بررسی عملکرد ضربه ای بتن با مقاومت بالا و بتن فوق توانمند الیافی تحت برخورد پرتابه

مقاومت و رفتار مناسب بتن فوق توانمند در مقابل بارهای ضربه ای می تواند از ویژگی های مهم این نوع مصالح باشد و بررسی این موضوع از اهمیت بالایی برخوردار است و نتایج تحقیق در این زمینه می تواند دستاورد مهمی برای طراحی و ساخت سازه های امن با رویکرد پدافند غیرعامل داشته باشد. هدف از این تحقیق، بررسی رفتار یک نوع بتن فوق توانمند مسلح شده با الیاف فولادی (UHPSFRC) که توسط نویسندگان طراحی و ساخته شده است، در مقابل برخورد پرتابه های با سرعت کم و زیاد است. جهت بررسی رفتار و قابلیت این بتن در تحمل ضربه و برخورد پرتابه ها، یک نوع بتن با مقاومت بالا (HSC) نیز به عنوان مبنای مقایسه ساخته شده است. رفتار این دو نوع بتن در مقابل ضربه با سرعت کم با انجام آزمایش سقوط وزنه بررسی شده است و خصوصیاتی شامل تعداد ضربه های لازم برای ایجاد اولین ترک و گسیختگی کلی، الگوی ترک خوردگی و قطر سوراخ شدگی در نمونه های بتن مد نظر قرار گرفته است. جهت بررسی این دو نوع بتن در مقابل برخورد پرتابه با سرعت بالا، از روش شبیه سازی عددی استفاده شده است. نتایج آزمایش سقوط چکش نشان می دهد که HSC ترد است و مقاومت ضربه ای کمی دارد و در همان ضربه اول به چندین تکه شکسته می شود. اما UHPSFRC با دو درصد الیاف رفتاری شکل پذیر بروز می دهد و قادر به تحمل حداقل ده ضربه پی در پی چکش است. نتایج شبیه سازی های عددی نیز نشان می دهد که تحت شرایط یکسان برخورد پرتابه اجایو شکل با سرعت بالا، هدف بتنی UHPSFRC دچار نفوذ بدون سوراخ شدگی شده، اما در هدف HSC با همان ضخامت، نفوذ کامل و سوراخ شدگی اتفاق افتاده است.