ارزیابی مشخصات مکانیکی و رفتار سازه ای بتن سبک مسلح به الیاف

در مواردی از طراحی نیاز به کاهش وزن یک المان سازه ای مهمتر از افزایش مقاومت آن است. این موضوع در سازه های بلند و سنگین (پل ها) بیشتز حائز اهمیت است. از طرفی با توجه به ارتباط مستقیم نیروی ناشی از زلزله با جرم ساختمان، کاهش جرم (بار مرده) موجب کاهش بارهای جانبی ناشی از زلزله می شود. استفاده از بتن سبک سازه ای به مقدار قابل توجهی بارهای مرده سازه را کاهش می دهد که نتیجه آن کاهش بار ناشی از زلزله می شود. لکن استفاده از بتن سبک که مدول ارتجاعی کمتری نسبت به بتن معمولی دارد، در فرایند بارگذاری زودتر به مرحله ترک خوردگی می رسد. برای رفع این اشکال و بالا بردن ظرفیت ترک خوردگی بتن سبک از الیاف فولادی در طرح اختلاط آن استفاده می شود که در حد قابل توجهی گسترش ترک ها کنترل شده و خواص مکانیکی بتن سبک بهبود می یابد. علیرغم ضرورت استفاده از بتن سبک سازه ای در ساختمان ها مسائلی همچون اندازه ی المان ها، اتصالات، جزئیات و نوع آرماتور گذاری و رفتار دینامیکی سازه های بتن مسلح دارای بتن سبک، نیاز به بررسی و مطالعه بیشتری دارد. این مطالعه به منظور استفاده از بتن سبک سازه ای دو هدف ذیل را دنبال می کند: 1. تولید بتن سبک سازه ای با حداقل وزن مخصوص خشک و مشخصات فیزیکی و مکانیکی مناسب و بررسی اثر الیاف فولادی بر مشخصات مکانیکی آن 2. بررسی رفتار شبه لرزه ای بتن سبک سازه ای مسلح به الیاف فولادی از طریق انجام آزمایش بر روی تیرهای دو سر ساده تحت بارگذاری تناوبی به منظور دستیابی به اهداف مورد نظر، مشخصات مکانیکی بتن سبک برای دو حالت بدون الیاف و دارای الیاف با درصد مختلف (5/0، 75/0 و 1) از طریق آزمایش های استاندارد تعیین گردید. سپس با طراحی و ساخت پنج نمونه تیر بتن مسلح مشتمل بر سه تیر بتن سبک مسلح دارای الیاف فولادی(5/0، 75/0 و 1) و یک نمونه تیر بتن مسلح دارای بتن سبک بدون الیاف فولادی و یک نمونه تیر شاهد (بتن معمولی) مورد آزمایش تحت بار دو نقطه ای متمرکز به صورت چرخه ای قرار گرفتند. نتایج به دست آمده نشان می دهد که با استفاده از الیاف فولادی ویژگی های مکانیکی بتن سبک به طور جدی بهبود می یابد، به طوری که در نمونه بتن سبک دارای 1% حجمی الیاف فولادی نسبت به نمونه بتن سبک بدون الیاف، مقاومت مشخصه آن 5/21 درصد، مدول ارتجاعی 14 درصد، کرنش نظیر مقاومت مشخصه 31 درصد، مقاومت کششی شکافتگی 46 درصد و مقاومت کششی خمشی 274 درصد افزایش می یابد.