بررسی عملکرد و مشخصات مکانیکی بتن‌های معمولی و عملکرد بالا در برابر شعله مستقیم آتش

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی ارشد، دانشکده مهندسی عمران و محیط زیست، دانشگاه صنعتی سهند، تبریز، ایران

2 مربی دانشکده مهندسی عمران و محیط زیست، دانشگاه صنعتی سهند، تبریز، ایران

3 دانشجوی کارشناسی ارشد، دانشکده مهندسی عمران و محیط زیست، دانشگاه صنعتی سهند، تبریز، ایران

4 دانشیار دانشکده مهندسی عمران و محیط زیست، دانشگاه صنعتی سهند، تبریز، ایران

5 کارشناس مجموعه آزمایشگاه‌های دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه صنعتی سهند، تبریز، ایران

doi
10.22065/jsce.2024.459880.3429
چکیده

‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬‬ بتن یک عایق حرارتی عالی و دارای ظرفیت حرارتی بالایی است. مقاومت بتن در برابر حرارت زیاد و انتشار حرارت در داخل نمونه‌های بتنی به خواص حرارتی و مکانیکی مواد تشکیل دهنده آن، میزان فشردگی ریزساختار و وجود یا عدم وجود الیاف مسلح کننده بستگی دارد. با توجه به احتمال وقوع آتش سوزی در طول عمر هر سازه و از طرف دیگر کاربرد سازه‌ای و غیرسازه‌ای بتن در محیط با درجه حرارت خیلی بالا، نشانگر ضرورت بررسی انواع بتن در دما‌های خیلی بالا است. در تحقیق حاضر عملکرد سه نوع بتن معمولی (NSC)، بتن با مقاومت بالا (HSC) و بتن فوق توانمند (UHPC) از لحاظ مقاومت فشاری و خمشی، مدول الاستسیته و ویژگی‌های ظاهری بعد از 3 ساعت قرار‌گیری در معرض درجه حرارت ℃20 ± 900 ناشی از شعله‌ها‌ی آتش سنجیده شده است. بر اساس نتایج افزودن kg/m^3 50 الیاف فولادی بازیافتی به ترتیب باعث افزایش 7 و 1 درصدی مقاومت فشاری باقیمانده در بتن‌های (NSC) و (UHPC) بعد از حرارت دیدگی گردید، ولی به کارگیری الیاف در بتن (HSC) موجب بهبود مقاومت فشاری نگردید. همچنین افزودن kg/m^3 50 الیاف فولادی بازیافتی در طرح اختلاط‌های HSC ,NSC و UHPC به ترتیب موجب افزایش 9، 4 و 18درصدی مدول الاستسیته باقیمانده بعد از حرارت دیدگی گردید. بکارگیری الیاف فولادی بازیافتی در NSC و HSC باعث کاهش طول، عمق و عرض ترک و همچنین محدود کردن آثار پوسته پوسته شدگی و حفظ انسجام ساختاری نمونه‌ها و در بتن UHPC باعث کاهش انتشار حرارت و حفظ انسجام ساختاری نمونه‌ها گردید. همچنین در تمامی بتن‌ها، الیاف موجب بهبود رفتار خمشی بعد از حرارت دیدگی و بتن مسلح شده UHPCبهترین عملکرد خمشی را داشته و در دوحالت قبل و بعد از حرارت، به ترتیب جذب انرژی07/59 و 63/7 ژول حاصل شد.