني از الياف پلي پروپيلن در مخلوط ملات استفاده گرديده و بدين منظور مقدار جمع شدگي حاصل از خشك شدن ملات ها كنترل گرديده است. براي تعيين مقدار مقاومت چسبندگي بين ملات تعميري و بستر بتني از روش هاي "انتقال اصطكاك" و "كشيدن از سطح" استفاده شده است. همچنين علاوه بر تعيين مقدار جمع شدگي و مقاومت چسبندگي، مقدار مقاومت فشاري ملات هاي حاوي الياف با به كارگيري روش هاي فوق و با مدل سازي اجزا محدود با نرم افزار ABAQUS مورد بررسي قرار گرفته و نحوه شروع و توزيع ترك ها و تنش ها نشان داده شده است. براي ارزيابي مقاومت فشاري درجاي ملات هاي مسلح به الياف پلي پروپيلن، با استفاده از تحليل رگرسيون خطي و تواني، همبستگي بين قرائت هاي به دست آمده از روش هاي نيمه مخرب "انتقال اصطكاك" و "كشيدن از سطح" با آزمون هاي آزمايشگاهي تعيين گرديد. سپس با استفاده از نمودارهاي كاليبراسيون، معادلات مورد نياز جهت تبديل نتايج آزمون هاي درجا به مقاومت فشاري ملات هاي مسلح به الياف پلي پروپيلن ارائه شدند. نتايج به دست آمده نشان دهنده تاثير مثبت الياف بر جمع شدگي، مقاومت چسبندگي برشي و كششي و مقاومت فشاري ملات ها مي باشد. همچنين شدت همبستگي به دست آمده از روش هاي "انتقال اصطكاك" و "كشيدن از سطح" بيانگر رابطه قوي خطي بين اين دو روش مي باشد كه در نتيجه مي توان به جاي استفاده از دستگاه گران قيمت Pull-off از دستگاه ساده و ارزان "انتقال اصطكاك" استفاده نمود.

The dry shrinkage of mortars is one of the primary causes for the reduction of bond strength between repair mortars and concrete substrates. Utilizing fibers in the mortars is one of the methods used to reduce shrinkage. The current study used polypropylene fibers in mortars to improve the bond between repair mortar and concrete substrate, and also to control the dry shrinkage of mortars. The “friction-transfer” and "pull-off” methods were used to determine the bond strength between the repair mortar and concrete substrate. In addition to determining the amount of shrinkage and bond strength, the amount of compressive strength of fiber reinforced mortar by using the above methods and by modeling finite element with ABAQUS software has been investigated. In addition, the methods of initiation and distribution of cracks and stresses were shown. In order to assess the in-situ compressive strength of polypropylene fiber-reinforced mortars, the correlation of records obtained from semi-destructive methods of “friction-transfer” and “pull-off” with those of laboratory tests was determined, using the linear and exponential regression analyses. Then, using calibration curves, the equations required to convert the results of in situ methods to the compressive strength of polypropylene fiber-reinforced mortars were presented. The results demonstrate the positive effect of fibers on shrinkage, shear and tensile bond strength and compressive strength of mortars. The correlation coefficients of the “friction-transfer” and “pull-off” methods are indicative of a strong linear relationship between the two methods that instead of using an expensive “pull-off” device, a simple and inexpensive "friction-transfer" device can be used.