فهرست مطالب

مجله تحقیقات بتن ایران
سال پنجم شماره 1 (بهار و تابستان 1392)

  • تاریخ انتشار: 1392/06/19
  • تعداد عناوین: 7
|
  • ابراهیم رحمانی، مهدی دهستانی، مرتضی حسینعلی بیگی صفحات 7-18
    پلی اتیلن ترفتالات (PET) پلیمری است که در اغلب کشورها برای تولید الیاف پلی استر، رزین بطری و رزین های پلی استر مهندسی به کار می رود. با توجه به استفاده گسترده از این پلیمر در صنایع بسته بندی مواد غذایی و مدت زمان طولانی مورد نیاز برای تجزیه زباله های مربوط به این مواد در طبیعت، ارائه راهکارهای مهندسی جهت بازیافت و همچنین بهره برداری مجدد از مواد مصرفی مزبور، مورد توجه بسیاری از محققین واقع شده است. در این مطالعه، با رویکرد جامع تری نسبت به مطالعات پیشین به بررسی استفاده از زباله های فرآوری شده پت به عنوان جایگزین 5 ٬ 10 و 15 درصد از حجم ماسه در ترکیبات بتن پرداخته شده است. بدین منظور نمونه های بتنی مکعبی و استوانه ای با مقادیر نسبت آب به سیمان مختلف ساخته شده و طی آزمایش هایی خواص فیزیکی بتن تازه مشخص گردید. سپس نمونه های بتنی در شرایط استاندارد عمل آوری شده، مورد آزمایش های مختلف جهت تعیین خواص مکانیکی واقع گردیدند. نتایج نهایی حاکی از کاهش کارایی بتن پت تازه بوده است. نتایج آزمون های خواص مکانیکی بتن های پت نیز بیانگرکاهش قابل توجه در مدول الاستیسیته وکششی غیرمستقیم و یک روند افزایشی و سپس کاهشی در مقاومت فشاری و خمشی بوده است. نتایج آزمایش عبور امواج فراصوتی نیز نشان دهنده بافت متخلخل برای بتن های پت بوده است.
    کلیدواژگان: بتن، PET، خواص فیزیکی و مکانیکی
  • ارزیابی قابلیت جذب انرژی بتن خود تراکم الیافی حاوی ذرات نانوسیلیس
    مرتضی حسینعلی بیگی، جواد برنجیان، امید لطفی عمران، ایمان محمدپورنیک بین صفحات 19-36
    هر چند افزودن الیاف به بتن در رفتار آن قبل از رسیدن به تنش حداکثر تاثیر چندانی ندارد، اما رفتار پس از ترک خوردگی را به شدت تغییر می دهد. این روش در بهبود قابلیت های بتن مانند چقرمگی، انرژی شکست و مقاومت خمشی موثر واقع می شود. از سوی دیگر نانو ذرات سیلیس به دلیل دارا بودن فعالیت شدید پوزولانی و خاصیت پرکنندگی بسیار مناسب توانسته اند با کاربرد در مصالح پایه سیمانی، ساختار آن ها را به شدت بهبود بخشند و باعث تقویت ناحیه تماس1 الیاف با ماتریس سیمان شوند. لذا در این تحقیق آزمایشگاهی، اثر توام نانو سیلیس و الیاف های مختلف (فلزی، پلی پرو پیلن، شیشه) بر چقرمگی، انرژی شکست و مقاومت خمشی بتن خود تراکم بررسی شده است. بدین منظور 40 طرح اختلاط شامل 4 سری Aو B و C و D که به ترتیب حاوی 0، 2، 4 و 6 درصد وزنی سیمان، نانو سیلیس که به صورت جایگزین با سیمان مورد استفاده قرار گرفتند. هر سری از این مجموعه شامل 3 نوع الیاف (فلزی: 2/ 0، 3/ 0 و 5/ 0 درصد حجمی و پلی پروپیلن: 1/ 0، 15/ 0 و 2/ 0 درصد حجمی و شیشه: 15/ 0 و 2/ 0 و 3/ 0 درصد حجمی) مورد آزمایش و مقایسه قرار گرفتند. بررسی نتایج حاصل از این تحقیق نشان می دهد حضور توام الیاف و درصد بهینه نانو سیلیس موجب بهبود قابلیت های چقرمگی، انرژی شکست و مقاومت خمشی بتن scc می شود.
    کلیدواژگان: بتن خود تراکم، الیاف، نانو سیلیس، جذب انرژی، چقرمگی
  • طیبه پرهیزکار، علیرضا باقری، سیدحسام مدنی، امیرمازیار رئیس قاسمی صفحات 37-44
    دو گروه عمده از نانوسیلیس ها در مطالعات موادپایه سیمانی مورد بررسی قرار گرفته اند: نانوسیلیس های پایروژنیک و سل های نانوسیلیس. روش های مختلف تولید این مواد منجر به برخی تفاوت ها در خصوصیات آن ها می گردد. به عنوان مثال سل های نانوسیلیس ذرات مجزای پایدار در محیط آبی بوده و سایز کلوخه ای برای آن ها متصور نیست، درحالی که در روش تولید نانوسیلیس های پایروژنیک ذرات به هم فیوز شده و کلوخه های اولیه با ابعادی تا 100 نانومتر را ایجاد می کنند، کلوخه های اولیه نیز به هم چسبیده و توده هایی با ابعاد از چند میکرومتر تا چندصد میکرومتر را تولید می نمایند. مطالعه حاضر به مقایسه فعالیت پوزولانی یک نانوسیلیس پایروژنیک با نام تجاری اروزیل 200 و یک سل نانوسیلیس با نام تجاری لوازیل 30/ 200 پرداخته و تاثیر این مواد را بر درجه هیدراسیون سیمان موردبررسی قرار می دهد. شایان ذکر است که نانوسیلیس های مورد بررسی دارای سطح ویژه برابر 200 مترمربع برگرم بوده اند. نتایج نشانگر آن هستند که علی رغم سایز های بزرگ کلوخه ای نانوسیلیس پایروژنیک، این ماده دارای واکنش پوزولانی سریع تر نسبت به سل نانوسیلیس در خمیره های آهکی و سیمانی اند. نتایج همچنین نشان می دهند که نانوسیلیس ها در سن 1 روز اثر تسریع کنندگی بر هیدراسیون سیمان داشته اما پس از سن 7 روز درجه هیدراسیون سیمان برای حالت جایگزینی بخشی از سیمان با نانوسیلیس ها نسبت به خمیره کنترل کاهش یافته است. کاهش درجه هیدراسیون سیمان می تواند به دلیل جذب قابل توجه آب در ساختار نانوسیلیس ها و بالطبع کاهش آب در دسترس برای هیدراسیون سیمان باشد.
    کلیدواژگان: نانوسیلیس های پایروژنیک، سل های نانوسیلیس، واکنش پوزولانی، درجه هیدراسیون، هیدروکسیدکلسیم
  • پرویز قدوسی، علی اکبر شیرزادی جاوید صفحات 45-54
    نشست و جمع شدگی خمیری زمانی که بتن حالت خمیری دارد رخ می دهد. در سازه های بتن مسلح، حضور میلگرد بر این نشست و جمع شدگی موثر است. در این تحقیق 4 نوع بتن تعمیری مورد ارزیابی قرار می گیرد که عبارت اند از: بتن خود تراکم ساده، حاوی میکروسیلیس، حاوی میکروسیلیس و لاتکس استایرن بوتادین و حاوی میکروسیلیس، لاتکس و الیاف. اثر میلگرد با قرار دادن آن در ارتفاع های مختلف نسبت به سطح بتن ارزیابی شده است. بتن تعمیری پس از ریخته شدن بر روی بتن پایه درون اتاقک باد و گرما قرار گرفته است و جمع شدگی و نشست و پارامتر های ترک خوردگی اندازه گیری شده است. نتایج نشان می دهد با کاهش ارتفاع میلگرد نسبت به سطح بتن تعمیری (کاهش پوشش بتن)، ترک خوردگی به علت نشست بر ترک خوردگی به علت جمع شدگی خمیری غلبه می کند و الگو و شکل ترک ها نیز بر روی میلگرد و به صورت عمودی است. بتن حاوی الیاف و لاتکس، کمترین مقدار نشست و جمع شدگی خمیری را نشان می دهد. همچنین کمترین مساحت ترک و بیشترین زمان مشاهده اولین ترک مربوط بتن حاوی لاتکس است.
    کلیدواژگان: کرنش نشست خمیری، جمع شدگی خمیری، نرخ آب انداختگی، کرنش مقید
  • رمضانعلی ایزدی فرد، طه پارساییان، علیرضا موذن، احسان موبدی صفحات 55-68
    نیاز به تخریب سازه های قدیمی جهت احداث سازه های جدید و همچنین قرار گرفتن سازه ها تحت اثر انفجارهای تصادفی، ممکن است باعث از بین رفتن یک یا چند المان سازه ای شود. این امر موجب می شود تا تمام سازه تحت شرایط توزیع بار جدیدی قرار گیرد. در این پژوهش جهت پیش بینی عملکرد سازه ها هنگامی که دچار تخریب های موضعی می شوند، اعضای بتن مسلح مورد بررسی قرار گرفتهاند. به این منظور برای مدلسازی اجزاء بتنی تحت بارهای استاتیکی و دینامیکی از روش مقطع معادل توسط نرم افزار اجزای محدود آباکوس استفاده شده است. مطابق نتایج حاصله، روش مقطع معادل رفتار سازه را با دقت قابل قبولی پیش بینی می نماید. این روش به خاطر کاهش المان ها و قید ها سبب کاهش هزینه تحلیل ها می گردد. همچنین می توان از این روش در مدل سازی های مربوط به مکانیک شکست همچون رشد و توسعه ترک ها و بررسی رفتار ماده در محل تشکیل ترک ها استفاده نمود.
    کلیدواژگان: مواد منفجره، روش مقطع معادل، اجزاء محدود، مکانیک شکست
  • علیرضا خالو، محمد مهدی خداویردی زنجانی، خلیل عزیزی صفحات 69-78
    بتن پودری واکنشی نوع جدیدی از بتن های توانمند است که بدلیل ریزی مواد پودری و پوزولانی مورد استفاده در آن و نیز مقدار زیاد موادی که به صورت هیدرولیکی فعال اند به آن بتن پودری واکنشی می گویند. هدف از این مقاله امکان سنجی ساخت و تولید بتن های پودری با مصالح بومی مورد استفاده در منطقه عسلویه است.
    در این مقاله طی یک برنامه آزمایشگاهی برخی از خواص بتن (RPC) مورد بررسی قرار گرفته است. در این راستا با محاسبه مقدار سیمان، نسبت آب به سیمان و درصد بهینه فوق روان کننده اقدام به ساخت شش طرح اختلاط با درصدهای مختلف دوده سیلیسی (40،30،20،15،10،0 درصد) شده است. آزمایش ها مطالعات رئولوژی، مقاومت های فشاری و خمشی، نوع عمل آوری و بررسی ریز ساختار را شامل می شود. نتایج آزمایش ها و تحلیل نشان می دهد که طرح اختلاط با 15 درصد دوده سیلیسی بهینه بوده و بیشترین مقاومت های خمشی و فشاری در هر سه حالت مختلف رژیم عمل آوری فراهم می آورد.
    کلیدواژگان: بتن پودری واکنشی، پوزولانی، فوق روان کننده، میکرو سیلیس، عمل آوری
  • محمود نادری، اویس قدوسیان صفحات 79-90
    از آنجا که بتن و ملات خود تراکم، خود ترازند و نیازی به تراکم ندارند، محبوبیت زیادی به عنوان مصالح تعمیری در صنعت تعمیر سازه های بتنی پیدا کرده اند. در این مقاله، مقاومت درجای بتن و ملات تعمیری خود تراکم که نقش مهمی در چسبندگی این لایه به بتن بستر دارد بر بسترهای مختلف بتنی با بکارگیری روش پیچش تعیین شده است. اثرات پنج شرط مختلف سطحی روی مقاومت درجای لایه تعمیری مورد مطالعه قرار گرفته و همچنین نتایج آزمایشگاهی با مقادیر پیش بینی شده توسط منطق فازی و شبکه های عصبی مقایسه شده است.
    کلیدواژگان: مقاومت درجا، بتن و ملات تعمیری خود تراکم، روش پیچش، منطق فازی، شبکه های عصبی
|
  • Pages 7-18
    Poly Ethylene Terephthalate is a kind of polymer which is used in manufacturing polyester fibers, bottle resin and engineering polyester in most of the countries around the world. Vast usage of this polymer in food packing industries and long-term decomposition of this kind of waste in nature encouraged many researchers around the world to find new ways to recycle and reuse them. In this article, with a more comprehensive approach than previous studies, effects of 5, 10 and 15 percent of PET particle usage instead of sand were investigated. For this purpose, cubic and cylindrical samples with different water to cement ratios were made and the physical properties were obtained with the corresponding tests. Moreover, the samples which were cured in a standard condition were used for mechanical properties testing and the factors were extracted. Results show that fresh concrete with PET particles has less workability. Mechanical properties tests show that the elasticity modulus decreases for these concrete samples. The compressive and flexural strength increases at first but they decrease after a while. Ultrasonic wave tests show that concrete samples with PET particles have porous structure.
    Keywords: concrete, PET, physical, mechanical properties
  • Evaluation of energy absorption capability in fiber reinforced self-compacting concrete containing nano-silica particles
    Pages 19-36
    Studies show that addition of different fibers does not fundamentally change the behavior of the concrete prior to its maximum stress while it greatly improves the concrete post-cracking behavior. This method positively influences other properties of the concrete including toughness, fracture energy and flexural strength. On the other hand, Using Nano-silica particles as a product of pozolanic reaction, can strongly improve the permeability of concrete by increasing transition layer of fiber and cement matrix. Thus concrete having the properties of both self compacting concrete and fiber reinforced concrete with strengthened micro matrices can improve the fabrication of durable structures with high performance level. In this research, the combined effect of nano-silica particles and fibers type (steel, polypropylene and glass) on toughness, fracture energy and flexural strength, rheological behavior (L-box, slump flow and T50) of Self-Compacting concrete were evaluated.For this purpose, forty mixtures in A, B, C and D series representing 0, 2, 4 and 6 percent of Nano-silica particles replacing cement content were cast. Each series involved three different fiber type and content. 0.2, 0.3 and 0.5% volume for steel fiber, 0.1, 0.15 and 0.2% of volume for polypropylene fiber and finally 0.15, 0.2 and 0.3% of volume for glass fiber. The results show that the combined usage of optimum percent of fiber and Nano-silica particles will improve the toughness, fracture energy and flexural strength of self-compacting concrete.
    Keywords: self, compacting Concrete, fibers, nano, silica, Fracture energy, toughness
  • Pages 37-44
    Pyrogenic nanosilicas and nanosilica sols are two types of nanosilicas, which have been investigated in numerous studies of cement-based materials. Different production process of these materials leads to different characteristics of them. For instance, nanosilica sols are monodispersed particles in water; while, in the production process of pyrogenic nanosilicas, particles fuse together and form primary aggregates with sizes up to 100 nanometers. The primary aggregates also bind together and form agglomerates with sizes from a few micrometers up to a few hundred micrometers. This article presents the results of an investigation on the rate of lime consumption of the product Aerosil 200 (a pyrogenic nanosilica with surface area of 200 m2/g) and Levasil 200/30 (a nanosilica sol with surface area of 200 m2/g and concentration of 30%). The results show that despite the agglomeration state of the pyrgenic nanosilica, this material has faster pozzolanic reactivity than the nanosilica sol in lime and cement pastes. The results also indicate that the nanosilicas have accelerating influence on the hydration degree of cement at early ages. However, by progress of hydration and from 7 days lower hydration degree of cement compared to the plain paste was observed. It appears that considerable water absorption of nanosilicas is responsible for the lower available water for hydration of cement and consequently lower hydration degree of cement.
    Keywords: pyrogenic nanosilica, nanosilica sol, pozzolanic reactivity, hydration of cement, Calcium hydroxide
  • Pages 45-54
    Plastic shrinkage and settlement occurs when concrete is in the fresh state. In reinforced concrete structures, the presence of rebar is effective on the shrinkage and settlement. In this study, four types of self-consolidating concrete(SCC) that are evaluated including: simple self-consolidating concrete (S), SCC containing silica fume (SS), SCC containing silica fume and styrene butadiene rubber latex (SSL) SCC containing silica fume and styrene butadiene rubber latex and fiber (SSLF). Then effect of changing in rebar placing on plastic shrinkage and settlement of SCC has been evaluated. The results show that reducing the height of the rebar placing in concrete (reducing in concrete cover), cause to change cracking due from plastic shrinkage to plastic settlement. Therefore cracking pattern has changed from Angle to the vertical. SCC containing fibers and latex shows the lowest plastic shrinkage and settlement and cracking area. Also cracking has not been observed in SCC containing fibers (SSLF).
    Keywords: plastic settlemet, plastic shrinkage, rebar, restrained shrinkage, cracking
  • Pages 55-68
    Nowadays, many old buildings are destroyed by explosive material and replaced by new structures. During explosion, some of the concrete structures experience kind of unexpected loads which lead to localized destruction on one or more structural members and then finally the whole structure will be modified under the new distribution loading. This study will examine the behavior of reinforced concrete members when some of its members will be suffered local damage under different loading and will predict the primary performance of structure under these loading conditions. In this regard, the equivalent section method is used for the modeling of reinforced concrete elements under static and dynamic loads. In this research, finite element software “Abaqus will be used. Analysis results show that the method of equivalent section will indicate the behavior of structures with high accuracy and will reduce the analysis time due to declining of members and constraints in the modeling. This modeling approach also can be related to the mechanical failure such as crack growth and behavior of matter in the formation of cracks.
    Keywords: blast load, the equivalentsectionmethod, finite element, fracture mechanics
  • Pages 69-78
    Reactive powder concrete is a new type of high-strength concrete, which due to extra fine materials and pozzolans in addition to high hydraulicly active materials is refered to as Reactive Powder Concrete (RPC). The objective of this paper is to make feasibility study on construction and production of RPC using locally available materials in Assalooyeh region. In this research study, some of the properties of RPC are investigated. Six mixes, using 0%, 10%, 15%, 20%, 30% and 40% silica fume, based on required cement content,water to cement ratio and optimized super-plasticizer are designed. Experimental program included reology of fresh mixes, compressive and flexural strengths, three types of curing condition and micro-structure of the concretes. Test results and analysis indicate that mixes with 15% silica fume provide the highest compressive and flexural strengths for the three types of curing regimes.
    Keywords: pozzolanic reactive powder concrete, super plasticizer, microsilico, curing
  • Pages 79-90
    Since, self-compacting concrete and mortar are self-levelling and do not need any compaction during its application, are receiving more popularity as repair materials in concrete structures repair industry. This paper presents the results obtained using the in-situ twist off method for assessing the in-situ strength- that it has an important role on bond strength between this layer and concrete substrate- of self-compacting concrete and mortars applied to different concrete substrate. The effects of five different substrate conditions on the in-situ strength of repair layer were studied and the results were also compared with the predicted values obtained from the fuzzy logic and neural networks.
    Keywords: in, situ strength, self, compacting concrete, mortar, twist off method, fuzzy logic, neural networks