اثر فوق روان کننده بر مقاومت پیوستگی بتن و میلگرد

پیوستگی به اندرکنش بین میلگرد و بتن اطراف گفته می‌شود که امکان انتقال تنش کششی از فولاد به بتن را فراهم می‌آورد و مهار میلگردهای مستقیم را ممکن می‌سازد. سازه‌های بتن آرمه در واقع یک نوع سازه مرکب متشکل از بتن و میلگرد می‌باشد که عملکرد مناسب آنها علاوه بر کیفیت بتن و فولاد، به مقاومت پیوستگی و انتقال مناسب نیرو بین بتن و فولاد وابسته است.
پیوستگی روی عوامل مهمی از بتن سازه‌ای از قبیل کنترل ترک و سختی مقطع تأثیر مستقیم دارد.
مقاومت پیوستگی بتن-فولاد به ۳ عامل اصلی وابسته است که شامل تنش برشی ناشی از چسبندگی در سطح تماس، مقاومت ناشی از اتصال مکانیکی بین آج‌های میلگرد و بتن و اصطکاک بین آج‌های میلگرد و بتن اطراف است. از بین عوامل مذکور، اندرکنش مکانیکی بیشترین تأثیر را دارد.
مقدار مقاومت پیوستگی تابع عواملی از قبیل مقدار سطح تماس، شکل سطحی پیرامون میلگرد، قطر میلگرد و پوشش بتن اطراف میلگرد است. تست بیرون کشیدگی مستقیم یا که Pull-out در آن میلگرد از داخل بلوک بتنی بیرون کشیده می‌شود، متداول‌ترین روش آزمایش مقاومت پیوستگی بین میلگرد و بتن است.
مطالعات متعددی برای بررسی مقاومت پیوستگی بتن- فولاد در شرایط متفاوت انجام پذیرفته است.تست‌های آزمایشگاهی مختلفی با استفاده از مواد افزودنی مانند فوق روان کننده‌ها، میکروسیلس و نانو سیلیس، روباره فعال شده با کربنات سدیم، انواع الیاف بتن و غیره جهت حصول پیوستگی مطلوب‌تر بین بتن-فولاد انجام شده است. 
به منظور بررسی تأثیر افزودنی فوق روان کننده بر روی مقاومت پیوستگی، دو نسبت مخلوط بتن مد نظر قرار گرفت که شامل بتن معمولی و بتن حاوی فوق روان کننده است. نکته مهم در نظر گرفته شده برای نسبت اختلاط بتن، عیار سیمان مصرفی 350 کیلوگرم در متر مکعب و مقدار اسلامپ 12 سانتی متر می‌باشد.
برنامه تست 18 نمونه را شامل می‌شود که دربرگیرنده 9 نمونه در دو نسبت اختلاط بتن می‌باشد. در هر حالت، سه قطر میلگرد 8، 10 و 12 میلی‌متر در نظر گرفته شده است. این قطرها بر مبنای آزمایشات مقدماتی و متناسب با شرایط تحقیق و همچنین بررسی روند آزمایشات مطالعات پیشین انتخاب شدند. به ازای هر نوع بتن و قطر میلگرد معین، سه نمونه ساخته شده است. هدف از ساخت سه نمونه برای هر حالت، بررسی تغییرات و پراکندگی نتایج بوده و در نهایت، نتیجه هر حالت با میانگین گیری از سه نتیجه حاصله مشخص می‌شود.
نمونه‌های آزمایشی به صورت مکعبی با ابعاد یکسان 15 سانتیمتر تهیه شدند که برای تهیه آنها از قالب مکعبی استاندارد استفاده شد. برای انجام تست بیرون کشیدگی، از دستگاه کشش یونیورسال استفاده گردید.بارگذاری تا مرحله‌ای ادامه می‌یابد که میلگرد مدفون شده از بتن جدا شود و تا حد قابل توجهی در داخل نمونه حرکت نماید.
آزمون بیرون کشیدگی میلگرد مطابق روش تشریح شده بر روی 18 نمونه آزمایشی ساخته شده در سن 42 روزه انجام پذیرفت. نتایج آزمایش، توسط رایانه متصل به دستگاه، به صورت منحنی نیرو-لغزش ترسیم گردید و اطلاعاتی از قبیل نیروی پیک، جابجایی متناظر با نیروی پیک، جابجایی نهایی میلگرد و نیروی متناظر با آن که در اینجا نیروی باقیمانده نامیده می‌شود و سایر اطلاعات مربوط به آزمایش برای هر نمونه توسط دستگاه کشش ارائه گردید. شکل زیر نمونه‌هایی از منحنی‌های نیرو-تغییر مکان را به ترتیب برای به تنهای معمولی و بتن حاوی فوق روان کننده برای دو میلگرد 8 و 12 میلی‌متر نشان می‌دهد. تست بیرون کشیدگی تا جابجایی حدود 3 سانتیمتر میلگرد ادامه یافته است. با توجه به شکل عمومی منحنی، منحنی نیرو-جابجایی را می‌توان به سه ناحیه متمایز تقسیم بندی نمود. ناحیه اول به صورت خطی و با سختی نسبتاً بالا می‌باشد که نشان می‌دهد جابجایی اولیه مستلزم اعمال تغییرات نیروی بیشتری می‌باشد. ناحیه دوم، محدوده قبل از رسیدن به نیروی اوج می‌باشد که پس از مرحله اول و به صورت تغییرات غیرخطی تا رسیدن به نیروی اوج ادامه دارد. ناحیه سوم مربوط به بعد از نیروی پیک می‌باشد که در آن با افزایش جابجایی، مقدار نیرو کاهش می‌یابد.
در این ناحیه، میلگرد از ناحیه اطراف جدا شده است ولی جابجایی بیشتر میلگرد به دلیل اصطکاک موجود بین میلگرد و بتن اطراف  مستلزم اعمال نیرو می‌باشد. همان‌طور که مشاهده می‌شود با افزایش جابجایی، میزان اصطکاک کاهش یافته و نیروی مربوطه کمتر می‌شود.