تعیین آزمایشگاهی خصوصیات مکانیکی کامپوزیت‌های سیمانی الیافی توانمند

کامپوزیت­های سیمانی الیافی به‌صورت موادی مرکب با دو مؤلفه اصلی شامل الیاف و ملات تعریف می‌شوند. الیاف و ملات به سبب وجود پیوستگی با یکدیگر کار می­کنند که منجر به تشکیل یک کامپوزیت قوی می­گردد. کامپوزیت­های سیمانی الیافی توانمند (HPFRCC) یک نوع خاص از کامپوزیت­های سیمانی الیافی هستند که علامت مشخصه­ی آن‌ها رفتار سخت‌شوندگی کرنش درکشش پس از اولین ترک­خوردگی است. هدف از این مقاله درک بهتر رفتار سخت‌شوندگی کرنش در کامپوزیت‌های سیمانی الیافی توانمند تحت بارهای فشاری تک‌محوری، خمش چهار نقطه‌ای و برش خالص است. پارامترهای مؤثر در این پژوهش نوع الیاف و مسیر بارگذاری است. در این آزمایش‌ها از سه نوع الیاف شامل الیاف فولادی قلاب‌دار، الیاف فولادی موجدار، الیاف پلی‌پروپیلن، به‌صورت الیاف تنها و ترکیبی با میزان حجمی 5/1% در مخلوط ملات استفاده شده است. جهت دستیابی به رفتار سخت‌شوندگی کرنش قابل‌قبول نسبت‌های اختلاطی مختلفی موردبررسی قرار گرفته است و بهترین طرح اختلاط معرفی گردیده است. مسیرهای بارگذاری انتخاب‌شده شامل بارگذاری فشاری تک‌محوری، خمش چهار نقطه‌ای و برش خالص است. خصوصیات مکانیکی در فشار با استفاده از نمونه‌های استوانه‌ای تعیین شده است. آزمایش‌های خمش چهار نقطه‌ای بر روی نمونه‌های منشوری بدون شکاف و آزمون‌های برش مستقیم بر روی نمونه‌های شکاف دار (جهت کاهش سطح مقطع با گسیختگی اجباری) انجام شده است. نتایج به‌دست‌آمده از آزمایش‌ها، جهت ارزیابی تأثیر نوع الیاف، بر طاقت خمشی، برشی و شکل‌پذیری در فشار مورد آنالیز بیشتر قرارگرفته‌اند. نتایج نشان می‌دهد که خصوصیات مکانیکی HPFRCC، افزایش قابل‌توجهی نسبت به بتن معمولی در آن‌ها ایجاد می‌گردد. استفاده از HPFRCC با توجه به عملکرد مناسب در فشار، کشش و برش می‌تواند به‌عنوان راهکاری به‌منظور جلوگیری از تراکم آرماتور، کاهش میزان زیاد آرماتورهای عرضی در اتصالات تیر به ستون و افزایش ظرفیت برشی و شکل‌پذیری اعضا باشد.