نشریه علمی پژوهشی مهندسی آبیاری و آب ایران

نشریه علمی پژوهشی مهندسی آبیاری و آب ایران

ارزیابی آزمایشگاهی تاثیر الیاف کولار در بهبود خصوصیات مقاومتی و نفوذپذیری بتن های حاوی نانوسیلیس

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان
صابر پیروتی 1
کمال رحمانی 2
1 گروه مهندسی عمران، واحد مهاباد، دانشگاه آزاد اسلامی، مهاباد، ایران
2 گروه مهندسی عمران، واحد مهاباد، دانشگاه آزاد اسلامی، مهاباد، ایران.
10.22125/iwe.2023.414738.1745
چکیده
یکی از ویژگی های بتن به عنوان یک ماده ترد، مقاومت کششی پایین و شکننده بودن آن است، بنابراین برای استفاده به عنوان اساسی ترین مصالح ساختمانی، نیاز به تقویت دارد. در بتن تقویت شده الیافی، هزاران الیاف کوچک در طول اختلاط به طور تصادفی در بتن پراکنده و توزیع می شوند، بنابراین خواص بتن را در تمام جهات بهبود می بخشند. در این تحقیق هدف بررسی نقش الیاف کولار در بهبود مقاومت فشاری، کششی و نفوذپذیری بتن نانوسیلیسی می‌باشد. نمونه‌های بتنی ساخته شده دارای 4 درصد نانوسیلیس و نسبت آب به سیمان در این طرح برابر 0.32 بوده و مقدار الیاف کولار 0، 0.10، 0.20، 0.30 و 0.40 درصد حجمی بتن مورد استفاده قرار گرفته است. نتایج آزمایش مقاومت فشاری نشان می‌دهد که در این آزمایشات با افزودن 0.10 درصد الیاف (درصد بهینه)، مقاومت فشاری در سنین 7، 28 و 90 روزه بترتیب به میزان 28، 24 و 23 درصد بهبود می‌یابد. از نتایج آزمایشات مقاومت کششی مشخص شد که با اضافه کردن 0.30 درصد الیاف (درصد بهینه)، مقاومت کششی نمونه‌ها به میزان 64 درصد افزایش نشان می‌دهد. آزمایش نفوذپذیری به روش عمق نفوذ (Penetration Method) انجام گرفت، که در نمونه‌های حاوی 0.20 درصد الیاف (درصد بهینه)، میزان نفوذپذیری آب 30 درصد بهبود نشان داد.
کلیدواژه‌ها
مقاومت فشاری
مقاومت کششی
نفوذپذیری
الیاف کولار
نانوسیلیس
موضوعات

عنوان مقاله English

The Experimental Assessment of the Impact of Kevlar Fibers in Improving the Resistance Properties and Permeability of Concretes Containing Nano-silica

نویسندگان English

Saber Piroti 1
Kamal Rahmani 2
1 Assistant Professor, Department of Civil Engineering, Mahabad Branch, Islamic Azad University, Mahabad, Iran.
2 Assistant Professor, Department of Civil Engineering, Mahabad Branch, Islamic Azad University, Mahabad, Iran.
چکیده English

One of the characteristics of concrete as a brittle material is its low tensile strength and brittleness, so it needs to be strengthened to be used as the most basic building material. In fiber-reinforced concrete, thousands of tiny fibers are randomly scattered and distributed throughout the concrete during mixing, this improves the properties of the concrete in all respects. In this research, the aim is to investigate the role of Kevlar fibers in improving the compressive resistance, tensile strength and permeability of Nano-silica concretes. The concrete samples made have 4% of Nano-silica and the ratio of water to cement in this design is equal to 0.32 and the amount of Kevlar fibers used is 0, 0.10, 0.20, 0.30 and 0.40% by volume of concrete. The results of the compressive resistance test show that in these tests, by adding 0.10% of fibers (optimal percentage), the compressive resistance improves by 28, 24, and 23% at the ages of 7, 28, and 90 days, respectively. From the results of the tensile strength tests, it was found that by adding 0.30% of fibers (optimal percentage), the tensile strength of the samples increases by 64%. The permeability test was performed using the Penetration Method, which showed a 30% improvement in water permeability in samples containing 0.20% of fibers (optimal percentage).

کلیدواژه‌ها English

Compressive Resistance
Tensile Strength
Permeability
Kevlar Fibers
Nano-silica
 
ASTM C136, 2010. Standard Specification for Standard Sand, Annual Book of ASTM standards.
ASTM C143-78, 2010. Standard Test Method for Slump Experiment of Concrete.
ASTM C496, 2010. Standard Test Method for Splitting Tensile Strength of Cylindrical Concrete Specimens.
ACI Committee 211, 2009. Standard Practice for Selecting Proportions for Normal, Heavyweight and Mass Concrete, American Concrete Institute, USA.
Alsadey, S., Salem, M., 2016. Influence of polypropylene fiber on strength of concrete. American Journal of Engineering Research, vol. 5(7), pp. 223-226.
Afroughsabet, V., Ozbakkaloglu, T., 2015. Mechanical and durability properties of high strength concrete containing steel and polypropylene fibers. Construction and Building Materials, vol. 94, pp. 73-82.
BS 1881: Part 116, 1983. Testing Concrete: Method for Determination of Compressive Strength of Concrete Cubes, British Standard Institution, London.
Behfarnia, K., Behravan, A., 2014. Application of high performance polypropylene fibers in concrete lining of water tunnels. Materials and Design, vol. 55, pp. 274-279.
Caggiano, A., Gambarelli, S., Martinelli, E., Nistico, N., Pepe, M., 2016. Experimental characterization of the post-cracking response in hybrid steel/polypropylene fiber-reinforced concrete. Construction and Building Materials, vol. 125, pp. 1035-1043.
Grdic, Z., Toplicic Curcic, G., Ristic, N., Despotovic, I., 2012. Abrasion resistance of concrete micro-reinforced with polypropylene fibers. Construction
ISO 1920-5, 2012. Testing of Concrete-Part 5: Properties of Hardened Concrete other than Strength, Article 5 of this standard specifies the procedure for determination of the depth of penetration of water under pressure.
Kakooei, S., Md-Akil, H., Jamshidi, M., Rouhi, J., 2012. The effects of polypropylene fibers on the properties of reinforced concrete structures. Construction and Building Materials, vol. 27, pp. 73-77.
Karatas, M., Gunes, A., 2015. Engineering properties of self-compacting concrete produced by polypropylene and steel fiber. Periodica Polytechnica Civil Engineering, vol. 59(2), pp. 95-102.
Lee, J.H., Cho, B., Choi, E., Kim, Y.H., 2016. Experimental study of the reinforcement effect of macro-type high strength polypropylene on the flexural capacity of concrete. Construction and
Piroti, S., Najarchi, M., Hezavehi, E., Najafizadeh, M.M., Mirhosseini, S.M., 2020. The experimental assessment of the effect of polypropylene fibers on the improvement of Nano-silica concrete behavior. Scientia Iranica, vol. 27(2), pp. 682-692.
Rahmani, K., Piroti, S., Ghameian, M., 2020. Analysis of the Effect of Kevlar Fibers on Abrasion Resistance, Flexural Strength and Hydraulic Conductivity Coefficient of Silica Fume Concretes. Iranian Journal of Science and Technology, Transactions of Civil Engineering, vol. 44(2), pp. 669–674.
Smarzewski, P., Barnat-Hunek, D., 2017. Property assessment of hybrid fiber-reinforced ultra-high- performance concrete. International Journal of Civil Engineering, vol. 52, pp. 17-25.
Sadrmomtazi, A., Fasihi, A., 2010. Influence of Polypropylene Fibers on the Performance of Nano-Sio2-Incorporated Mortar. Iranian Journal of Science and Technology, Transaction B: Engineering, vol. 34, pp. 385-395.