توصيفگر ها :
كامپوزيت سيماني مهندسي شده , بتنECC , الياف پلي پروپيلن , الياف پلي وينيل الكل , تقويت خمشي تير بتن آرمه , مصالح داخلي , شكل پذيري
چكيده فارسي :
امروزه بهبود خواص مقاومتي و افزايش شكل پذيري بتن، به عنوان يكي از پر مصرف‌ترين مصالح در صنعت ساخت و ساز، مورد توجه بسياري از پژوهش‌گران قرار گرفته است. با پيشرفت علم تكنولوژي بتن نسل جديدي از بتن‌هاي اليافي با نام كامپوزيت سيماني مهندسي شده، براي اولين بار در سال 1993 توسط پروفسور لي در دانشگاه ميشيگان معرفي شد. يكي از اهداف اين تحقيق طراحي و ساخت كامپوزيت سيماني مهندسي شده با استفاده از مصالح داخلي و استفاده از آن در تقويت خمشي تيرهاي بتن آرمه مي‌باشد. به همين منظور طرح اختلاط‌هاي مختلفي ساخته شد و تحت آزمون و خطا قرار گرفت. سپس 7 مورد از بهترين طرح اختلاط‌ها انتخاب شد و پس از انجام آزمايش رواني، آزمايش مقاومت فشاري، آزمايش مقاومت خمشي و آزمايش كشش مستقيم، 2 مورد از آن‌ها جهت ساخت پانل‌هاي تقويتي برگزيده شد. از آن‌جا كه الياف اصلي مصرف شده در پژوهش حاضر الياف پلي پروپيلن بوده است و با توجه به اين كه كامپوزيت سيماني مهندسي شده‌ي ساخته شده با الياف پلي پروپيلن داراي شكل پذيري و مقاومت كم‌تري نسبت به كامپوزيت سيماني مهندسي شده‌ي ساخته شده با الياف پلي وينيل الكل مي‌باشد، به منظور بهبود خواص مقاومتي و افزايش شكل پذيري، 2 طرح اختلاط انتخاب شده در مرحله‌ي قبل، توسط بافته‌ي الياف شيشه و شبكه‌ي سيم‌هاي فولادي مسلح شده و پس از انجام آزمايش‌هاي مختلف در ساخت پانل‌هاي تقويتي مورد استفاده قرار گرفته است. تيرهاي بتن آرمه‌ي مورد مطالعه در تحقيق حاضر ابعادي معادل 1000×140×120 ميلي متر داشته و به منظور مسلح سازي آن‌ها از دو آرماتور طولي با قطر 10 ميلي متر در وجه كششي و 19 عدد خاموت با قطر 8 ميلي متر به فواصل 50 ميلي متر استفاده شده است. پس از ساخت پانل‌ها به منظور اتصال آن‌ها به تيرهاي بتن آرمه از رزين مناسب و روش شيار زني استفاده شده است. در اين پژوهش از روش شيار زني به صورت گروه شيار مربعي با بعد 5 ميلي متر و به فواصل 15 ميلي متر(mm 15@ 5×5) استفاده شده است. با توجه به نتايج آزمايش خمش چهار نقطه‌اي انجام شده بر روي نمونه‌ي شاهد و نمونه‌هاي تقويت شده، مي‌توان گفت تقويت تير بتن آرمه با استفاده از بتن ECC باعث افزايش باربري نمونه خواهد شد. اين افزايش به ترتيب براي نمونه‌هاي تقويت شده با استفاده از پانل ECC ساخته شده از الياف پلي پروپيلن و مسلح شده با بافته‌ي شيشه يا شبكه‌ي سيم فولادي به ترتيب برابر با 18/8 و 21/8 درصد و براي نمونه‌هاي تقويت شده با استفاده از پانل ECC ساخته شده از الياف پلي وينيل الكل و مسلح شده با بافته‌ي شيشه يا شبكه‌ي سيم فولادي به ترتيب برابر با 24/7 و 28/6 درصد بوده است. هم‌چنين با توجه به نتايج آزمايش خمش چهار نقطه‌اي انجام شده بر روي نمونه‌ي شاهد و نمونه‌هاي تقويت شده، مي‌توان گفت تقويت تير بتن آرمه با استفاده از بتن ECC باعث افزايش شكل پذيري نمونه خواهد شد. بر اساس نتايج، شاخص شكل پذيري تغيير مكان در تير بتن آرمه، پس از تقويت با استفاده از پانل ECC ساخته شده از الياف پلي پروپيلن و مسلح شده با بافته‌ي شيشه يا شبكه‌ي سيم فولادي به ترتيب 71/6 درصد و 84/8 درصد افزايش يافته و در صورت استفاده از الياف پلي وينيل الكل در ساخت پانل تقويتي اين مقادير برابر با 73/4 و 87/6 درصد مي‌باشد.
چكيده انگليسي :
Nowadays, improving the mechanical properties and increasing the ductility of concrete, as one of the most used materials in the construction industry, has been the focus of many researchers. With the advancement of concrete technology, a new generation of fiber concrete called engineered cementitious composite (ECC) was introduced for the first time in 1993 by Professor Lee at the University of Michigan. One of the goals of this research is to design and manufacture an ECC using internal materials and use it in flexural strengthening of reinforced concrete (RC) beams. For this purpose, various mixture were made and subjected to trial and error. Then seven cases of the best mixing designs were selected and after flow test, compressive strength test, four-point bending test and direct tension test, 2 of them were selected to construct reinforced ECC panels. Since the main fibers used in the present study were polypropylene (PP) fibers and considering that the ECC made with PP fibers has less ductility and strength than the ECC made with polyvinyl alcohol (PVA) fibers, In order to improve the resistance properties and increase the ductility, two selected mixing designs were reinforced with glass grids and steel wire grids. After conducting various tests, these grids were used in the construction of reinforced ECC panels. The RC beams studied in the current research have the dimensions of 120×140×1000 mm. After constructing the panels, in order to connect them to the RC beams, epoxy resin and grooving method have been used. In this research, the grooving method is used in the form of a group of square grooves with a dimension of 5 mm at intervals of 15 mm (5×5 @ 15 mm). According to the results, it can be seen that strengthening of RC beam with ECC panel will increase the load capacity of the specimen. These increases were equal to 18.8% and 21.8% for specimens strengthened with glass grid and steel wire grid reinforced PP-ECC panels, respectively, and for specimens strengthened with glass grid and steel wire grid reinforced PVA-ECC panels were equal to 24.7% and 28.6%, respectively. Also, according to the results, the ductility of RC beams strengthened with ECC panels increased. Based on the results, the displacement ductility index in the RC beams strengthened with glass grid and steel wire grid reinforced PP-ECC panels, increased by 71.6% and 84.8%, respectively, and in case of PVA fibers, these values were equal to 73.4% and 87.6%, respectively.
