Skip to main content
SUPERVISOR
Morteza Madhkhan
مرتضی مدح خوان (استاد راهنما)
 
STUDENT
Pouyan Saeidian
پویان سعیدیان

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی عمران
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1392

TITLE

Durability of Ultra-High Performance Concrete Reinforced by Glass Fibers under Freeze-Thaw Cycles and Accelerated Aging
UHPC is a new concrete with fine particles and homogeneous matrix, which has high compressive strength and excellent durability against aggressive environments such as chloride ion penetration and freeze-thaw cycles. It’s usual to use the short steel fibers in UHPC. Using fibers causes a significant increase in flexural strength, ductility and energy absorption, and also fibers improves the compressive strength and durability of concrete slightly. Using glass fibers in this concrete is a new work and its advantages, compared to steel fibers are a lower price and be available in the market of Iran. Over time, the glass fibers in the alkaline environment of concrete will be damaged, so affect on the mechanical properties of concrete. In this research, the attempt is to assess the durability of Ultra-High Performance Concrete reinforced by glass fibers under freeze-thaw cycles and accelerated aging. In this research, with doing a lot of laboratory tests, the optimal ratio of water to cementitious materials and proper curing regimes have been selected. Then the effect of using glass fibers in the matrix of UHPC is investigated with two types of curing regimes (Autoclave and Normal) and two types of Pozzolans (Silica fume and Metakaolin) under accelerated aging and freeze-thaw cycles. Using glass fibers in the prismatic specimens of UHPC increases highly the toughness and modulus of rupture. Compressive specimens after 300 freeze-thaw cycles have maximum 6% reduction of strength and flexural specimens have maximum 13% reduction of the modulus of rupture that shows high durability of UHPC reinforced by glass fibers under freeze-thaw cycles. After accelerated aging with hot water, the compressive strength of all cubic specimens has been risen, but specimens without fibers have more increase. After accelerated aging with hot water, modulus of rupture of all prismatic specimens has been reduced. The decrease of the modulus of rupture in samples that contain glass fibers is about 40%. Replacement of metakaolin instead of silica fume, in the matrix of concrete, increases slightly the durability of concrete. Also using Metakaolin causes lower workability of fresh concrete. Key Words: Ultra-High Performance Concrete Reinforced by Glass Fibers, Metakaolin, Silica fume, Autoclave, Durability, Accelerated Aging, Mechanical Properties
بتن فوق‌ توانمند بتنی نوین است با ذرات ریز و همگن که مقاومت فشاری بسیار بالا و دوام فوق‌العاده‌ای در برابر عوامل مهاجم همچون یون کلر و چرخه‌های یخ و ذوب دارد. استفاده از الیاف فلزی کوتاه در این بتن رایج است و سبب افزایش قابل ملاحظه‌ای در مقاومت خمشی، شکل‌پذیری و جذب انرژی شده و مقدار کمی مقاومت فشاری و دوام بتن را بهبود می‌بخشد. استفاده از الیاف شیشه در این بتن کاری جدید است و مزیتش نسبت به الیاف فلزی قیمت پایین‌تر و در دسترس بودن آن در بازار ایران است. با گذشت زمان, الیاف شیشه در محیط قلیائی بتن دچار آسیب و خوردگی شده و خواص مکانیکی بتن را تحت تأثیر قرار می‌دهد. از این رو در این تحقیق تلاش شده است که دوام بتن فوق‌توانمند مسلح شده با الیاف شیشه تحت مسن شدگی تسریع شده و چرخه‌های یخ و ذوب بررسی گردد. در این تحقیق ابتدا با انجام آزمایش‌هایی نسبت آب به مواد سیمانی بهینه و عمل‌آوری مناسب انتخاب می‌شود. سپس تاثیر الیاف شیشه بر مقاومت مکانیکی بتن فوق‌توانمند با دو نوع عمل‌آوری (اتوکلاو و معمولی) و دونوع پوزولان (متاکائولین و میکروسیلیس) تحت 150 و 300 چرخه یخ و ذوب و مسن شدگی تسریع شده توسط آب گرم بررسی می‌شود. مدول گسیختگی و طاقت نمونه‌های خمشی با اضافه شدن الیاف به طور چشمگیری افزایش می یابد. نمونه‌های فشاری حاوی الیاف تحت 300 چرخه یخ و ذوب، حداکثر 6‌? و نمونه‌های خمشی حداکثر 13? کاهش مدول گسیختگی دارند و این حاکی از دوام بالای این بتن در برابر یخ‌زدگی است. پس از مسن شدگی تسریع شده توسط آب گرم، مقاومت فشاری همه طرح‌های اختلاط افزایش یافته است؛ ولی نمونه‌های بدون الیاف از افزایش مقاومت بیشتری برخوردار هستند. پس از مسن شدگی تسریع شده توسط آب گرم، در تمام نمونه‌های خمشی افت مدول گسیختگی اتفاق می‌افتد. افت مدول گسیختگی در نمونه‌های حاوی الیاف شیشه حدود40‌% می‌باشد. جایگزینی متاکائولین به جای میکروسیلیس به میزان کمی دوام بتن را در برابر چرخه‌های یخ و ذوب و مسن شدگی تسریع شده افزایش می‌دهد. هم‌چنین متاکائولین سبب پایین آوردن کارایی بتن تازه می‌شود. کلید واژه ها: بتن فوق‌توانمند‌، عمل‌آوری اتوکلاو، الیاف شیشه، UHPC ، متاکائولین، چرخه یخ و ذوب، میکروسیلیس، مسن شدگی تسریع شده.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی