عنوان پایان‌نامه
بهبود خواص مکانیکی و پایانی بتن در سازه های هیدرولیکی بااستفاده از الیاف
- رشته تحصیلی
- مهندسی عمران - سازه‌های هیدرولیکی
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس یک فنی شماره ثبت: 1649;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 53624
- تاریخ دفاع
- ۰۲ مرداد ۱۳۹۱
- دانشجو
- بهنام کیانی
- استاد راهنما
- محمد شکرچی زاده
- چکیده
- سازه¬های هیدرولیکی علاوه بر بارهای مکانیکی شامل بارهای استاتیکی و دینامیکی می¬تواند در معرض عواملی نظیر آسیب‌دیدگی ناشی از پدیده کاویتاسیون، فرسایش ناشی از سایش، سیکل¬های ذوب و انجماد، ترک‌های ناشی از جمع‌شدگی قرار گیرند، بنابراین توجه به کیفیت و پایایی بتن¬های مورد استفاده در این نوع سازه¬ها امری مهم و حیاتی است. با توجه به عوامل ذکر شده در بالا و قابلیت¬های ارزشمند بتن¬های الیافی از جمله مقاومت در برابر سیکل¬های ذوب و انجماد، مقاومت در برابر ضربه و کنترل ترک¬های ناشی از جمع¬شدگی و بارگذاری، استفاده از این نوع بتن¬ها در سازه¬های هیدرولیکی مورد توجه طراحان قرار گرفته است. امروزه با رشد روزافزون ساخت سازه¬های هیدرولیکی در کشورمان نیاز به تحقیق در خصوص کاربرد بتن¬های حاوی الیاف در سازه¬های هیدرولیکی امری ضروری به نظر می¬رسد. در پایان¬نامه حاضر تلاش شده است تا با انجام آزمایش¬هایی عملکرد انواع الیاف¬ فولادی، شیشه-ای، پلی¬پروپیلن و سلولزی در بتن با رویکرد استفاده در سازه¬های هیدرولیکی بررسی شود. بنابراین تأثیر این الیاف در آزمایش¬هایی مانند مقاومت فشاری و خمشی، مقاومت در برابر ضربه، نفوذ پذیری، جمع¬شدگی ناشی از خشک¬شدگی و مقاومت در برابر سیکل¬های ذوب و انجماد مورد بررسی قرار گرفته است. از حیث ویژگی¬های مکانیکی شامل مقاومت خمشی و مقاومت در برابر ضربه، بتن¬های حاوی الیاف عملکرد بهتری نسبت به نمونه فاقد الیاف داشته و در بین الیاف مورد آزمایش الیاف فولادی و پلی¬پروپیلن بهترین عملکرد را داشته¬اند. در بعد ویژگی¬های دوام بتن¬های حاوی الیاف، بطور کلی در آزمایش¬های انجام شده افزایش نفوذ پذیری مشاهده شده و بیشترین نفوذ پذیری مربوط به نمونه حاوی الیاف فولادی است. این در حالی است که در آزمایش مقاومت در برابر سیکل های ذوب و انجماد نمونه های حاوی الیاف مقاومت بیشتری از خود نشان دادند. نتایج آزمایش جمع شدگی ناشی از خشک شدگی نمونه¬های حاوی الیاف نسبت به نمونه فاقد الیاف نشان دهنده تأثیر مثبت الیاف در کاهش جمع شدگی می باشد.
- Abstract
- This thesis investigates the effects of addition of polypropylene, glass, cellulose and steel fibers on durability and mechanical properties of fiber reinforced concrete in hydraulic structures. In this study, glass, polypropylene, cellulose and steel fiber were used in volume fractions of 0.125%, 0.125%, 0.125% and 0.5% respectively. The durability tests contain; determination oxygen permeability, resistance of concrete against freeze and thaw, water depth penetration, resist chloride ion penetration and free shrinkage. Moreover, mechanical properties of the FRCs such as compressive strength, flexural strength and impact resistance strength were measured. Based on test results, fibers haven’t affected the compressive strength. It is also concluded that all fiber reinforced concrete have higher flexural than plain concrete. However, the best results were observed in steel fibers. Steel and Polypropylene fiber have increased the flexural strength by around 28% compared to plain concrete. Fiber reinforcement is particularly effective in improving the performance of concrete under dynamic loading such as impact, fatigue and earthquakes. This is mainly due to the higher strain capacity and load bearing capacity in the post-cracking zone. The addition of fibers significantly improves the impact resistance of concrete. For PFRC, the first crack and failure strength increased by 50% and 55% compared to plain concrete, respectively. In the case of SFRC, first crack and failure strength increased by 1.2 and 3 times compared to PFRC. The results also indicate that the ability to absorb energy and delay the ultimate failure increased dramatically with the addition of steel fibers. The failure of plain concrete occurred in a brittle manner, while for the fiber reinforced specimens, the failure involves multiple cracking and crushing. It should be noted that the mode of failure depended on the fiber properties such as ductility, shape, and aspect ratio. Test results indicate that steel fibers increase both gas and water permeability and have the lowest resist chloride ion penetration. In addition, steel fibers improved scaling resistance more than the other fibers.
