مهندسی سازه و ساخت

مهندسی سازه و ساخت

مطالعه‌ی اثر خوردگی بر رفتار پیوستگی بتن-فولاد در بتن‌های حاوی الیاف ماکروپلیمری (فورتا) با استفاده از آزمایش بیرون‌کشیدگی

نوع مقاله : علمی - پژوهشی

نویسندگان
1 کارشناسی ارشد، گروه مهندسی عمران، دانشکده مهندسی، دانشگاه بوعلی سینا، همدان، ایران
2 دانشیار، کروه مهندسی عمران، دانشکده مهندسی، دانشگاه بوعلی سینا، همدان، ایران
3 استادیار، گروه مهندسی عمران، دانشکده مهندسی، دانشگاه آیت‌الله بروجردی، بروجرد، ایران
10.22065/jsce.2026.584057.3995
چکیده
در این پژوهش آزمایشگاهی، اثر افزودن الیاف پلیمری ماکرو (فورتا) در بتن با دو مقدار درصد حجمی 75/0 و 5/1 درصد بر رفتار پیوستگی بتن-فولاد نمونه‌های در معرض خوردگی تسریع‌ یافته مطالعه شده است. جهت بررسی رفتار، تنش پیوستگی، لغزش میلگرد و الگوهای شکست تحت شرایط خوردگی اعمال‌شده اندازه‌گیری شدند. به این منظور، تعداد 30 نمونه مکعبی بتنی تهیه و مورد آزمایش قرار گرفت. به‌منظور ایجاد مبنای مناسب برای مقایسه نتایج، سه نمونه به‌عنوان نمونه کنترل انتخاب گردید. نمونه‌ها به دو گروه تقسیم شدند: گروه اول در معرض سطوح مختلف خوردگی شامل 1، 3 و 5 درصد قرار گرفتند و گروه دوم علاوه بر قرارگیری در همین سطوح خوردگی، با الیاف پلیمری در کسرهای حجمی 75/0 و 5/1 درصد مسلح شدند. به ‌منظور بررسی رفتار پیوستگی، تمامی نمونه‌ها تحت آزمایش بیرون‌کشیدگی قرار گرفتند. نتایج نشان داد که با افزایش سطح خوردگی، مقاومت پیوستگی نمونه‌های فاقد الیاف در حدود ۲۳ تا ۴۳ درصد کاهش می‌یابد. همچنین، شدت یافتن خوردگی با کاهش ظرفیت لغزش میلگرد، منجر به تغییر رفتار شکست نمونه‌ها به سمت رفتار تردتر می‌رود. این در حالی است که افزودن الیاف پلیمری ماکرو به ماتریس بتن، ظرفیت پیوستگی را به‌طور چشمگیری بهبود می‌بخشد، به‌طوری که در سطوح بالای خوردگی، استفاده از کسر حجمی 5/1 درصد الیاف در مقایسه با نمونه‌های بدون الیاف، مقاومت پیوستگی را بین ۱۹ تا ۳۹ درصد افزایش می‌دهد. علاوه بر این، حضور الیاف مکانیزم شکست نمونه‌ها را به ‌ویژه در شرایط خوردگی شدید (۵ درصد) از حالت شکست شکافت به بیرون‌کشیدگی تغییر می‌دهد. این یافته‌ها تایید می‌کنند که الیاف فورتا قادرند ظرفیت پیوستگی ازدست ‌رفته را تا حدودی بازیابی کرده و شکل‌پذیری بتن تحت اثر خوردگی را بهبود بخشند. نتایج نشان دادند وجود الیاف فورتا باعث بهبود مقاومت فشاری و مقاومت کششی نمونه‌ها نیز می‌شود.
کلیدواژه‌ها
موضوعات

عنوان مقاله English

Effect of corrosion on the bond behavior of concrete-steel in concrete containing macro-polymeric fibers (Forta) using the pull-out test

نویسندگان English

Shiva Dalir 1
Freydoon Rezaie 2
Pouya Hassanvand 3
1 Master's Degree, Department of Civil Engineering, Facilty of Engineering, Bu-Ali Sina University, Hamedan, Iran
2 Associate Professor, Department of Civil Engineering, Faculty of Engineering, Bu-Ali Sina, University, Hamedan, Iran
3 Assistant Professor, Department of Civil Engineering, Faculty of Engineering, Ayatollah Boroujerdi University, Boroujerd, Iran
چکیده English

In this experimental study, the effect of adding macro-polymer fibers (Forta) to concrete at two volume percentages of 0.75% and 1.5% on the bond behavior between concrete and steel in specimens subjected to accelerated corrosion was investigated. To evaluate the behavior, bond stress, rebar slip, and failure modes under the applied corrosion conditions were measured. For this purpose, 30 concrete cubic specimens were prepared and tested. To establish a proper baseline for comparative analysis, three specimens were selected as control samples. The specimens were divided into two main groups: the first group was subjected to varying corrosion levels of 1, 3, and 5%, while the second group, in addition to being exposed to the same corrosion levels, was reinforced with polymer fibers at volume fractions of 0.75% and 1.5%. To evaluate the bond behavior, all specimens were subjected to pull-out tests. The results indicated that with an increase in the corrosion level, the bond strength of the unreinforced specimens decreased by approximately 23% to 43%. Furthermore, intensifying corrosion reduced the rebar slip capacity, shifting the failure mode of the specimens toward a more brittle behavior. Conversely, the addition of macro polymer fibers to the concrete matrix significantly enhanced the bond capacity; under high corrosion levels, the utilization of a 1.5% fiber volume fraction increased the bond strength by 19% to 39% compared to the fiber-free specimens. Additionally, the presence of fibers altered the failure mechanism of the specimens, particularly under severe corrosion conditions (5%), shifting it from a splitting failure to a pull-out failure mode. These findings confirm that Forta fibers can partially restore the degraded bond capacity and improve the ductility of concrete under corrosive effects. The results demonstrated that the presence of fibers improves both the compressive and tensile strengths.

کلیدواژه‌ها English

Reinforced concrete
Corrosion
Macro-polymer fibers (Forta)
Bond-slip behavior
Pull-out test

مقالات آماده انتشار، پذیرفته شده
انتشار آنلاین از 21 تیر 1405

  • تاریخ دریافت 19 خرداد 1405
  • تاریخ بازنگری 06 تیر 1405
  • تاریخ پذیرش 21 تیر 1405