در این تحقیق اثر نسبت اب به سیمان و درصد حجمی الیاف فولادی بر روی پارامترهای شکست بتن خو متراکم به دو روش کار شکست و اثر اندازه مورد بررسی قرار گرفته است. در یک برنامه ازمایشگاهی نسبت آب به سیمان و درصد حجمی الیاف فولادی متغییر در نظر گرفته شده، بدین منظور 5 طرح اختلاط در 2 سری ساخته شده است که در سری اول نسبت اب به سیمان متغییر (شامل مقادیر 42/0، 52/0 و62/0) و درصد الیاف فولادی مقدار ثابت 3/0 درصد در نظر گرفته شده و در سری دوم درصد الیاف فولادی متغییر (شامل 1/0، 3/0 و 5/0 درصد) و نسبت اب به سیمان مقدار ثابت 52/0 در نظر گرفته شده است. نتایج نشان می دهد که با افزایش نسبت آب به سیمان انرژی شکست کاهش و بتن تردتر میشود هر چند که در نسبت آب به سیمان کمتر شاهد رفتار متفاوتی می باشیم و همچنین با افزایش درصد الیاف فولادی انرژی شکست افزیش و بتن شکل پذیر تر می گردد، همچنین نتایج نشان می دهد افزایش در صد الیاف فولادی می تواند در کاهش اثر اندازه موثر باشد. انرژی شکست در روش کار شکست نسبت به روش اثر اندازه مقدار بیشتری دارد و نسبت GF/Gf برای تمام طرح اختلاط ها محاسبه شده است.

بتن مسلح با الیاف فولادی به منظور بهبود بخشیدن به خواص بتن، کاربرد وسیعی را در سازه های بتنی و بتن مسلح پیدا کرده است. دلیل این کاربرد گسترده مزایای بیشمار فنی و اقتصادی در استفاده از الیاف فولادی در جسم بتن می باشد. با توجه به این مزایای مهم در خواص بتن، تولید و کاربرد الیاف فولادی در کشورهای صنعتی جهان از طیف وسیعی برخوردار شده است، بطوریکه در حال حاضر انواع الیاف فولادی با مشخصات فنی و کاربری های گوناگون بطور صنعتی تولید انبوه می گردد. بتن مسلح با الیاف فولادی شامل یک کالبد بتنی مرکب از سیمان، مصالح سنگی، آب و همچنین درصدی از الیاف فولادی کوتاه می باشد که بطور درهم و کاملا اتفاقی و در جهات مختلف در مخلوط پراکنده شده که وجود الیاف فولادی مشخصات بتن را نسبت به حالت خالص بهبود می بخشد. تعیین درصد بهینه الیاف یکی از فاکتورهای مهم از لحاظ اقتصادی و کارایی بتن است. در این پژوهش برای تعیین درصد الیاف بهینه در رده های مقاومتی مختلف 24 طرح اختلاط تهیه و آزمایشگاه مکانیکی و بتن تازه انجام شد. مقاومت خمشی نمونه های حاوی 9/0 درصد الیاف فولادی برای رده های C40، C50 و C60 به ترتیب به مقدار 91/1، 86/3 و 14/5 برابر نسبت به نمونه شاهد بیشتر شده است.

استفاده از الیاف و نانو جهت بهبود عملکرد بتن در صنعت ساخت، معمول و مرسوم است. در این مقاله الیاف شیشه و فولاد، انتخاب و عملکرد آن دو در ترکیب با نانورس مونتموریلونیت بررسی شده است. هدف این مقاله استفاده از الیاف شیشه ای به جای الیاف فولادی با عملکرد مقاومتی یکسان است. الیاف شیشه ارزان تر و مقاومت بیشتری در برابر خوردگی دارد. به همین منظور نسبت وزنی نانورس به سیمان از 0 تا 2. 7 درصد و نسبت وزنی الیاف به سیمان از 0 تا 4. 5 درصد تغییر داده شد. آزمایش مقاومت فشاری در سنین 7، 28و90، و آزمایش مقاومت کششی و جذب آب در سن 28 روز انجام شد. نانورس مونتموریلونیت مقاومت فشاری بتن الیافی فولادی را 8 درصد و مقاومت خمشی را 15 درصد افزایش داده است. تاثیر نانورس بر ویژگی های مکانیکی بتن شامل الیاف شیشه از بتن شامل الیاف فولادی بیشتر است. نانورس مقاومت فشاری بتن الیافی شیشه ای را 40 درصد و مقاومت خمشی را 19 درصد افزایش داده است. مقایسه تاثیر نانورس مونتموریلونیت بر رفتار بتن الیافی شیشه ای و بتن الیافی فولادی نشان می دهد که نانورس نه تنها مقاومت بتن را بهبود می بخشد بلکه روند کاهشی مقاومت با افزایش الیاف شیشه را به روند افزایشی تغییر می دهد. آزمایشات مقاومت فشاری و خمشی نشان دادند که مقدار بهینه الیاف فولاد و شیشه برابر با 3درصد می باشد. مقدار بهینه نانورس به نوع الیاف و آزمایش انجام شده وابسته است.

در پژوهش حاضر با انجام یک سری کارهای آزمایشگاهی، تاثیر میزان الیاف فولادی بکار رفته در بتن-هایی با رده مقاومتی مختلف بر مولفه های رفتار بتن از حیث جنبه های مختلف مقاومت آن بررسی می شود. طرح اختلاط نمونه ها برای دست یابی به سه رده مقاومتی 25، 35 و 45 مگاپاسکال تنظیم می شود. پارامترهای مقاومتی که برای شناسایی رفتار بتن انتخاب می شود؛ شامل مقاومت کششی، مقاومت ضربه ای، مقاومت فشاری و مقاومت خمشی می باشد. نمونه ها همچنین در هر رده مقاومتی با چهار مقدار بدون الیاف، 15، 25 و 35 کیلوگرم الیاف در مترمکعب ساخته می شود. نتایج به دست آمده حاکی از آن است که استفاده از الیاف فولادی مقاومت ضربه ای، زمان ظهور اولین ترک و مقاومت نهایی بتن را به طور قابل ملاحظه ای افزایش می دهد. همچنین افزودن این نوع الیاف مقاومت کششی و خمشی را به خوبی افزایش داده اما تاثیر چندانی بر مقاومت فشاری بتن ندارد.

امروزه استفاده از ستون های مرکب بتن و فولاد به سرعت در حال گسترش می باشد. ازاین رو اهمیت مطالعه بر روی عملکرد فشاری این نوع ستون ها، عوامل موثر بر آن ها و ارایه راهکار هایی به منظور ارتقا عمکرد این ستون ها، بسیار مهم تلقی می شود. ازاین رو، در این مطالعه به بررسی ظرفیت باربری محوری ستون های فولادی محاط شده در بتن الیافی(SRFC) پرداخته شده است. درمجموع 36 نمونه ستون کوتاه فولادی محاط شده در بتن الیافی ساخته شده و تاثیر متغیرهایی شامل نوع شکل پروفیل فولادی (اعم از H و C شکل)، کسر حجمی الیاف فولادی (0%، 75/0% و 25/1%) و فاصله خاموت ها (40، 65 و 130 میلی متر) بر روی عملکرد فشاری این ستون ها مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که ظرفیت محوری ستون های فولادی محاط شده در بتن از شکل فولاد داخل آن تاثیر می پذیرد. بدین صورت که ظرفیت محوری ستون ها با مقطع H شکل بیشتر از ستون ها با مقطع C شکل بود که علت آن محصورشدگی بیشتر در این نوع مقاطع می باشد. همچنین، افزایش درصد الیاف فولادی در بتن این نوع ستون ها می تواند علاوه بر افزایش شکل پذیری، ظرفیت محوری ستون را تا 6 درصد افزایش دهد. علاوه بر این، فاصله خاموت ها تاثیر بسیار چشمگیری بر روی ظرفیت محوری این نوع ستون ها دارد به طوری که با افزایش فاصله خاموت ها ظرفیت محوری ستون ها به شدت کاهش می یابد.

بتن در صنعت ساخت وساز بسیار پرکاربرد است. اما نقاط ضعفی از جمله مقاومت کششی کم و تردی زیاد دارد، که می تواند کاربرد آن را در برخی از موارد به چالش بکشد. استفاده از الیاف، راهکاری مناسب برای غلبه بر نقاط ضعف ذکر شده است. در نوشتار حاضر، تاثیر الیاف فولادی قلاب دار در رفتار برشی تیرهای بتنی بررسی شده است. 12 تیر در 3 ارتفاع مختلف (350، 675 و 915 میلی متر) با بتن حاوی 0، 0.5، 0.75 و 1 درصد الیاف فولادی با استفاده از روش اجزاء محدود تحلیل شده اند. نتایج حاکی از آن است که الیاف فولادی باعث افزایش قابل توجه مقاومت برشی (تا 131.5%) تیر شده و در عین حال شکست تیرهای الیافی نیز نرم تر بوده است. همچنین مشخص شده است که وجود الیاف در تیرهایی با ارتفاع بیشتر موثرتر است، در نتیجه می توان گفت الیاف فولادی اثر اندازه در مقاومت برشی را تخفیف می دهد.

امروزه کاربرد بتن الیافی به دلیل مزایای آن نسبت به بتن غیر مسلح گسترش یافته است.از جمله این مزایا می توان میزان جذب انرژی بالا، بهبود چشمگیر رفتار بتن در ناحیه بعد از ایجاد اولین ترک، بهبود مقاومت خمشی و مقاومت به ضربه و جلوگیری از ایجاد و گسترش ترک های جمع شدگی را نام برد. با توجه به اینکه کاربرد یک نوع الیاف خواص مطلوب گفته شده را در گستره محدود بهبود می بخشد، امروزه کاربرد بتن الیافی هیبریدی گسترش یافته است.در این پ‍ژوهش اثر افزایش درصد الیاف پلی پروپیلن در بتن الیافی هیبریدی مورد بررسی قرار گرفته است. سه درصد مختلف الیاف پلی پروپیلن در 1% حجمی الیاف فولادی جایگزین شده است. در پایان، خواص مکانیکی نمونه های بتن الیافی هیبریدی فولادی - پلی پروپیلن شامل طاقت خمشی، مقاومت خمشی و مقاومت به ضربه با یکدیگر و بتن شاهد مقایسه شده استنتایج آزمایش ها نشان دهنده آن است که الیاف پلی پروپیلن قابلیت پل زدن بر روی ریزترک ها را داشته و اثر ناچیزی بر بهبود رفتار بتن بعد از ایجاد اولین ترک را دارند. هرچه الیاف فولادی با درصد بیشتری از الیاف پلی پروپیلن جایگزین شود، میزان مقاومت خمشی، جذب انرژی و مقاومت به ضربه کاهش می یابد.

در سال های اخیر رویکرد متخصصان صنعت ساختمان به ارتقای کیفیت این محصول معطوف شده است. جهت رسیدن به این هدف، در سال های اخیر، استفاده از نسبت آب به سیمان کمتر با کمک فوق روان کننده ها، و نیز استفاده از پوزولان های طبیعی و یا مصنوعی، و همچنین استفاده از الیاف از جنس ها و با مشخصات متفاوت، در ترکیب بتن، معمول شده است. در این پژوهش به مطالعه آزمایشگاهی اثر استفاده توأم از میکروژل الیافی و الیاف فولادی بر روی خواص مکانیکی پرداخته شده است. میکروژل الیافی شامل میکروسیلیس(دوده سیلیسی)، الیاف پلی پروپیلن (الیاف pp) و فوق روان کننده می باشد. الیاف فولادی مصرفی به طول 5 سانتی متر و قطر 8/0 میلی متر و به صورت انتهای قلاب دار می باشد. تأثیر میکروژل و الیاف فولادی هر کدام در پنج نسبت میکروژل الیافی 0 ، 5/0 ، 1 ، 2 ، 5 درصد و الیاف فولادی نیز به نسبت های 0 ، 05 ، 1 ، 5/1 ، 2 درصد مورد مقایسه و بررسی قرار گرفت. در مجموع 25 طرح اختلاط مورد آزمایش های مقاومت فشاری و مقاومت خمشی برای بررسی خواص مکانیکی قرار گرفت. نتایج آزمایش های مقاومت فشاری و خمشی بیانگر آن بوده است که با افزودن درصدهای مختلف الیاف درصد افزایش در مقاومت فشاری در اکثر نمونه های 7 روزه نسبت به نمونه های 28 روزه بهبود بیشتری یافته اند. بیشترین رشد مقاومتی مربوط به نمونه های حاوی 5 درصد میکروژل الیافی و 2 درصد الیاف فولادی بوده است. همچنین ارزیابی خواص مهندسی سنگدانه ها نشان می دهد که خواص مقاومتی سنگدانه ها بیشترین تاثیر را بر مقاومت بتن دارند.