بتن با مقاومت بالا (HSC) یک نوع خاصی از بتن است که دارای مقاومت فشاری مشخصشده 60 N / mm2 یا بیشتر است. بتن با مقاومت بالا یک بتن اقتصادی است و در ستونهای ساختمانهای بلند، گاراژ پارکینگ، عرشه پل و سایر تاسیسات مورد نیاز برای افزایش قدرت و چگالی فشاری استفاده میشود. در HSC معمولاً مواد افزودنی پوزولانی و شیمیایی مورد استفاده قرار میگیرد و دستیابی به مقدار آب کم به نسبت مواد سیمانی ضروری است. اغلب مخلوطهای آزمایشی، اطلاعات لازم برای تولید جهت تعیین نسبت مخلوط بهینه، توسط کمیته 211.4R-93 گزارششده است. بتن با مقاومت بالا بهعنوان یک ماده نسبتاً ترد و شکننده در نظر گرفته بهعنوان بتن تحتفشار تحت تنش یا خمش قوی و ضعیف است. الیاف کربن از لحاظ پایداری شیمیایی، چگالی کم و نسبت قدرت به چگالی یکی از بالاترین میزانها را در میان انواع فیبرها دارد.
فیبر کربن استحکام کششی و مدول بسیار بالایی دارد. Patodi و Rarhod، نتیجه گرفتهاند که کامپوزیتهای سیمان ساختهشده با فیبر کربن با مدول بسیار بالا کششی و قدرت خمشی، تقویت خواهند شد. Aziz و Tahahave خواص ساختاری بهبود یافته را پس از رفتار خمشی تیرهای بتنی با مقاومت بالا تقویتشده با فیبر کربن فیبر پلیمر با و بدون فیبر کربن خردشده بررسی و تجزیهوتحلیل کردند. افزودن فیبر به بتن سبب میشود مواد همگن و ایزوتروپیک ایجاد شود و شکنندگی را به یک رفتار مجذور تبدیل کند. Aziz و Tahacarried کار آزمایشی خود را بر روی خواص مکانیکی فیبر کربن تقویتشده با مقاومت بالا بتن انجام دادند. این مطالعه گزارش میکند که هنگام ترک خوردگی بتن، فیبرها بهطور تصادفی، در ترک ایجاد شده گسترش می یابد و در نتیجه سبب افزایش قدرت و انعطافپذیری میشوند.
این الیاف کربن با کربن کردن نخ پلی آکریل نیتریل در دمای بالا تولید میشود و سپس کریستالهای گرافیت حاصل از آن توسط یک فرایندی به نام کشش گرم ایجاد میشود. فیبر کربن مبتنی بر پلی اکریلونیتریل به علت هزینه بالا بهطورمعمول در FRC مورد استفاده قرار نمیگیرد. در اوایل دهه 1980، فیبر کربن با پایه ارزانقیمت و کوتاهتر توسعه یافت و بهعنوان مواد تقویتکننده در بتن استفاده شد. تکنیک پراکندگی فیبرهای کربنی بهطور تصادفی در ترکیب بتن بهصورت دو روش در تکنولوژی بتنآرمه کربن اجرا میشود.
یکی از این موارد، ترکیب فیبرها با سیمان و دانه در حالت خشک است که به روش Dry Mix شناخته میشود. روش دوم ابتدا الیاف را در آب با اتیل سلولز هیدروکسیل (6/0 درصد وزن سیمان) مخلوط کرده و سپس مواد را به دوغاب با سیمان و کلرید به روش “مخلوط مرطوب” پودر میکنند.
روش دوم برای پراکندگی فیبرهای کربنی مبتنی بر فیبرهای کوتاه در تکنولوژی بتن مسلح بسیار ویژهتر است. مخلوط مرطوب تنها روش مؤثر برای پراکندگی الیاف کربن است اگر: مواد شیمیایی پراکنده با آب استفاده شوند. در این مطالعه، محتوای سیمان در مخلوط HSC با درصد ثابت از خاکستر بادی (10٪) و فیبر کربن جایگزین میشود. نوارهای پلیمر تقویتشده با فیبر کربن (CFRP) در لایههای مختلف (تک لایه، دو و سه لایه) با عرض متفاوت نوار (0 تا 80 میلیمتر) قرار میگیرند. خصوصیات سخت شده HSC مورد بررسی قرار گرفت و نتایج تجربی با استفاده از تحلیل رگرسیون تأیید شد.