Some properties of hybrid fibers high strength lightweight aggregate concrete

• Published in: Engineering and Technology Journal Vol. 33; no. 4A; pp. 815 - 829
• Main Authors: Khalil, Wasan Ismail, Muzan, Suhad Abd al-Jabbar
• Format: Journal Article
• Language: English
• Published: Baghdad, Iraq University of Technology 28.05.2015; Unviversity of Technology- Iraq
• Subjects: Aggregates (Building materials); hybrid fibers; Lightweight concrete; macrofiber; mono fibers; الركام
• ISSN: 1681-6900; 2412-0758
• DOI: 10.30684/etj.33.4A.5

يهدف هذا البحث إلى دراسة بعض خواص خرسانة الركام خفيف الوزن عالية المقاومة المسلحة بالألياف الأحادية و الألياف الهجينة بأبعاد و أشكال مختلفة. الألياف المستخدمة هي، ألياف فولاذية معقوفة النهاية بنسبة باعية 100 نوع S1، ألياف فولاذية معقوفة النهاية بنسبة باعية 60 نوع S2، ألياف دقيقة من البولي بروبلين و ألياف الكاربون الدقيقة. تم أعداد ثمان خلطات خرسانية متضمنة الخلطة المرجعية (بدون ألياف)، ثلاث خلطات مسلحة بنوع واحد من الألياف (0.5 % نوع S1، 1 % نوع S1، 0.25 % ألياف كاربون)، أربعة خلطات مسلحة بألياف هجينة مزدوجة ]0.5 % نوع S1 + 0.5 % نوع S2 (الخلطة HSF1)، 0.75 % نوع S1 + 0.25 % نوع S2 (الخلطة HSF2)، 0.75 % نوع S1 + 0.25 % ألياف البولي بوبلين (الخلطة HSPPF) و 0.75 % نوع S1 + 0.25 % ألياف الكاربون (الخلطة HSCF)[. تم دراسة الخواص الطرية للخرسانة (قابلية التشغيل و الكثافة الطرية) و خواص الخرسانة في الحالة الصلبة (الكثافة الجافة، مقاومة الانضغاط، مقاومة شد الانثناء، مقاومة شد الانشطار و الموصلية الحرارية). بصورة عامة أظهرت نماذج خرسانة الركام خفيف الوزن المسلحة بالألياف الأحادية و الألياف الهجينة زيادة ملحوظة بمقاومة الشد الانشطاري و شد الانثناء مقارنة مع نماذج الخرسانة في المسلحة بالألياف. أظهرت جميع نماذج خرسانة الركام خفيف الوزن عالية المقاومة الحاوية على خليط الألياف الفولاذية نوع S1 مع الألياف الفولاذية نوع S2 زيادة في مقاومة شد الانثناء و الشد الانشطاري مقارنة مع الخلطة الخرسانية المسلحة بنسبة حجمية 1 % بالألياف الفولاذية المنفردة نوع S1. كانت نسبة الزيادة في مقاومة الشد الانشطاري للنماذج المسلحة بالألياف الهجينة و المهيئة من الخلطات HSF1، HSF2، HSPPF و HSCF هي 316.6 %، 361.1 %، 377.7 % و 433.3 % على التوالي بينما كانت نسبة الزيادة في مقاومة الانثناء 6.88 %، 32.04 %، 4.25 % و 35.91 % على التوالي مقارنة مع النماذج غير المسلحة بالألياف. This investigation aims to study some properties of high strength lightweight aggregate concrete (HSLWAC) reinforced with mono and hybrid fibers in different dimensions and types. High strength porcelinite lightweight aggregate concrete mix with compressive strength 41 MPa at 28 day age was prepared. The fibers used included macro hooked steel fiber with aspect ratio 100 (type S1), macro hooked steel fiber with aspect ratio 60 (type S2), micro polypropylene fiber (pp) and micro carbon fiber (CF). Eight HSLWAC mixes were prepared including, one plain concrete mix (without fibers), three mono (single) fiber reinforced concrete mixes (with 0.5 % volume fraction of steel fiber type S1, 1 % volume fraction of steel fiber type S1and 0.25 % volume fraction of CF) and four double hybrid fiber reinforced concretes mixes [0.5 % steel fiber type S1 +0.5 % steel fiber S2 mix (HSF1), 0.75 % steel fiber S1+ 0.25 % steel fiber type S2 mix ( HSF2), 0.75 % steel fiber type S1+ 0.25 % pp mix (HSPPF) and 0.75 % steel fiber type S1+ 0.25 % CF mix (HSCF)]. Fresh properties (workability and fresh density) and hardened properties (oven dry density, compressive strength, splitting tensile strength, flexural strength and thermal conductivity) of HSLWAC were studied. Generally mono and hybrid fiber reinforced HSLWAC specimens show significant increase in splitting tensile strength and flexural strength in comparison with plain HSLWAC specimen. All hybrid fiber HSLWAC specimens show significant increase in splitting tensile strength and flexural strength compared to concrete specimens reinforced with 1% volume fraction of mono steel fiber type S1. The percentage of increase in splitting tensile strength for hybrid fiber reinforced specimens prepared from HSLWAC mixes HSF1, HSF2, HSPPF and HSCF is 316.6 %, 361.1 %, 377.7 % and 433.3 %, while the percentage of increase in flexural strength is 29.43 %, 59.89 %, 26.56 % and 64.58 % respectively relative to the plain specimens.