بررسی رفتار ضربه ای بتن‌های الیافی ماکروسنتتیک با دورپیچ کامپوزیت GFRP

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استاد ممتاز دانشکده عمران دانشگاه سمنان

2 دانشجوی کارشناسی ارشد سازه، دانشگاه سمنان

3 دانشجوی کارشناسی ارشد سازه، موسسه رشد دانش

10.30478/jcsm.2020.169501.1110

چکیده

در این مقاله اثر مقاومت فشاری، اثر الیاف ماکروسنتتیک با نام MEX-200 و درصد آن، اثر محصورشدگی نمونه-های استوانه‌ای بتنی در برابر ضربه وارد بر اثر سقوط آزاد وزنه به جرم مشخص به صورت کار آزمایشگاهی بررسی می‌شود و مقدار تخریب بتن مورد مطالعه قرار می‌گیرد. تعداد نمونه های مورد آزمایش 54 عدد نمونه استوانه ای می باشدکه با مقاومت 20، 30 و 40 مگاپاسکال و 1، 5/1 و 2 درصد الیاف طبقه بندی می شوند. وزن نمونه‌ها قبل از ضربه و بعد از ضربه ثبت می‌شود. در آزمایش ضربه، نمونه ها تحت اثر دو وزنه 7/46 کیلوگرم و 8/66 کیلو گرم قرار می گیرند. برای محصورشدگی نمونه ها از GFRP با یک لایه و با زاویه 90 درجه استفاده شده است. نتایج آزمایشات نشان می‌دهد برای نمونه‌های با مقاومت 20، 30و 40 مگاپاسکال با 1 و 5/1 درصد الیاف به‌ترتیب 33، 25 و 20 درصد، با 2 درصد الیاف 66، 50، 40 درصد افزایش تعداد ضربه نسبت به نمونه بدون الیاف مشاهده می‌شود. برای نمونه های با مقاومت 20، 30و 40 مگاپاسکال با دورپبچ به‌ترتیب 500، 400 و 340 درصد و برای 1 درصد الیاف 530، 425 و 360 درصد برای 5/1 درصد الیاف 566، 450 و 360 درصد برای 2 درصد الیاف 600، 475 و 400 درصد افزایش تعداد ضربه مشاهده می‌شود.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Investigation of Fiber Concrete Behavior with Macro Synthetic Fibers with GFRP Screw under Striking Load

نویسندگان [English]

  • Ali kheyroddin 1
  • mehdi vahidpour 2
  • morteza binesh 3
1 1Distinguished professor, Civil Engineering Faculty, Semnan University, Iran
2 Graduate student, Civil Engineering Faculty, Semnan University, Iran
3 Graduate student, Civil Engineering Faculty, Roshd Danesh insitution, Iran
چکیده [English]

In this paper, the effect of compressive strength, the effect of macrosynthetic fibers named MEX-200 and its percentage, the effect of confinement of concrete cylinders on impact due to free fall of weights to specified mass is investigated in laboratory and the amount Concrete destruction is studied. The number of specimens tested is 54 cylindrical specimens classified with 20, 30 and 40 MPa resistance and 1, 1.5 and 2% fibers. Specimen weights are recorded before and after impact. In the impact test, the specimens were affected by two weights of 46.7 kg and 66.8 kg. GFRP with a one layer with a 90 degree angle was used to confine the samples. Experimental results show that for samples with 20, 30 and 40 MPa resistances with 1 and 1.5% fibers 33%, 25% and 20% with 2% 66%, 50% and 40% fiber increase respectively. Sample without fibers is observed. For specimens with 20, 30 and 40 MPa with screw 500, 400 and 340% for 1% fibers of 530, 425 and 360% for 1.5% of 566, 450 and 360% fibers for 2% of 600 fibers, 475% and 400% increase in the number of impacts.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Fiber
  • Confinement
  • GFRP
  • Free fall
  • Impact
  • Compressive strength
  • macrosynthetic
1- Darwish, F. A., Oliveira, T. M., Coura, C. G., Kitamura, S., Barbosa, M. T. G., Santos, W.,"Influence of Fiber Ratio in the Size Effect", Proceedings, Int'l Conference Concrete: Construction's sustainable option, Dundee, UK, 2008, pp 123-130.

2- M., Nili; V., Afrough-Sabet; An Experimental and Numerical Study on How Steel and Polypropylene Fibers Affect the Impact Resistance in Fiber-reinforced Concrete, International Journal of Impact Engineering, Vol. 46, pp. 62-73, 2009.

3- ACI Committee 544, State-of-the-Art Report on Fiber reinforced Concrete, ACI Committee 544 Report 544.1R- 96., Detroit: American Concrete Institute, 1996.

4- M. C., Nataraja; T. S., Nagaraj; S. B., Basavaraja; Report portioning of Steel Fiber Reinforced Concrete Mixes and their Impact Resistance, Cement Concrete Res., Vol. 35, No. 12, pp. 2350-2359, 2005.

5- Farnam Y. “Experimental and numerical study of impact behavior of composite panels based on fiber reinforced high performance cementitious materials”, Thesis of Master of Science in Civil Engineering, Tehran University, Iran, 2007.

6- T. L., Teng; Y. A., Chub; F. A., Chang, B. C., Shen, D. S., Cheng; Development and Validation of Numerical Model of Steel Fiber Reinforced Concrete for High velocity Impact, Computational Materials Science, Vol. 42, pp. 90-99, 2008.

7 – بتن های الیافی، تالیف انجمن سیمان پرتلند (PCA)، مترجم نیره اکبرزاده، انتشارات نشر نوآور، 1396.

8- Goldfein, S., “Fiberous Reinforcement for Portland Cement.,” Modern Plastics, Vol.42, No. 8, 1965, pages 156-160

9- Mirmiran, A. and Shahawy, M., "Dilation characteristics of confined concrete", Mechanics of Cohesive-frictional Material, Vol.2, 237-249, 1997

10- Samaan, M., Mirmiran, A., and Shahawy, M., "model of concrete confined by fiber composite" structural engineering (ASCE), Vol. 124, No. 9, pp. 10251031. 1998

11- Xiao, Y. and Wu, H., “Compressive behavior of concrete confined by carbon fiber composite jackets”, Journal if Material in civil Engineering, 12(2), pp.139-146

12-M. Fakharifar, A.Dalvand, M. Arezoumandi ,M. K. Sharbatdar, G. Chen ,A. Kheyroddin (2014).   “Mechanical Properties Of High Performance Fiber Reinforced Cementitious Composites” Construction and building materials,71 (2014) 510-520

13- H. Sadraie, A. Khaloo, H. Soltani,. “Dynamic Performance of Concrete Slabs Reinforced with Steel and GFRP Bars Under Impact Load”, Engineering Structure: Eng, Vol 191, pp. 62-81, 2019.

14 – ج‍ی‌.ال‌ م‍ری‍ام‌، ال‌ ج‍ی‌. گ‍ری‍گ‌ .؛‌ 1386، دی‍ن‍ام‍ی‍ک‌ م‍ک‍ان‍ی‍ک‌ م‍ه‍ن‍دس‍ی‌. ع‍ل‍ی‌ س‍ی‍ن‍ای‍ی‌، انتشارات جهان فردا، مشهد، ایران:712 صفحه.

15- ASTM Committee, standard test method for measuring the damage resistance of a fiber reinforced polymer matrix composite to a Drop-weight impact event, 2012.