مطالعه آزمایشگاهی اثر الیاف در بتن های الیافی در مقابل بارهای ضربه ای و مکانیکی

در پدیده ضربه در مسائل نظامی دو نوع بارگذاری می تواند رخ بدهد. یکی بار ضربه ای ناشی از برخورد اولیه جسم پرتابه با هدف و دیگری بار حرارتی ناشی از افزایش دمای هدف و پرتابه پس از نفوذ پرتابه در دال بتنی می باشد که نفوذ پرتابه در دال بتنی را افزایش می دهد. عوامل زیادی بر پاسخ هدف در برابر ضربه ی وارده موثر می باشند که برخی از آنها عبارتند از : سرعت پرتابه در زمان برخورد، ابعاد پرتابه، سختی سر پرتابه، شکل هندسی نوک پرتابه، زاویه برخورد پرتابه با هدف، جرم پرتابه وشرایط بارگذاری، هندسه و ابعاد هدف، شرایط مرزی هدف، مقاومت وسختی هدف، قابلیت جذب انرژی یا انعطاف پذیری سازه تا نقطه سیلان، طول پرتابه که بررسی همه آنها در این پایان نامه خارج از هدف آن می باشد. در بعضی از مسائل ممکن است نیروهای بزرگی در مدت کوتاه روی یک نقطه قطعه اثر کرده و به آن تغییر اندازه حرکت قابل ملاحظه ای بدهند. یک مشخصه مهم ضربه تولید نیروی نسبتا زیاد در نقطه برخورد در مدت زمان کوتاه می باشد. در مقایسه با بارهای متناوب دینامیکی، استهلاک اهمیت خیلی کمتری در کنترل پاسخ حداکثر یک سازه در مقابل بارهای ضربه ای دارد. البته نباید بارگذاری حرارتی را فراموش کرد ولی با توجه به نبود امکانات فقط بارگذاری ضربه ای مورد تحقیق قرار می گیرد. حال با توجه به تعریف های فوق ما می خواهیم تاثیر الیاف را بر بتن در مقابل بارهای ضربه ای مشاهده کنیم و تغییر مقاومت ها را مورد بررسی قرار دهیم بتن از مصالحی است که خواص مکانیکی آن شامل مقاومت فشاری، کششی و خمشی به آهنگ تغییرات کرنش بستگی دارد. در این میان بیشترین حساسیت بترتیب مربوط به مقاومت کششی، مقاومت خمشی و مقاومت فشاری میباشد. افزایش مقاومت بتن ظاهراً سبب کاهش حساسیت بتن به آهنگ تغییر کرنش میشود. افزایش آهنگ تغییرات کرنش، مود گسیختگی را از مود گسیختگی شکلپذیر خمشی در حالت شبه استاتیکی، به مود گسیختگی برشی ترد و شکننده تحت بارگذاری ضربه ای تغییر میدهد. در سازههای بتنی تحت بار ضربه، اولا ممکن است به گسیختگی ناگهانی و بدون هشدار سازه بیانجامد و ثانیا رفتار و مشخصات بتن در چنین شرایطی با آنچه در بارگذاری های نیمه استاتیک بدست آمده کاملا ً متفاوت خواهد بود. بنابراین استفاده از الیاف بتنی بجهت بهبود مقاومت کششی بتن و در نتیجه بهبود کرنش جانبی بتن قابل توجه می باشد. در این مقاله تاثیر سه نوع الیاف پروپیلن، شیشه و پلی اولوفین را (در درصدهای حجمی مختلف )در بتن را در مقاومت فشاری و کششی و ضربه ای مورد بررسی قرار گرفت و در نتیجه دیده شد که در یک درصد بهینه از هر کدام از الیاف کارایی و مقاومت مناسبی داریم و در درصد های کمتر و یا بیشتر با افت مقاومت و یا کاهش کارایی مواجه می شویم.