عمران و پروژه
اعتبار،چابکی،پاسخگویی

مدلسازی تاثیر الیاف بر ضریب پواسن در بتن خود تراکم

https://doi.org/10.22034/cpj.2023.419946.1223
دوره 5، شماره 7 - شماره پیاپی 53
مهر 1402
صفحه 38-46
عمران و پروژه

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

هامون فتحی 1
محمد یوسفی نژاد 2

1 گروه مهندسی عمران، دانشگاه ازاد اسلامی، واحد سنندج

2 گروه مهندسی عمران، دانشگاه ازاد اسلامی، واحد رودهن

چکیده
مقاله حاضر به مطالعه تحقیقات تجربی در مورد اثرات الیاف بر کرنش و نسبت پواسون بتن خود تراکم (SCC) می‌پردازد. آزمایش بر روی 48 نمونه بتن مکعبی و 68 نمونه استوانه‌ای استاندارد از 4 مخلوط مختلف با مقاومت‌های فشاری 25، 28، 30 و 33 مگاپاسکال انجام شد. درصد الیاف در مخلوط ها از 0 به 12 افزایش می یابد. کرنش های محوری و جانبی نمونه ها به طور همزمان با توجه به تنش اعمال شده توسط بارگذاری فشاری تک محوری محاسبه شد. با مقایسه منحنی‌های تنش-کرنش برای کرنش محوری و جانبی، نسبت‌های پواسون با در نظر گرفتن تعداد بارگذاری‌ها محاسبه شد. یکی از پیامدهای نتایج این بود که نسبت مساحت داخلی در منحنی تنش-کرنش جانبی به منحنی تنش-کرنش محوری به مجذور نسبت پواسون در همان درصد فیبر مربوط می شود. در پایان، با توجه به مقاومت فشاری بتن و درصد الیاف، یک مدل یکپارچه برای نسبت پواسون الیاف SCC تحت بارگذاری فشاری فرموله شد. نتایج نشان می دهد که افزایش فیبر (فقط 2%) باعث افزایش قابل توجه نسبت پواسون (بیش از 5%) پس از بارگذاری فشاری دوم می شود. همچنین کرنش جانبی سوم حداکثر مقاومت را در تمام مخلوط های بتن خود متراکم فراهم می کند.

کلیدواژه‌ها

الیاف
ضریب پواسن
کرنش تک محوری
کرنش جانبی
بتن خود تراکم
موضوعات

عنوان مقاله English

Simulation the Effects of Fiber on the Poisson's Ratio of Self-Compacting Concrete

نویسندگان English

HAMOON FATHI 1
Mohammad Yousefinezhad 2
1 Department of Civil Engineering, Islamic Azad University, Sanandaj branch,
2 Department of Civil Engineering, Islamic Azad University, roudehen branch
چکیده English

The present paper studies experimental research on the effects of fiber on the strain and the Poisson's ratio of self-compacting concrete (SCC). The experiment was carried out on 48 cubic concrete samples and 68 standard cylindrical samples of 4 different mixes with compressive strengths of 25, 28, 30, and 33 MPa. The percentage of fiber in the mixes increases from 0 to 12. Axial and lateral strains of the samples were calculated simultaneously, with respect to the stress exerted by uniaxial compressive loading. Having compared the stress-strain curves for axial and lateral strain, Poisson's ratios were calculated by taking the number of the loadings into account. One of the implications of the results was that the ratio of the inner area in lateral stress-strain curve to those in axial stress-strain curve relate to the square of Poisson's ratio in the same percent of fiber. At the end, with respect to the concrete's compressive strength and percentage of fibers, an integrated model was formulated for Poisson's ratio of fiber SCC under compressive loading. The results show that an increase in fiber (only 2%) causes a significant increase in Poisson's ratio (more than 5%) after the second compressive loading. Also, the third lateral strain provides maximum strength in all self-compacting concrete mixes.

کلیدواژه‌ها English

  • fiber
  • Poisson&‌rsquo
  • s ratio
  • axial strain
  • lateral strain
  • self-compacting concrete
Asprone D, Frascadore R, Ludovico MD, Prota A, Manfredi G. (2012), Influence of strain rate on the
seismic response of RC structures. Eng Struc, 35. 29-36.
Ayhan B, Jehel P, Brancherie D, Ibrahimbegovic A. (2013). Coupled damage–plasticity model for
cyclic loading: Theoretical formulation and numerical implementation. Eng Struc, 50: 30-42.
Azoti W.L, Koutsawa Y, Bonfoh N, Lipinski P, Belouettar S. (2013). Analytical modeling of
multilayered dynamic sandwich composites embedded with auxetic layers. Eng Struc, 57, 248-
253.
Crambuer R, Richard B, Ile N, Ragueneau F. (2013) Experimental characterization and modeling of
energy dissipation in reinforced concrete beams subjected to cyclic loading. Eng Struc, 56: 919-
934.
Civil and Project Journal, 2023, 5(7), 38-46
https://doi.org/10.22034/cpj.2023.419946.1223
46
Cusatis. G, (2011). strain-rate effects on concrete behavior, international journal of impact engineering
38,162-170.
Friis EA, Lakes RS, Park JB. (1988). Negative Poisson's ratio polymeric and metallic foams. J
Materials Science, 23. 4406-4414.
Gu, J., Wang, J., Lu, W. (2022). An experimental assessment of ultra-high-performance concrete beam
reinforced with negative Poisson’s ratio (NPR) steel rebar Construction and Building Materials
327, 127042.
Huang, H., Yuan, Y., Zhang, W., Hao, R., & Zeng, J. (2020). Bond properties between GFRP bars and
hybrid fiber-reinforced concrete containing three types of artificial fibers. Construction and
Building Materials, 253, 111150.
Lakes RS. (1987). Foam structures with a negative Poisson's ratio. Science 235, 1038-1040.
Mi, P., Tan, P., Li, Y., Tang, M., Zhang, Y. (2023). Seismic behavior of steel reinforced precast
concrete shear wall with replaceable energy dissipators. Structures, 56, 104972.
Mohsenian Fard, E. Memar, M. Ghaedian, D. (2023). estimation on the Bond Behavior Between
GFRP Bar and Polypropylene Fiber Reinforced Concrete with Pull-out Test. Civil and Project
Journal, 5(4), 11-27
Sideris KK, Manita P, Sideris K. (2004). Estimation of ultimate modulus of elasticity and Poisson
ratio of normal concrete. Cem Conc Compo, 26: 623–631.
Swamy R.N. (1971). dynamic Poisson ratio of Portland cement paste, mortar and concrete. Cem Concr
Res, 1(5):559-583.
Wang H, Qingbin Li Q. (2007). Prediction of elastic modulus and Poisson’s ratio for unsaturated
concrete. Int J Solids and Struc, 44:1370–1379.
Wei, W., Liu, F., Xiong, Z., Lu, Z., & Li, L. (2019). Bond performance between fiber-reinforced
polymer bars and concrete under pull-out tests. Construction and Building Materials, 220,
116133.
Xie, H., Wei, P., Liu, N., Gao, J., Yang, L., Li, J., Chen. S. (2023). Study on failure characteristics of
basalt fiber reactive powder concrete under uniaxial loading, Construction and Building
Materials, 404, 133246.
Zeng, J., Liao, J., Zhuge, Y., Guo, Y., Zhou, J., Huang, Z., Zhang. L. (2022). Bond behavior between
GFRP bars and seawater sea-sand fiber-reinforced ultra-high strength concrete, Engineering
Structures, 254, 113787.
  • تاریخ دریافت 17 شهریور 1402
  • تاریخ بازنگری 14 مهر 1402
  • تاریخ پذیرش 27 مهر 1402
  • تاریخ اولین انتشار 27 مهر 1402
  • تاریخ انتشار 01 مهر 1402

صفحه اصلی

ارسال مقاله

تماس با ما

مقالات در نوبت انتشار