بررسی مقاومت ضربه ای بتن الیافی در بارگذاری شبه استاتیکی و دینامیکی

بتن همواره بعنوان ماده ای مقاوم و مناسب در طراحی و ساخت سازه های مقاوم در برابر نفوذ وانفجار مورد استفاده قرار گرفته است و کاربردهای اخیر آن در ساخت سازه های استراتژیک، باعث شده است که توجه به تحقیق در خصوص رفتار بتن در مقابل ضربه بیش از پیش تشدید گردد. در پژوهش حاضر اثر نسبت آب به سیمان، افزودن الیاف فولادی و دوده سیلیسی بر رفتار بتن در برابر ضربه شبه استاتیکی (سرعت برخورد 3متر بر ثانیه) و دینامیکی (1140-600 متر بر ثانیه) بررسی شده است. به منظور دستیابی به بتن های با رده مقاومت معمولی و زیاد، به ترتیب دو نسبت آب به سیمان 45/0 و 3/0 در نظر گرفته شده است و در هر یک از دو نسبت آب به سیمان چهار طرح که حاوی یک درصد الیاف فولادی، هشت درصد دوده سیلیسی و ترکیب این دو افزودنی بوده اند ساخته شده است. آزمایش های مقاومت فشاری، مقاومت کششی، تنش – کرنش و نیز ضربه های شبه استاتیکی(مطابق aci544) و دینامیکی(بروش پرتابه نفوذ کننده) بر روی آزمونه های مرتبط با هر طرح انجام گرفته است. نتایج آزمایش ضربه شبه استاتیکی حاکی از آن است که مقاومت فشاری آزمونه ها می تواند ملاک مطمئن تری برای ارزیابی مقاومت ضربه ای باشد. همچنین مشخص شده است که اثر عوامل مورد بررسی بر نتایج آزمایش تنش کرنش با آزمایش ضربه شبه استاتیکی مطابقت مناسبی دارد، به طوری که در هر دو آزمایش بیشترین اثر افزایشی در حالت استفاده ترکیبی از الیاف و دوده سیلیسی رخ داده است. در آزمایش ضربه دینامیکی شاخصی تحت عنوان شاخص مقاومت دینامیکی معرفی شده است و تاثیر عوامل بر این شاخص مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان داده است که افزایش نسبت آب به سیمان و افزودن الیاف منجر به افزایش، و افزودن دوده سیلیسی باعث کاهش شاخص مقاومت دینامیکی شده است. بررسی شمای گسیختگی در حالت دینامیکی نشان می دهد که در آزمونه های غیر الیافی شکست قطعه رخ داده و زاویه سطوح شکست در نسبت آب به سیمان 3/0 حدود 45 درجه (شکست برشی) و در نسبت 45/0 حدود90 درجه(شکست نرمال) می باشد. لیکن در آزمونه های الیافی نفوذ پرتابه صورت گرفته است و شکست وجود ندارد.