جاده

جاده

مطالعه آزمایشگاهی مقاومت کششی و فشاری بتن پیش‌آکنده مسلح به الیاف

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
1 دانشجوی دکتری، گروه مهندسی عمران، دانشکده مهندسی، دانشگاه بوعلی سینا، همدان، همدان، ایران
2 دانشیار، گروه مهندسی عمران، دانشکده مهندسی، دانشگاه بوعلی سینا، همدان، همدان، ایران
3 دانشیار، دانشکده مهندسی صنایع، دانشگاه علم و صنعت ایران، تهران، ایران و گروه مهندسی مکانیک، دانشکده مهندسی، دانشگاه فنی گبزه، 41400 گبزه، کوجایلی، ترکیه
چکیده
بتن پیش‌آکنده نوع خاصی از بتن است که ابتدا، سنگدانه‌های درشت درون قالب جایگذاری شده و سپس ملات سیمان به همراه ریزدانه، جهت پر کردن فضای خالی سنگدانه‌ها درون قالب ریخته می‌شود. در این پژوهش، مقاومت فشاری و کششی بتن پیش‌آکنده مسلح به الیاف، بصورت آزمایشگاهی مورد بررسی قرار گرفته‌است. از این رو سه نوع الیاف فلزی صنعتی، الیاف فلزی بازیافتی از لاستیک و همچنی الیاف فورتافررو ، هر کدام با سه میزان درصد حجمی مختلف، مورد استفاده قرار گرفتند. بدین ترتیب که، میزان 1، 5/1 و 2 درصد برای الیاف فلزی صنعتی و الیاف فورتافررو و 33/0، 66/0 و 1 درصد برای الیاف فلزی بازیافتی از لاستیک در نظر گرفته شد. نتایج آزمایش نشان داد که استفاده از هر سه نوع الیاف به طور کلی مقاومت کششی و فشاری بتن پیش‌آکنده را افزایش می‌دهد. همچنین، با مقایسه نتایج تاثیر الیاف فلزی بازیافتی از لاستیک و فلزی صنعتی بر روی مقاومت فشاری و کششی، مشاهده شد که در در صد‌های پایین، این دو الیاف تاثیر نسبتا یکسانی در بهبود مقاومت فشاری و کششی بتن پیش‌آکنده دارند. این در حالی است که در درصدهای بالاتر، تاثیر الیاف فلزی صنعتی در بهبود خواص ذکر شده بیش‌تر است.
کلیدواژه‌ها

Industry Pocket Guide, The European Automobile Manufacturers Association.
-Abdelgader, H. and A. Elbaden (2014). Concreting method that produce high modulus of elasticity. MATEC Web of Conferences, EDP Sciences.
-Abdelgader, H. S. and A. Ben-Zeitun (2004).­Effect of grout proportions on tensile strength of two-stage concrete measured by split and double-punch tests. Structural Concrete 5(4). 173-177.
-Abdelgader, H. S. and J. Górski (2003). Stress-strain relations and modulus of elasticity of two-stage concrete. Journal Of Materials In Civil Engineering 15(4), 329-334.
-Ahmad, J., O. Zaid, C. L.-C. Pérez, R. Martínez-García and F. López-Gayarre (2022). Experimental research on mechanical and permeability properties of nylon fiber reinforced recycled aggregate concrete with mineral admixture. Applied Sciences, 12(2): 554.
-Althoey, F., O. Zaid, J. de-Prado-Gil, C. Palencia, E. Ali, I. Hakeem and R. Martínez-García (2022). Impact of sulfate activation of rice husk ash on the performance of high strength steel fiber reinforced recycled aggregate concrete. Journal of Building Engineering 54: 104610.
-Amran, Y. M., R. Alyousef, H. Alabduljabbar, M. Khudhair, F. Hejazi, A. Alaskar, F. Alrshoudi and A. Siddika (2020). Performance properties of structural fibred-foamed concrete. Results in Engineering 5: 100092.
-Awal, A. (1984). Manufacture and properties of prepacked aggregate concrete. Masters Res. Thesis, Faculty of Eng., Civil, and Environmental Eng., University of Melbourne.
-Bicer, K., H. Yalciner, A. P. Balkıs and A. Kumbasaroglu (2018). Effect of corrosion on flexural strength of reinforced concrete beams with polypropylene fibers. Construction and Building Materials 185: 574-588.
-Das, K. K., E. S. Lam and H. H. Tang (2021). Partial replacement of cement by ground granulated blast furnace slag and silica fume in two stage concrete (preplaced aggregate concrete). Structural Concrete 22: E466-E473.
-Evans, A. and R. Evans (2006). The composition of a tyre: typical components. The Waste & Resources Action Programme 5.
-Hasan-Nattaj, F. and M. Nematzadeh (2017). The effect of forta-ferro and steel fibers on mechanical properties of high-strength concrete with and without silica fume and nano-silica. Construction and Building Materials 137: 557-572.
-Marcos-Meson, V., A. Michel, A. Solgaard, G. Fischer, C. Edvardsen and T. L. Skovhus (2018). Corrosion resistance of steel fibre reinforced concrete-A literature review. Cement and Concrete Research 103, 1-20.
-Mohammadhosseini, H., M. M. Tahir, A. Alaskar, H. Alabduljabbar and R. Alyousef (2020). Enhancement of strength and transport properties of a novel preplaced aggregate fiber reinforced concrete by adding waste polypropylene carpet fibers. Journal of Building Engineering 27: 101003.
-Nehdi, M. L., M. F. Najjar, A. M. Soliman and T. M. Azabi (2017). Novel eco-efficient Two-Stage Concrete incorporating high volume recycled content for sustainable pavement construction. Construction and Building Materials 146: 9-14.
-Nematzadeh, M. and A. Baradaran-Nasiri (2019). Mechanical performance of fiber-reinforced recycled refractory brick concrete exposed to elevated temperatures. Computers and Concrete, An International Journal, 19-35.
-Nematzadeh, M. and S. Fallah-Valukolaee (2017). Effectiveness of fibers and binders in high-strength concrete under chemical corrosion. Structural Engineering and Mechanics, An Int'l Journal 64(2): 243-257.
-O’Malley, J. and H. S. Abdelgader (2010). Investigation into viability of using two-stage (pre-placed aggregate) concrete in Irish setting. Frontiers of Architecture and Civil Engineering in China 4: 127-132.
-Papakonstantinou, C. G. and M. J. Tobolski (2006). Use of waste tire steel beads in Portland cement concrete. Cement and Concrete Research 36(9): 1686.
-Rajabi, A. M., F. Omidi Moaf and H. S. Abdelgader (2020). Evaluation of mechanical properties of two-stage concrete and conventional concrete using nondestructive tests. Journal of Materials in Civil Engineering 32(7): 04020185.
-Standards, A. S. o. T. a. M. (2003). ASTM C 33. Standard specification for concrete aggregates.
-Stodola, P. R., D. Akers, J. Bennet Jr, A. Cheff, T. Clapp, J. Cope and D. Green (1992). Guide for the use of preplaced aggregate concrete for structural and mass concrete applications. ACI Mater. J 88, 650-668.
-Ahmed, S., Elshazli, M. T., Zaghlal, M., Alashker, Y., & Abdo, A. (2024). Improving Shear Behavior of Rubberized Concrete Beams through Sustainable Integration of Waste Tire Steel Fibers and Treated Rubber. Journal of Building Engineering, 110649.     
-Alsaif, A., Albidah, Abdulrahman. (2024). Production of rubberized concrete utilizing reclaimed asphalt pavement aggregates and recycled tire steel fibers. Structures.           
-Chaaban, S., Temsah, Y., Jahami, A., & Darwiche, M. (2024). Structural Response of Post-Tensioned Slabs Reinforced with
Forta-Ferro and Conventional Shear Reinforcement under Impact Load. Fibers, 12(10), 79.
-Karimi, H. R., Ebneabbasi, P., Shahni Karamzadeh, N., & Khedri, E. (2023). Effect of water to cement (W/C) ratio and age on mechanical behavior of tire‐recycled steel fiber reinforced concrete. Structural Concrete, 24(2), 2460-2474.     
-Murali, G., Karthikeyan, K., Senthilpandian, M., Wong, L. S., Abid, S. R., & Kumar, A. H. (2024). Synergistic effects of graphene oxide, steel wire mesh and fibers on the impact resistance of preplaced aggregate concrete. Journal of Building Engineering, 95, 110363.
Murao K, A. H. (2003). Development of Low-maintenance Tracks. Journal of east Technical Review.
-Ravichandran, D., Prem, P. R., Kaliyavaradhan, S. K., & Ambily, P. (2022). Influence of fibers on fresh and hardened properties of Ultra High Performance Concrete (UHPC)—A review. Journal of Building Engineering, 57, 104922.
-Reddy, S. V. B., & Rao, P. S. (2020). Experimental studies on mechanical properties and impact characteristics of ternary concrete with steel fiber. Materials Today: Proceedings, 27, 788-797.     
-Saleh, Majed Ali, Su, Zhihao, & Zhang, J. (2024). Novel sustainable steel fiber reinforced preplaced aggregate concrete incorporating Portland limestone cement. Scientific Reports, 14(1), 10937.
-Senesavath, S., Salem, A., Kashkash, S., Zehra, B., & Orban, Z. (2022). The effect of recycled tyre steel fibers on the properties of concrete. Pollack Periodica, 17(1), 43-49.
-Takahashi T, I. K., Fuchigami S, Momoya Y. (2012). Development of Pre-Packed Concrete
Trackbed for Shinkansen. Railway Technical Research Institute Report.