فریدون رضایی

پیوستگی بین بتن و فولاد در اعضای بتن‌آرمه، یکی از عوامل مهم در عملکرد صحیح سازه‌ها است. پیوستگی، امکان انتقال تنش از بتن به فولاد را فراهم کرده و سازه می‌تواند بارهای وارده را به طور مؤثری تحمل کند. پیوستگی در سازه‌های بتن‌آرمه عمدتاً تحت تأثیر دو گروه مخرب؛ عوامل محیطی و بارگذاری قرار می‌گیرد. از جمله عوامل محیطی می‌توان به خوردگی فولاد در بتن‌آرمه اشاره کرد. این پدیده عمدتاً به دلیل تخریب لایه محافظ فعال روی سطح فولاد رخ می‌دهد و باعث از بین رفتن عوامل موثر بر پیوستگی می‌شود. یکی از روش‌های بهبود رفتار پیوستگی در برابر خوردگی استفاده از الیاف است. الیاف با افزایش مقاومت پیوستگی و مقاومت کششی بتن، کنترل عرض ترک‌ها، به طور قابل توجهی به بهبود پیوستگی کمک می‌کند. در این پژوهش به منظور ارزیابی آزمایشگاهی رفتار پیوستگی بتن و فولاد تحت تأثیر خوردگی و نقش مسلح کردن بتن به الیاف بر مقاومت پیوستگی، 32 نمونه مکعبی با مقطع ۱۵۰ میلی‌متر و مسلح به یک میلگرد در مرکز و 12 نمونه تیر بتنی با ارتفاع 180 و عرض 100 و طول850 میلی‌متر ساخته شد. میلگرد مورد بررسی در هر دو نوع مقطع به قطر 14 میلی‌متر با طول پیوستگی پنج برابر قطر در نظر گرفته شده بود. جهت بهبود رفتار پیوستگی تحت اثر خوردگی از دو میزان 75/0 و5/1 درصد حجمی الیاف پلیمری ماکرو در نمونه‌های مورد مطالعه استفاده شد. ایجاد خوردگی در نمونه ها در سه سطح یک، سه و پنج درصد و با استفاده از اعمال جریان الکتریکی ثابت به میلگرد در یک استخر حاوی محلول الکترولیت ۵ درصد آب نمک بود. نمونههای مکعبی جهت بررسی رفتار پیوستگی تحت آزمایش بیرون کشیدگی و نمونههای تیر تحت آزمایش پیوستگی خمشی قرار گرفتند. پارامترهای بررسی رفتار پیوستگی شامل تنش پیوستگی-لغزش، مقاومت پیوستگی، لغزش نسبی حداکثر، الگوی گسیختگی و چقرمگی پیوستگی بودند. استفاده از الیاف در طرح مخلوط بتن منجر به افزایش مقاومت پیوستگی 26 الی 39 درصدی در نمونه‌های مکعبی و افزایش 7/18 درصدی در نمونه‌های تیر و حداکثر لغزش نسبی شده و اثرات مخرب خوردگی بر این پارامترها را کاهش داد. همچنین، الیاف پلیمری ماکرو الگوی گسیختگی را بهبود بخشید و توانایی جذب انرژی بتن را افزایش داد. با این حال، نتایج آزمایش نشان دادند که میزان خوردگی واقعی نمونه‌ها 13 الی 18 درصد کمتر از مقدار پیش‌بینی‌شده بر اساس قانون فارادی است.