28937

بررسي تاثير نوع الياف بر باربري تراورس بتن پليمري

كارشناسي ارشد

مهندسي راه‌آهن- خط و سازه‌هاي ريلي

1399

1402/4/27

مرتضي اسمعيلي

حميد رضا حيدري نوقابي

مهندسي راه‌آهن

در خطوط ريلي سالانه هزينه‌هاي زيادي صرف ساخت و تعويض تراورس‌هاي بتني مي‌شود. افزايش مقاومت مكانيكي و شيميايي براي بهبود عملكرد تراورس در شرايط بهره‌برداري و شرايط جوي از اهداف محققين از گذشته تاكنون بوده است. تراورس‌هاي پليمري يكي از انواع تراورس‌هاي بتني هستند كه در ساليان اخير موردتوجه محققين قرار گرفتند. استفاده از انواع رزين‌ها، پركننده‌ها و الياف پليمري در ساخت تراورس موجب افزايش مقاومت مكانيكي و شيميايي آن‌ها شده است. در اين تحقيق تأثير الياف پلي‌پروپيلن، الياف پلاستيكي، الياف سنتتيك فورتا و الياف فولادي بر ويژگي‌هاي مكانيكي بتن پليمري حاوي رزين پلي‌استر غيراشباع موردبررسي قرارگرفته است. سپس تركيب الياف بر اساس درصد بهينه استفاده از آن‌ها باهم تركيب‌شده‌اند و تحت آزمايش خمش سه‌نقطه‌اي قرار گرفتند. طرح مخلوط بهينه از آزمون خمش سه‌نقطه‌اي براي آزمايش تراورس در ابعاد واقعي بكار گرفته شد. نتايج آزمايش‌ها نشان مي‌دهد سنگ‌دانه‌هاي شكسته با اندازه 3 تا 10 ميلي‌متر بهترين نوع سنگ‌دانه براي بتن پليمري مي‌باشند. افزودن الياف پلي‌پروپيلن موجب كاهش مقاومت فشاري مي‌شود اما مقاومت كششي نمونه حاوي 75/0 كيلوگرم الياف پلي‌پروپيلن در يك مترمكعب نسبت به نمونه بدون الياف 5/2 درصد رشد داشته است. 2 كيلوگرم از الياف سنتتيك فورتا موجب افزايش 2/6 درصدي مقاومت فشاري بتن پليمري و افزايش 5 درصدي مقاومت كششي آن شده است. الياف پلاستيكي مانند الياف پلي‌پروپيلن مقاومت فشاري را كاهش مي‌دهند اما نمونه‌هاي حاوي 5/2 كيلوگرم بر مترمكعب مقاومت كششي بتن را حدود 10 درصد افزايش مي‌دهند. الياف فولادي بهترين عملكرد را ازلحاظ مقاومت كششي و فشاري دارند به‌طوري‌كه افزودن 25 كيلوگرم از اين الياف در يك مترمكعب بتن پليمري موجب افزايش 10 درصدي در مقاومت فشاري و كششي در بتن پليمري مي‌شود اما اين الياف به لحاظ مسائل اقتصادي گران هستند و استفاده از آن‌ها بتن پليمري را گران مي‌كند. نمونه‌هاي داراي الياف سنتتيك فورتا و الياف پلاستيك داراي بيشترين مقاومت خمشي 7/17 مگاپاسكال هستند و به‌عنوان طرح مخلوط بهينه براي ساخت تراورس مورداستفاده قرار گرفتند. تراورس ساخته‌شده با الياف سنتتيك فورتا و الياف پلاستيكي در محل وسط دهانه تراورس در آزمون خمش منفي نيروي 46كيلونيوتن و درمحل نشيمنگاه ريل در آزمون خمش مثبت نيروي 240 كيلونيوتن را تحمل كردند كه هردو از الزام آيين‌نامه‌اي 44 و 180 كيلونيوتن بيشتر هستند.

1402/08/03

Investigating the effect of different types of fibers on the bearing capacity of concrete sleeper

7/17/2024 12:00:00 AM

In railway track, a lot of money is spent on the construction and replacement of concrete sleeper. Increasing the mechanical and chemical resistance to improve the performance of the sleeper in operating conditions and atmospheric conditions has been one of the goals of the researchers. Polymer sleeper are one of the types of concrete sleeper that have attracted the attention of researchers in recent years. The use of various resins, fillers and polymer fibers in the construction of the sleeper has increased their mechanical and chemical resistance. In this research, the effect of polypropylene fibers, plastic fibers, Forta synthetic fibers and steel fibers on the mechanical properties of polymer concrete containing unsaturated polyester resin has been investigated. Also, the optimal fibers are combined and the three-point bending test was performed on them. The optimal mix design of the three-point bending test was used to test the sleeper in real dimensions. The results of the tests show that broken aggregates with a size of 3 to 10 mm are the best type of aggregate for polymer concrete. The addition of polypropylene fibers reduces the compressive strength, but the tensile strength of the sample containing 0.75 kg of polypropylene fibers in one cubic meter increased by 2.5% compared to the sample without fibers. 2 kg of Forta synthetic fibers increases the compressive strength of polymer concrete by 2.6%. Also, this amount of fibers has increased its tensile strength by 5%. Plastic fibers such as polypropylene fibers reduce the compressive strength, but samples containing 2.5 kg/m3 increase the tensile strength of concrete by about 10%. Steel fibers have the best performance in tensile and compressive strength, so adding 25 kg of these fibers increases the compressive and tensile strength of polymer concrete by 10%. But these fibers are expensive and their use increases the cost of making polymer concrete. Concrete samples with Forta synthetic fibers and plastic fibers have the highest bending strength of 17.7 MPa and were used as the optimal mix design for the construction of the sleeper. The sleeper made with Forta synthetic fibers and plastic fibers endured a 46KN force in the middle of the sleeper in the negative bending test, and a 240KN force in the positive bending test at the seat of the rail.

پلي پروپيلن , سنتتيك فورتا , الياف پلاستيك , الياف فولادي

Polypropylene fibers , Forta synthetic fibers , plastic fibers , steel fibers

Mohammad Sajjad Rahimifar

Dr. Morteza Esmaeili