بررسی تاثیر انواع الیاف در خواص رئولوژیکی بتن‌خودتراکم

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشکده مهندسی عمران و نقشه برداری، دانشگاه آزاد اسلامی، واحد قزوین، ایران

2 گروه مهندسی عمران، واحد قزوین، دانشگاه آزاد اسلامی، قزوین، ایران.

10.30478/jcsm.2020.208280.1137

چکیده

یکی از مهم‌ترین مباحثی که در بتن خودتراکم اهمیت زیادی دارد خواص رئولوژی بتن خودتراکم است اگر چه خواص مکانیکی و دوام نیز حائز اهمیت می‌باشد. به همین منظور، در این پژوهش به بررسی تاثیر انواع الیاف بر خواص رئولوژیکی بتن خودتراکم با استفاده از دستگاه رئومتر و مقایسه آن با آزمایش‌های سنتی(جریان اسلامپ، حلقه J، قیف V، جعبه L، جعبه U) پرداخته شده است. استفاده از الیاف در بتن خودتراکم باید به مقداری باشد که خواص رئولوژی بتن خودتراکم را از محدوده‌ی استاندارد خارج نکند. این بررسی بر روی 10 طرح مخلوط انجام شده است، به این صورت که یک طرح شاهد و 9 طرح، جداگانه داری الیاف‌های پلی‌پروپیلن، فولادی و شیشه در سه درصد 0/1، 0/15 و 0/2 حجم کل بتن است. نتایج این بررسی نشان می‌دهد با افزایش حجم الیاف در بتن خودتراکم باعث افزایش تنش های تسلیم دینامیکی و استاتیکی، گرانروی خمیری و تغلیظ می‌شود و در نتیجه باعث کاهش خواص رئولوژیکی خواهد شد. در طرح‌های 0/2 درصد الیاف‌ پلی‌پروپیلن و شیشه حداقل حدود EFNARC در آزمایش‌های کارایی می‌باشد و استفاده بیشتر از این نوع الیاف‌، بتن را از حالت خودتراکمی خارج می‌کند.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Influence of various fibers on rheology behavior of self-compacting concrete

نویسندگان [English]

  • mohammadhossein zolfagharzadeh 1
  • Reza Farokhzad 2
1 Faculty of Civil Engineering, Islamic Azad University, Qazvin, Iran
2 Department of Civil Engineering, Qazvin Branch, Islamic Azad University, Qazvin, Iran.
چکیده [English]

One of the most important issues that is of great importance in self-compacting concrete is the rheological properties of self-compacting concrete, however mechanical properties and durability also riquire significarlt considerations. The objective is to determine the maximum amount of fiber, where the workability of concrete is maintined. In this research 10 mix designs have been studied, in which one mix is considered as control and the rest contain 0.1, 0.15, 0.2 fiber percentages of steel, glass and polypropylene. The results on rheology behavior shows, when the percentage of fibers increase, the concrete efficiency decrease, and the yield stresses dynamic and static, plastic viscosity and Thixotropy increase and as a result it will reduce the rheological properties. In mixes with 0.2% polypropylene and glass fibers the minimum standard values for self-compacting concrete is reached whereas for more of fiber peruntage the self-compacting state is violated.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Self-Compacting Concrete
  • Fiber
  • Rheological properties
  • RHEOMETER
 

[1]Khaloo A, Raisi EM, Hosseini P, Tahsiri H. Mechanical performance of self-compacting concrete reinforced with steel fibers. Construction and Building Materials. 2014 Jan 31;51:179-86.

[2]ACI Committee 237. Self-consolidating concrete, ACI 237R-07. Farmington Hills: American Concrete Institute; 2007

[3]Moehle J., Seismic Design of Reinforced Concrete Buildings, McGraw-Hill Education, (2015)

[4]A. Kheyroddin, M. Dehghan, M. K. Sharbatdar, Structural Improvement of Shear Wall Coupled RC Beam Replaced with HPFRCC , Amirkabir J. Civil Eng., 50(3) 2018 471-484.

[5]Okamura, H., “Self-Compacting High-performance Concrete”. Concret  International, Vol.19, No.7, July 1997

[6]Sojoudiasli H, Heuzey MC, Carreau PJ. Rheological, morphological and mechanical properties of flax fiber polypropylene composites: influence of compatibilizers. Cellulose. 2014 Oct 1;21(5):3797-812.

[7]Pająk M, Ponikiewski T. The laboratory investigation on the influence of the polypropylene fibers on selected mechanical properties of hardened self-compacting concrete. Architecture Civil Engineering Environment. 2015;3:69-78

[8]Sivakumar VR, Kavitha OR, Arulraj GP, Srisanthi VG. An experimental study on combined effects of glass fiber and Metakaolin on the rheological, mechanical, and durability properties of self-compacting concrete. Applied Clay Science. 2017 Oct 1;147:123-7.

 [9]Ahmad S, Umar A. Rheological and mechanical properties of self-compacting concrete with glass and polyvinyl alcohol fibres. Journal of Building Engineering. 2018 May 1;17:65-74.

[10]Güneyisi E, Atewi YR, Hasan MF. Fresh and rheological properties of glass fiber reinforced self-compacting concrete with nanosilica and fly ash blended. Construction

and Building Materials. 2019 Jun 30;211:349-62.

[11]علی صدر ممتازی، رضا کهنی خشکبیجاری، امید لطفی عمران. خواص مهندسی و دوام بتن خود تراکم حاوی ذرات نانو سیلیس با رویکرد دستیابی به درصدهای بهینه الیاف. تحقیقات بتن. 28دی1394: دوره هشتم: شماره 2:34-19

[12] Ghoddousi, P., Shirzadi-Javid, A. A., and Lotfi , M.,. “The Effect of Amount and Type of Mineral Admixtures Admixtures on the yild stress and plastic viscosity of slef consolidating concretes”. Amirkabir journal of civil and environmental engineering, 2016 48(3), pp. 249-259.

[13] ASTM C33/C33M, Standard Specification for Concrete Aggregates.

[14] ASTM C192, Standard Practice for Making and Curing Concrete Test Specimens in the Laboratory.   

[15] EFNARC, "specification and Guidlines for self compacting concrete" ,http://www. efnarc. Org, February 2002

[16] EFNARC, "the European Guidelines for self-compacting concrete, pecification, production and use ", http://www. efnarc. Org , may 2005

[17] Wallevik, O. H. and Wallevik , J.E.; “Rheology as a Tool in Concrete Science: The Use of Rheographs and Workability Boxes,” Cement and Concrete Research Vol. 41,p.1279, 2011.

 [18] Koehler, E. P, Fowler D. W. “Development of a Portable Rheometer for Fresh Portland Cement Concrete.” RESEARCH REPORT ICAR –105-3F, 2004

[19] Banfill, P,  de Larrard, F, Sedran, T, Wallevik, O.” Comparison of concrete rheometers: International tests at LCPC.” U.S. Department of Commerce, 2001

[20]Yun KK, Choi SY, Yeon JH. Effects of admixtures on the rheological properties of high-performance wet-mix shotcrete mixtures. Construction and Building Materials. 2015 Mar 1;78:194-202.