بتن بهعنوان یکی از حیاتیترین مصالح ساختمانی، همواره مورد توجه محققان و مهندسان بوده است. بهبود خواص و عملکرد بتن، بهویژه در راستای افزایش مقاومت و ایمنی سازهها، از اهداف اصلی تحقیقات اخیر در این حوزه است. بتن خودمتراکم (SCC) به دلیل ویژگیهای منحصربهفردی همچون روانی بالا، عدم نیاز به ویبره در حین بتنریزی، و عملکرد انعطافپذیر، در دهههای اخیر بهطور گستردهای در صنعت ساختوساز مورد استفاده قرار گرفته است. در این پژوهش، مصالح پایه اختلاط شامل آب، روانکننده، سیمان، شن، ماسه، پودر سنگ و میکروسیلیس بودهاند. اگرچه بتن در شرایط دمایی معمول از مقاومت فشاری مطلوبی برخوردار است، اما تحقیقات نشان میدهند که قرارگیری در معرض حرارتهای بسیار بالا میتواند بهطور قابل توجهی بر توان مقاومتی آن تأثیر بگذارد. مقاومت فشاری بتن بهعنوان یکی از پارامترهای کلیدی، ارتباط مستقیمی با سایر ویژگیهای مکانیکی مانند مقاومت برشی و خمشی دارد و حفظ آن در محدودههای مطلوب، برای پایداری کلی سازهها ضروری است. حرارتهای بالا با ایجاد ترکهای مویی و افزایش تخلخل در بتن، منجر به کاهش مقاومت فشاری و در نهایت تضعیف ساختار میشوند. در این راستا، استفاده از الیاف پلیپروپیلن (PP) بهعنوان یک افزودنی تقویتی، بهویژه در شرایط حرارتی شدید، مورد توجه قرار گرفته است. این پژوهش با هدف یافتن بهینهترین ترکیب طول و دوز الیاف پلیپروپیلن در بتنهای خودمتراکم تحت حرارتهای بسیار بالا طراحی شده است. سوال اصلی این پژوهش این است که چگونه میتوان با استفاده از الیاف پلیپروپیلن، مقاومت فشاری بتن را در شرایط حرارتی شدید بهبود بخشید و تا چه حد میتوان به نتایج تحقیقات پیشین اعتماد کرد. در این پژوهش، چهار نمونه اختلاط بتن خودمتراکم بر اساس استاندارد بینالمللی EFNARC طراحی و تولید شدند. برای دستیابی به بهینهترین ترکیب، سه دوز مختلف الیاف پلیپروپیلن (۰٫۵٪، ۰٫۷۵٪ و ۱٪) و دو طول الیاف (۱۲ و ۱۶ میلیمتر) بهعنوان افزودنیهای اصلی در نظر گرفته شدند. بهمنظور کاهش خطاهای احتمالی، دو نسخه یکسان از هر نمونه تولید شد. نمونهها در دو بازه زمانی ۱۸ و ۲۸ روز در تشتهای آب آهک عملآوری شدند. در مجموع، ۹۸ نمونه بتن تقویتشده با الیاف پلیپروپیلن تحت شرایط حرارتی مختلف مورد بررسی قرار گرفتند. برای ارزیابی تغییرات مقاومت فشاری و ساختاری بتن، از چهار روش آزمایشی استفاده شد: ۱. آزمون مقاومت فشاری: برای بررسی تغییرات مقاومت فشاری نمونهها تحت حرارتهای بالا. ۲. آزمون سرعت پالس اولتراسونیک (UPV): برای ارزیابی تغییرات سرعت امواج صوتی در بتن و ارتباط آن با مقاومت فشاری. ۳. تجزیه و تحلیل پراش اشعه ایکس (XRD): برای شناسایی فازهای کریستالی و تغییرات ساختاری ناشی از حرارت. ۴. تصویربرداری نانوذرات با میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدانی (FE-SEM): برای بررسی ریزساختار بتن و تشکیل میکروکانالها. نتایج آزمون مقاومت فشاری نشان داد که افزایش دما بهطور معناداری مقاومت بتن را کاهش میدهد. با این حال، افزودن الیاف پلیپروپیلن با دوز ۰٫۷۵٪ و طول ۱۲ میلیمتر، مقاومت حرارتی نمونهها را بهطور متوسط ۱۵ تا ۲۲٫۰۵٪ افزایش داد. همچنین، الیاف با طول ۱۶ میلیمتر بهطور متوسط ۱٫۲۶ برابر مؤثرتر از الیاف ۱۲ میلیمتر در تقویت مقاومت فشاری عمل کردند. در بتن با دوز ۰٫۵٪ الیاف، به ازای هر ۱۰۰ درجه سانتیگراد افزایش دما، مقاومت فشاری نمونهها ۱٫۰۸ برابر کاهش یافت. آزمون سرعت پالس اولتراسونیک نیز نشان داد که به ازای هر ۰٫۵٪ افزایش دوز الیاف، سرعت پالس بهطور متوسط ۰٫۲۵٪ کاهش مییابد. این نتایج تأثیر محتوای الیاف بر خواص صوتی بتن را تأیید میکند. اگرچه دقت آزمون اولتراسونیک به دلیل محدودیتهای ذاتی کاهش مییابد، اما این روش بهعنوان یک ابزار تکمیلی قابل اعتماد برای ارزیابی مقاومت بتن شناخته میشود. تجزیه و تحلیل XRD تشکیل فازهای کریستالی ثانویه را در نمونههای تقویتشده با الیاف پلیپروپیلن نشان داد. این فازها به پر شدن منافذ و کاهش فشار داخلی ناشی از حرارت کمک کرده و از تشکیل ترکهای مویی جلوگیری میکنند. تصاویر FE-SEM نیز تشکیل میکروکانالها در ماتریس بتن را تأیید کردند که این میکروکانالها به خروج بخار رطوبت و کاهش فشار داخلی کمک میکنند.
