تحقیقات بتن
سال:1393 | دوره:7 | شماره:1 |تعداد مقالات:9

در سال های اخیر توسعه در فناوری بتن این امکان را فراهم نموده تا بتوان بتن های توانمندی تولید نمود که کارایی و مقاومت آن فراتر از بتن معمولی باشد. امروزه استفاده از مواد بازیافتی و پوزولان های طبیعی در راستای کاهش هزینه های جاری و همچنین کاهش یا حذف مشکلات زیست محیطی به یکی ار مباحث مورد علاقه اکثر محققین تبدیل شده است. در این پژوهش امکان استفاده از زئولیت به عنوان یک پوزولان طبیعی و همچنین سنگ دانه بازیافتی بتن به عنوان یک ماده بازیافتی در بتن خودتراکم مطالعه شده است. برای این منظور از طرح اختلاط بهینه بتن خود تراکم بازیافتی استفاده شده و نقش جای گزینی درصدهای متفاوت از سیمان با زئولیت (10، 15، 20، 25 و 30 درصد) بر روی خواص مقاومتی و مکانیکی آن ارزیابی شده است. در نهایت بر اساس مقاومت فشاری، مقاومت کششی و ضریب کشسانی اندازه گیری شده در بتن خودتراکم حاوی سنگ دانه بازیافتی و زئولیت، رابطه ای تجربی بین مقاومت فشاری با دو پارامتر یاد شده به دست آمده است.

در این مقاله 3 نوع دال بتنی و در مجموع 21 دال به ابعاد 60´60´5 سانتی متر در برابر بار ضربه ناشی از وزنه افتان مورد بررسی قرار گرفته و با هم مقایسه شدند. نوع اول دال های بدون الیاف، نوع دوم دال های الیافی (فولادی، پلی پروپیلن و ترکیبی) که درصد الیاف در راستای ضخامت یکنواخت بوده و نوع سوم که درصد الیاف در لایه ها به صورت غیر یکنواخت و متغیر بودند (FG2). نتایج نشان دادند که استفاده از الیاف سبب افزایش قابل ملاحظه مقاومت در برابر ضربه دال های نوع دوم و سوم نسبت به دال های نوع اول می گردند. این مطالعه نشان داد که کارآیی دال های مورد آزمایش تحت تاثیر سه عامل شامل نوع الیاف، درصد الیاف و نیز موقعیت قرارگیری لایه ها می باشد. نحوه قرارگیری لایه ها به صورت FG به نحوی که لایه های بیرونی درصد الیاف بیشتر و لایه های درونی درصد الیاف کمتری دارند، سبب افزایش قابل ملاحظه جذب انرژی در مقایسه با دال های نوع دوم شده است و این در حالی است که کل الیاف مورد استفاده در دال های مذکور یکسان بوده است. همچنین نتایج حاصل از آزمایش اولتراسونیک نشان داد که سرعت پالس با افزایش میزان الیاف کاهش می یابد و سرعت پالس در نمونه های FG با توجه به حجم متفاوت الیاف در هر لایه متغیر است.

این مقاله به ارزیابی لرزه ای ساختمان های بتن مسلح بلند نامتقارن در پلان با سیستم دوگانه قاب–دیوار می پردازد و تاثیر نوع مدل رفتار غیرخطی دیوار برشی را بر پاسخ های لرزه ای غیرخطی مورد بررسی قرار می دهد. در این مطالعه، یک ساختمان 18 طبقه بتن مسلح دارای دیوار برشی و نامتقارن درپلان به صورت سیستم هایی با درجات درگیری متفاوت بین مودهای انتقالی و پیچشی (سه سیستم نامنظم) درنظر گرفته شده است؛ در این سازه ها، دیوارهای برشی به صورت المان قاب معادل (تیر-ستون) مدل سازی شده و رفتار غیر خطی آن ها یک بار توسط مفصل اندرکنشی (PMM) و بار دیگر توسط المان فایبر (Fiber) درنظر گرفته شده است. در مدل فایبر، برای منحنی تنش- کرنش غیرخطی بتن و فولاد، به ترتیب از منحنی های رفتاری Mander و Park استفاده شده است. پاسخ های لرزه ای سیستم های نامنظم با استفاده از تحلیل تاریخچه زمانی غیر خطی و همچنین روش های پوش آور ارتقاء یافته شامل تحلیل پوش آور مودال (MPA)، تحلیل پوش آورمودال متوالی (CMP)، N2 توسعه یافته (EN2) و تحلیل پوش آور متعارف با الگوی بارگذاری مود غالب با در نظرگیری دو مدل رفتار غیر خطی یاد شده برای دیوار برشی مورد بررسی قرارگرفته اند. نتایج نشان می دهند که جابجایی طبقات در مقایسه با دوران های مفاصل پلاستیک و جابجایی نسبی طبقات دارای تفاوت کمتری در این دو مدل رفتاری می باشد. همچنین خطای روش های پوش آور یاد شده در براورد پاسخ های لرزه ای، معمولا در مدل مفصل اندرکنشی بیشتر از المان فایبر است.

در این تحقیق تاثیر بتن SCC با مقاومت بالا بر رفتار برشی، ممان ترک خوردگی و نحوه ترک خوردگی تیرهای بتن مسلح مورد آزمایش قرار گرفت. پارامترهای اصلی آزمایش نوع بتن، فاصله خاموت ها و تغییرات مقاومت بتن است. بدین منظور 9 عدد تیر مورد آزمایش قرار گرفتند که تعداد 3 عدد از تیرها دارای بتن معمولی با مقاومت 40 مگا پاسکال و 6 عدد از آنها دارای بتن SCC مقاومت بالا با مقاومت های 60 و 80 مگا پاسکال بودند. برای هر کدام از گروهها از فواصل خاموت های 80، 100 و 133 میلی متر استفاده شده است. تیرهای آزمایشی بر روی تکیه گاه های ساده و توسط دو بار متمرکز تحت بارگذاری قرار گرفتند. تحقیقات نشان می دهد که استفاده از بتن SCC مقاومت بالا در مقایسه با بتن معمولی، منجر به افزایش سختی، کاهش تغییر مکان ها و افزایش مقاومت برشی نهائی تیرها می گردد. الگوها و مدل های ترک خوردگی تیرهای بتن معمولی و SCC مقاومت بالا در بار نهایی مشابه بودند. همچنین کاهش فاصله خاموت ها در دهانه برشی منجر به افزایش شکل پذیری و بار گسیختگی در کلیه تیرها گردید.

لطفا برای مشاهده چکیده به متن کامل (PDF) مراجعه فرمایید.

ارتقاء خواص عملکردی و پایایی روسازی های بتنی سطوح پروازی اهمیت ویژه ای در تامین الزامات عملیاتی و ایمنی دارد. در این مقاله، مخلوط های بتن خودتراکم مورد استفاده در روسازی های بتنی مورد بررسی قرار گرفته اند. به منظور تعیین میزان کارآمدی بتن خود تراکم مورد استفاده در روسازی سطوح پروازی در سه وضعیت (1) تغییر میزان نسبت آب به سیمان، (2) میزان ماده سیمانی و (3) تاثیر ماده هوازا، یک سری از آزمایش های تعیین خواص رئولوژیکی، مکانیکی و دوام برای طرح های مخلوط بتن خودتراکم با و بدون ماده افزودنی هوازا در نظر گرفته شده است. نتایج نشان داد عامل تعیین کننده در تامین دوام بتن های خود تراکم در برابر شرایط یخ زدن– آب شدن عامل ماده افزودنی هوازاست. ضمن آنکه با کاهش نسبت آب به سیمان و همچنین تغییر در میزان ماده سیمانی می توان تا حدودی این هدف را تامین کرد.

در این مطالعه با جای گزینی بخشی از سیمان با پوزولان های خاکستر پوسته شلتوک برنج، میکرو سیلیس و نانو سیلیس در بتن خود تراکم توانمند و انجام آزمایش های مقاومت فشاری، مقاومت کششی (به روش برزیلی)، مقاومت خمشی، سرعت امواج اولتراسونیک و جذب آب، خواص مهندسی بتن خود تراکم بررسی شده است. علاوه بر خواص بتن سخت شده، آزمایش های بتن تازه خودتراکم شامل آزمایش های جریان اسلامپ، قیف V و جعبه L انجام شده است. این پژوهش شامل هفت طرح اختلاط به شرح زیر است:بتن خودتراکم توانمند شاهد، نمونه های حاوی 5، 7 و 10 درصد میکروسیلیس، نمونه های حاوی 5 و 10 درصد خاکستر پوسته شلتوک برنج و نمونه حاوی مخلوط میکروسیلیس و نانوسیلیس با درصدهای به ترتیب 10 و 2.7. نسبت آب به مواد سیمانی در این طرح اختلاط ها 0.3 می باشد. نتایج به دست آمده نشان داد که ترکیب سیمان با پوزولان های مذکور باعث بهبود خواص مهندسی بتن خود تراکم از جمله مقاومت فشاری پس از سن 90 روزگی می شود.

اتصال پلیمرهای مسلح شده به الیاف (FRP) توسط چسب Epoxy به عنوان یک تکنولوژی مقاوم سازی جدید و پیشرفته و اقتصادی در پاسخ به نیاز روز افزون برای تعمیر و تقویت سازه های بتن آرمه پدید آمده و در دهه گذشته گسترش یافته است. اگر چه اتصال صفحه FRP توسط لایه چسب دارای مزایای بسیاری است، اما بیشتر حالت های گسیختگی تیرهای تقویت شده با این روش، قبل از رسیدن به ظرفیت نهایی مورد انتظار و به صورت ترد رخ می دهد. شایع ترین حالت های وقوع این گسیختگی های زودرس، شکافته شدن پوشش بتن و جداشدگی سطح مشترک بتن و صفحه تقویتی هستند. بیشتر تحقیقاتی که در زمینه رفتار سازه های تقویت شده صورت گرفته، از تاثیر رفتار لایه چسب چشم پوشی شده است، و در نتیجه، ظرفیت خمشی تخمین زده شده از این روش ها دقت کافی را دارا نمی باشد. پیش بینی ظرفیت خمشی واقعی تیرهای بتنی تقویت شده با صفحات FRP در حالت گسیختگی زود رس، به طراحی اقتصادی و مناسب این تیرها کمک خواهد نمود.در این مقاله نتایج آزمایشگاهی حاصل از 6 تیر تقویت شده، با روش اجزاء محدود تحلیل و صحت سنجی شده اند. این تیرها تحت بارگذاری خمشی 4 نقطه ای قرار گرفته اند و در دو گروه A و B تقسیم بندی شده اند. در هر گروه تیرها دارای ابعاد سطح مقطع و طول های یکسان تیر و لایه FRP هستند اما ضخامت لایه CFRP در آنها متفاوت می باشد.در این مقاله از نرم افزار Abaqus برای تحلیل اجزاء محدودی استفاده شده است. مدل سازی صورت گرفته، با ارائه تئوری و معیارهای شکست لایه چسب و روشی برای مدل سازی آن، صورت گرفته و نتایج شبیه سازی توسطنرم افزار، بانتایج آزمایشگاهی صحت سنجی شده اند. نتایج آنالیز بیانگر این هستند که مدل FE، بخوبی و به طور قابل قبولی نتایج آزمایشگاهی بار- جابه جایی و کرنش های CFRP و بارهای نهایی و حالت های گسیختگی در تیرهای تقویت شده را پیش بینی نموده است که این امر صحت مدل سازی صورت گرفته برای لایه چسب را تایید می نماید.

تلاش های زیادی صورت گرفته تا از آزمایش های غیر مخرب برای تعیین خصوصیات بتن و در نهایت پیش بینی رفتار آن استفاده شود. انجام این آزمایش ها معمولا هزینه زیادی دربر داشته و صحت نتایج نیز تا حدود زیادی تحت تاثیر مهارت آزمایش گر می باشد. در تحقیق حاضر از روش پایش مقاومت الکتریکی بتن سخت شده در طول یک سیکل یخ زدن-آب شدن جهت تشخیص میزان آب به سیمان مصرفی و درنتیجه خصوصیات بتن استفاده شده است. 5 طرح اختلاط بتن مورد بررسی قرار گرفته اند. مقاومت الکتریکی در فواصل زمانی 1 دقیقه و در یک سیکل آهسته پایش شده است. نتایج حاکی از آن است که روند تغییرات مقاومت الکتریکی در هر نسبت آب به سیمان دارای نقاط معنادار و منحصر به فردی می باشد و به عبارتی این نقاط به معنای هویت هر بتن تلقی می گردد. نتایج حاصل از بررسی نمودار مقاومت الکتریکی در برابر زمان و دما، نشان می دهد که با افزایش نسبت آب به سیمان، حد بالا و دامنه نوسان مقاومت الکتریکی در طول یک سیکل افزایش می یابد. همچنین شیب تغییرات مقاومت الکتریکی در قسمت های مختلف نمودار مقاومت الکتریکی در برابر دما و زمان، متناسب با نسبت آب به سیمان می باشد.