تأثیر میکروسیلیس بر خصوصیات فیزیکی و کششی بتن مسلح با الیاف میکرو

این تحقیق تأثیر میکروسیلیس (MS) را بر رفتار کششی و خمشی بتن مسلح با الیاف میکروکربن (MCF) با عملکرد بالا (HPC) بررسی می‌کند. دوازده مخلوط بتنی با شش دوز مختلف MCF (0٪، 0.15٪، 0.25٪، 0.5٪، 0.75٪ و 1٪) با و بدون MS طراحی شد. خواص مورد بررسی شامل مقاومت فشاری، مقاومت کششی شکافتی، رفتار بار-خیز، سرعت پالس اولتراسونیک و جذب آب بود. مشخص شد که بدون افزودن MS، MCF سهم اسمی در بهبود خواص مکانیکی دارد. با این حال، کارایی الحاق MCF به دلیل افزودن MS به طور چشمگیری بهبود یافت. الحاق MCF در دوز بهینه (0.5٪ تا 0.75٪ حجمی) به ترتیب ۳۲٪ و ۶٪ بهبود خالص در مدول گسیختگی با و بدون MS نشان داد. اثر میکروپرکنندگی و پوزولانی ذرات MS باعث افزایش مقاومت چسبندگی و کارایی میکروفیلامنت‌های MCF شد. الحاق MS همچنین باعث تأخیر در شکست HPC مسلح شده با الیاف تحت بارگذاری خمشی می‌شود. این ماده با به عنوان ژل میکروسیلیس به بتن اضافه می شود و کیفیت و مقاومت بتن را بهبود می بخشد.

مواد و روش‌ ها

• سیمان: سیمان نوع I ASTM از کارخانه Maple Leaf در میانوالی، پاکستان.
• میکروسیلیس (MS): با سطح ویژه حدود ۲۷۰۰۰ متر مربع بر کیلوگرم، به عنوان جایگزین سیمان.
• سنگدانه‌ها: درشت‌دانه با حداکثر اندازه ۱۲.۵ میلی‌متر و ماسه سیلیسی ریز (ماسه Lawrancepur).
• الیاف میکروکربن (MCF): با قطر ۷ میکرومتر و طول ۱۵ میلی‌متر.
• فوق روان‌ کننده بتن: Viscocrete 3110 برای بهبود کارایی بتن.
• دو خانواده مخلوط بتنی: ۰٪ و ۷.۵٪ MS با مقادیر مختلف MCF. مخلوط شاهد (CM) با هدف دستیابی به مقاومت فشاری ۶۵-۷۰ مگاپاسکال در ۲۸ روز.

برای خرید محصولات بتن شیمی خاتم با 22924145-021 تماس بگیرید.

نتایج و بحث

• مقاومت فشاری: افزودن MS مقاومت فشاری را افزایش داد. دوز بهینه MCF همچنان ۰.۵٪ حجمی بود که باعث بهبود ۱۰٪ در مقاومت فشاری در مقایسه با MCF0/MS شد (شکل ۹). MS اثرات منفی حجم بالای MCF را کاهش داد و بهبود مقاومت پیوندی بین الیاف و ماتریس را به همراه داشت.
• مقاومت کششی شکافتی: افزودن MS باعث افزایش ۹٪ مقاومت کششی شکافتی HPC شد. MS پیوند بین ماتریس چسباننده و سنگدانه‌ها را تقویت کرد. الحاق ۰.۲۵٪، ۰.۵٪، ۰.۷۵٪ و ۱٪ MCF به ترتیب به بهبود خالص ۱۲٪، ۲۶٪، ۲۱٪ و ۲۵٪ در مقاومت کششی شکافتی منجر شد. MCF نسبت به مقاومت فشاری تأثیر بیشتری بر مقاومت کششی شکافتی داشت.
• رفتار بار-خیز: با استفاده از MS، مقاومت کششی در دوزهای ۰.۵٪ و ۱٪ حجمی MCF به ترتیب ۳۰٪ و ۴۴٪ افزایش یافت. بیشترین بهره‌برداری از الیاف در حدود ۰.۵٪ حجم مشاهده شد. نمونه‌های تقویت‌شده با MCF دارای مقاومت کششی باقی‌مانده پس از اوج بار بودند که نشان‌دهنده بهبود چقرمگی در برابر گسترش ترک است (شکل ۱۰).
• شکل ۷: رفتار بار-خیز نمونه‌های بتن الیافی (FRC).

نتیجه‌گیری

افزودن میکروسیلیس (MS) عملکرد بتن HPC تقویت‌شده با الیاف میکروکربن (MCF) را به طور چشمگیری بهبود بخشیده و باعث ارتقاء خواص مکانیکی و دوام بتن می‌شود. دوز بهینه MCF برای بهبود عملکرد حدود ۰.۵٪ تا ۰.۷۵٪ حجمی تعیین شد. تحقیقات بیشتر درباره برهم‌کنش افزودنی‌های معدنی با HPC تقویت‌شده با الیاف پیشنهاد می‌شود.