چکیده: اضافه کردن الیاف به بتن سبب بهتر شدن عملکرد شکل پذیری و مقاومت در برابر ترک خوردگی و همچنین باعث افزایش عملکرد جذب انرژی و طاقت بتن می شود. تا کنون محدوده گسترده ای از انواع الیاف برای تسلیح مصالح پایه سیمانی استفاده شده است. یکی از انواع الیافی که به تازگی مورد توجه قرار گرفته است، الیاف فلزی مارپیچ بهینه شده می باشد. هدف اصلی این تحقیق بررسی رفتار بیرون کشیدگی الیاف فولادی مارپیچ و خواص مکانیکی کامپوزیت های تقویت شده با الیاف مارپیچ است. به این منظور، در گام اول، مجموعه ای از آزمایش های بیرون کشیدگی الیاف فلزی مارپیچ با زوایای تمایل مختلف و طول های گیر داری متفاوت، از ماتریس پایه سیمانی و تاثیر آن بر خصوصیات مکانیکی بتن الیافی انجام شد. در گام بعدی، نمونه های بتن مسلح به الیاف مارپیچ تحت آزمایش کشش مستقیم قرار گرفتند. به منظور انجام تست کشش مستقیم، فیکسچر ابداعی تست کشش مستقیم با مفصل دو جهته طراحی و ساخته شد. هدف اصلی این تحقیق بررسی رفتار بیرون کشیدگی الیاف فولادی مارپیچ و خواص مکانیکی کامپوزیت های تقویت شده با الیاف مارپیچ است. تحقیق به سه بخش اصلی تقسیم شده است. در اولین قسمت ، خواص مکانیکی ماتریس پایه سیمانی شامل مقاومت فشاری تعیین شده است. در بخش دوم، رفتار بیرون کشیدگی الیاف فولادی مارپیچ با استفاده از آزمایش های تجربی بر روی الیاف منفرد جاسازی شده در ماتریس سیمانی ارزیابی شده است. اثر طول و زاویه شیب فیبر و مقاومت فشاری ماتریس همراه با برهم کنش این پارامترها ارزیابی شده است. برنامه آزمایشی شامل آزمایش کشش تک فیبر با پنج زاویه شیب 0، 15، 30، 45 و 60 درجه و سه طول جایگذاری شده 10، 15و 20 میلی متر با دو مقاومت فشاری ماتریس 20 و 30 مگاپاسکال است. طول و قطر الیاف فولادی مارپیچ به ترتیب 40 میلی متر و 4/0 میلی متر و مقاومت کششی آن ها 1500 مگاپاسکال است. نتایج آزمایش بیرون کشیدگی نشان داد که الیاف فولادی مارپیچ رفتار سخت شدگی لغزش را در نتیجه تشکیل مفصل پلاستیکی در قسمت مارپیچی الیاف نشان می دهد. این مکانیسم مقاومت بیرون کشیدگی و جذب انرژی الیاف را افزایش داده است. در قسمت پایانی، به منظور ارزیابی رفتار کششی مواد کامپوزیت سیمانی تقویت شده با الیاف مارپیچ فولادی، رفتار کششی بتن الیافی با انجام آزمایش کشش مستقیم بر روی نمونه های دمبلی شکل بررسی شده است. در این بخش، رفتار بتن مسلح به الیاف با بررسی پارامترهای مربوطه مانند ظرفیت باربری، جذب انرژی و رفتار پس از ترک خوردگی مورد ارزیابی قرار گرفته است. به منظور مقایسه رفتار کششی کامپوزیت ها، آزمایش های کشش مستقیم روی کامپوزیت های سیمانی مسلح به 15/0 و 25/0 درصد الیاف فولادی مارپیچ با مقاومت فشاری ماتریس 25 مگاپاسکال انجام شده است. نتیجه نشان داد که کامپوزیت های سیمانی با 15/0 و 25/0 الیاف فولادی مارپیچ رفتار نرم شدگی نشان می دهند. درصد الیاف موجود در ماتریس نقش مهمی در افزایش قدرت و جذب انرژی پس از ترک خوردگی دارد.