SUPERVISOR
Mohammad reza Eftekhar
محمدرضا افتخار (استاد راهنما)
STUDENT
Azadeh Nakhkar
آزاده نخ کار
FACULTY - DEPARTMENT
دانشکده مهندسی عمران
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1391
TITLE
Evalution of Using Typha australis Fiber in Concrete Structures
Dr. M.R. Eftekhar, eft @cc.iut.ac.ir Nowadays the application of fibrouconcrete because of its advantages has been widely used.Among these benefits high energyabsorption,improvement in the non-linear behavior of concrete and prevent the development of shrinkage cracks can be named.On the other hand reinforcing the concrete with fibers, is one of the ways to repair the flexural and tensile performance which due to fibers brittle mixture show elastic performance. To date, the different fibers have been used in concrete.uch as glass, plastics, steel fibers can be named.Although artificial fibers have been resulted acceptable solutions for strenghth parameters and plasticity behavior, but because of disadvantages such the difficulty of production, expensivity, environmentaleffects etc. limited in use are consistentthe researchers are now investigating the use of natural fibers in concrete and various parameters related to the use of these fibers in concrete have been investigated.The natural fibers are mainly cellulosice based that in the alkaline environment will not only reduce resistance but also have increased resistance.Most studies on the use of natural fibers in the fiber cement panels is limited.Therefore,due to the growing consumption of artificial fibers in concrete,according to the proper characteristics of natural fibers within the textile industry goods and compatible with the environment and the one hand increasing price of petroleum as a raw material for artificial fibers on the other hand, also announced 2009 as the year of natural fibers of the United Nations, the importance of research into natural fiber is double the use of Leafiran plant fibers from the leaves Louis australis used in the concrete mixture was evaluated in this study. The fibers extracted by Mortazavi in the Faculty of Textile at Isfahan University of Technologyfor the first time.In this study, polypropylene fibers and Leafiran fibers were used separately in three percent of 0.3 0.5 and 0.7 with a length of 12 mm and changes in compressivetrength,tensile strength, flexural strength, water absorption were reviewed.efore reviewing the mechanical strength parameters of fiberous concrete was observed that the addition of fibers to concrete reduce the effictivness of concrete so by adding lubricant to the mixture desire slump had been yielded.Adding polypropylene fibers and Leafiran to the concrete mixture reduces the concrete compressive strength but fibers increases tensile and flexural strength.Reduction in compressive strength due to addition of fibers in different percentages Leafiran is about 4 percent less than the same percentage of polypropylene fibers, and also leafiran fibers, polypropylene fibers Leafiran percent increase compared to the tensile strength and flexural result has more.In the next stage of the research in order to optimize the Leafiran fiberlength,the lengths of 40 and 60 mm in the concrete used and better results were obtained.In the samples containing fibers of polypropylene fibers to increase the percentage of water absorption of concrete dropped if this trend was reversed in the case of Leafiran fiber that because Leafiran is hydrophilic fiber. Keywords : fibrouconcrete,Leafiran fibers, polypropylene fibers, tensile strength, compressive strength, bending strength mortar, concrete water absorption fiber
امر وزه کاربرد بتن الیافی به دلیل مزایای آن گسترش فراوانی یافتهاست. از جملهی این مزایا میتوان میزان جذب انرژی بالا، بهبود رفتار بتن در ناحیه غیر خطی و جلوگیری از ایجاد و گسترش ترکهای جمعشدگی را نام برد. از طرفی تسلیح بتن با الیاف یکی از روشهای اصلاح عملکرد خمشی و کششی بتن است که به واسطهی آنها مخلوطهای شکننده تا حدی رفتار الاستیک از خود نشان میدهند. تا به امروز از الیاف متفاوتی در بتن استفاده شدهاست. از جمله الیاف استفاده شده در بتن میتوان به الیاف شیشه، پلاستیک، و فولاد اشاره نمود. با وجود اینکه الیاف مصنوعی از نظر پارامترهای مقاومتی و شکلپذیری جوابهای قابل قبولی را در آزمایشها بهدست دادهاند، ولی به دلیل وجود برخی معایب نظیر: صعوبت تولید، ارزبری، پر هزینه بودن، اثرات زیستمحیطی و... محدودیتهایی را در استفاده ایجاد مینمایند؛ لذا امروزه محققین به بررسی کاربرد الیاف طبیعی در بتن روی آورده و پارامترهای مختلفی را در رابطه با کاربرد این الیاف در بتن بررسی کردهاند. الیاف طبیعی عمدتا با پایهی سلولزی میباشند لذا در محیط قلیایی نه تنها کاهش مقاومت نخواهند داشت بلکه افزایش مقاومت نیز دارند. اغلب مطالعات بر روی الیاف طبیعی به استفادهی این الیاف در پانلهای سیمانی محدود میشود لذا، با توجه به مصرف روز افزون انواع الیاف مصنوعی در بتن و با توجه به خصوصیات مناسب الیاف طبیعی در کالاهای صنایع نساجی و سازگاری آنها با محیط زیست از یک سو و افزایش روز افزون قیمت مواد پتروشیمی به عنوان مادهی اولیهی الیاف مصنوعی از سوی دیگر، همچنین اعلام سال 2009 به عنوان سال الیاف طبیعی از سوی سازمان ملل متحد، اهمیت تحقیقات در زمینه الیاف طبیعی دو چندان شدهاست لذا استفاده از الیاف گیاهی لیفیران که از برگ گیاه لویی گرفته میشود، در مخلوط بتن در این تحقیق بررسی شدهاست. استخراج این الیاف اولین بار توسط مرتضوی در دانشکده نساجی دانشگاه صنعتی اصفهان انجام شده است. در این پژوهش الیاف پلیپروپیلن و الیاف لیفیران در سه درصد 3/0، 5/0 و 7/0 با طول 12 میلیمتر به طور جداگانه استفاده شدهاند و تغییرات مقاومت فشاری، کششی، خمشی ملات و جذب آب بتن حاوی الیاف بررسی گردیدهاست. قبل از بررسی پارامترهای مقاومت مکانیکی بتن الیافی مشاهده گردید که اضافه شدن الیاف به بتن باعث کاهش کارآیی بتن شده است و به منظور کسب اسلامپ مورد نظر روان کننده استفاده شد. اضافه نمودن الیاف پلیپروپیلن و لیفیران به مخلوط بتن سبب کاهش مقاومت فشاری بتن و افزایش مقاومت کششی و خمشی ملات میشود. کاهش مقاومت فشاری در اثر اضافه شدن الیاف لیفیران در درصدهای مختلف حدود 4 درصد کمتر از درصدهای مشابه از الیاف پلیپروپیلن بوده است و همچنین الیاف لیفیران در مقایسه با الیاف پلیپروپیلن درصد افزایش مقاومت کششی و خمشی بیشتری را نتیجه دادهاست. در مرحله بعدی از تحقیق به منظور بهینه کردن طول الیاف لیفیران،الیاف را در دو طول 40 و 60 میلیمتر نیز در مخلوط بتن استفاده نموده و نتایج بهتری حاصل گردید. در نمونههای حاوی الیاف پلیپروپیلن با افزایش درصد الیاف جذب آب بتن کاهش یافته در صورتیکه این روند در مورد الیاف لیفیران معکوس بودهاست که این به دلیل آبدوست بودن الیاف لیفیران میباشد. کلمات کلیدی: بتن الیافی، الیاف لیفیران، الیاف پلیپروپیلن، مقاومت کششی، مقاومت فشاری، مقاومت خمشی ملات، جذب آب بتن الیافی