در سال های اخیر بکارگیری از منابع معدنی فرآوری شده در علم مهندسی عمران چشم اندازه گسترده ای را به خود اختصاص داده است. برخی از این مصالح مانند سرباره کوره آهنگدازی به دلیل دارا بودن مواد سیلیسی آلومیناتی فرآوان در خود می توانند موجب بهبود چسبندگی و پرکنندگی در ساختار بتن شوند. در این پژوهش آزمایشگاهی، یک طرح اختلاط از بتن معمولی با عیار سیمان 450 کیلوگرم بر متر مکعب ساخته شد. یک طرح اختلاط نیز از بتن قلیافعال بر پایه سرباره کوره آهنگدازی ساخته شد تا میزان مقاومت کششی بتن تحت دمای محیط و حرارت 500 درجه سلسیوس، در سن عمل آوری 90 روزه مورد مقایسه و ارزیابی قرار گیرد. در ادامه آزمون های طیف سنجی پراش اشعه ایکس (XRD) و تصاویر میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) در سن عمل آوری 90 روزه در دمای محیط و تحت حرارت 500 درجه سلسیوس، به منظور بررسی بیشتر و راستی آزمایی نتایج حاصل از آزمون مقاومت کششی، بر روی نمونه های بتنی انجام گرفت. نتایج حاصله حاکی از کسب مقاومت کششی در دمای محیط، برای بتن معمولی به مقدار 048/5 مگاپاسکال و برای بتن قلیافعال به مقدار 41/4 مگاپاسکال است، که اختلاف 63/12 درصدی را دارا بود. با اعمال حرارت بالا به نمونه های بتنی، میزان افت مقاومت کششی در بتن معمولی به مقدار 51 درصد و در بتن قلیافعال به میزان 21 درصد، رسید. نتایج حاصل از آزمون های XRD و SEM ضمن هماهنگی با یکدیگر، در همپوشانی با نتایج حاصل از آزمون مقاومت کششی قرار داشتند.

بتن با مقاومت و کیفیت بالا به عنوان یک ماده اقتصادی و موثر در تکنولوژی بتن ، رشد قابل توجهی در صنعت ساختمان داشته است . اجزا سازنده بتن و اندرکنش بین آن ، نقش تعیین کننده ای در تبیین خواص مکانیکی بر عهده دارد؛ لذا با شناخت صحیح این ارتباط می توان به انتخاب مناسب نوع و مقدار مصالح ، جهت ساخت بتن با رفتاری مناسب در مقابل نیرو های وارده، دست یافت . یکی از روش های موثر در تعیین رفتار دقیق تیر های بتن آرمه از مرحله صفر بارگذاری تا مرحله انهدام و محاسبه بار های ترک خوردگی، تسلیم و مقاومت نهائی، استفاده از روش المان های محدود غیرخطی می باشد. مزیت این روش آن است که می توان رفتار تیر را در کلیه مراحل بارگذاری و نقاط تیر، مورد بررسی قرار داد. در این روش، هندسه تیر توسط یک سری المان چهار گرهی معرفی شده و به کمک آنالیز غیرخطی مقادیر کرنش، تنش و تغییر مکان ها در نقاط مختلف تیر تعیین می شود. در این مقاله سعی شده است به کمک روش المان های محدود، رفتار تیرهای بتن آرمه با بتن مقاومت بالا که قبلا در آزمایشگاه مورد آزمایش قرار گرفته است، بررسی شده و پارامترهای موثر بر رفتار این گونه تیرها تعیین شود. نتایج به دست آمده از مطالعات پارامتریک نشان می دهد که نتایج آنالیز غیرخطی انطباق خوبی با اطلاعات آزمایشگاهی موجود دارد.

شکست اعضاء بتن مسلح (با فولاد زیاد) ساخته شده از بتن مقاومت بالا، ترد و ناگهانی است، بنابراین بررسی شکل پذیری چنین اعضایی اهمیت ویژه دارد. بدین منظور در تحقیق حاضر تعداد شش عدد تیر دارای بتن با مقاومت بالا با درصد فولاد کششی و فشاری متغیر شده ساخته و به کمک نصب ابزارهای دقیق اندازه گیری، بصورت آزمایشگاهی بررسی شدند. تیرها تحت بار فزاینده تا مرحله تخریب، بارگذاری شده و مقادیر کرنش میلگردهای طولی کششی و فشاری و همچنین کرنش فشاری بتن همراه با خیز در چند نقطه در طول تیر در حین افزایش بار ثبت شد. بمنظور بررسی تاثیر فولاد فشاری بر شکل پذیری، نتایج بدست آمده از تیرهای دارای فولاد مضاعف با نتایج تیرهای مشابه دارای فقط فولاد کششی مقایسه شده است. نتایج تحلیل آزمایشگاهی با نتایج تئوری برگرفته از آیین نامه های CSA و ACI مقایسه شده است. در این مقاله همچنین مقایسه شکل پذیری جابجایی و شکل پذیری انحناء اعضاء نیز صورت گرفته است.

در این مطالعه مدلی جدید برای پیش بینی مقاومت برشی تیرهای لاغر بتن آرمه با بتن مقاومت بالا و بدون آرماتور عرضی با استفاده از ترکیب سیستم استنتاج تطبیقی فازی-عصبی و الگوریتم بهینه سازی ازدحام ذرات بر اساس تعداد قابل توجهی نمونه آزمایشگاهی ارایه شده است. پارامترهای موثر در مدل ارایه شده شامل: عمق موثر تیر، مقاومت فشاری بتن، درصد آرماتور طولی، نسبت دهانه برشی به ارتفاع موثر و بزرگترین بعد سنگدانه مصرفی در بتن می باشند. نتایج آزمایشگاهی مورد استفاده در این مطالعه بصورت تصادفی به دو بخش تقسیم شده که بخش اول برای فرآیند آموزش و مابقی برای ارزیابی صحت عملکرد مدل استفاده شده است. پس از ایجاد مدل، آنالیز حساسیت برای بررسی سهم پارامترهای موثر و به صورت تعیین حساسیت خروجی سیستم با توجه به تغییرات دو پارامتر ورودی انجام گرفته است. برای کنترل بیشتر دقت مدل پیشنهادی، نتایج آن با آیین نامه های ACI 318-14، Eurocode-2، CEB-FIP Model Code، AS 3600-2009 و JSCE Guidelines بصورت گرافیکی و همچنین با استفاده از شاخص های آماری R2، RMSE و MAPE مقایسه شده است. نتایج نشان داده که مدل ارایه شده در محدوده پایگاه داده ایجاد شده، دقت بیشتری از مدل های موجود در آیین نامه ها داشته و می تواند به عنوان ابزاری مناسب در تخمین ظرفیت برشی تیرهای لاغر مورد استفاده قرار گیرد.

در این مقاله رفتار تیرهای عمیق بتن مسلح با مقاومت بالا به صورت آزمایشگاهی بررسی شد. بدین منظور 5 نمونه تیر عمیق بتن مسلح با مقاومت فشاری 60mpa تحت اثر بار گسترده مورد آزمایش قرار گرفت. تیرهای آزمایشگاهی در دو انتها دارای تکیه گاه ساده و با آرماتورهای برشی قائم به فواصل مساوی تقویت شده بودند. آرایش آرماتورهای برشی نمونه ها یکسان ولی قطر آنها متفاوت بود. مشاهده آزمایشگاهی شامل تغییر شکل وسط دهانه، وضعیت شکست، حالت های گسیختگی و مقاومت فشاری نظیر ترک خوردگی اولیه و شکست نهایی نمونه تیر عمیق بود. گسیختگی 3 نمونه به صورت شکست برشی و دو نمونه به صورت موضعی بود. بر اساس نتایج به دست آمده، آرماتورهای قائم جان بر ظرفیت برشی تیرهای عمیق تاثیرگذار بوده و نمونه ها تحت بار گسترده عموما مقاومت برشی بالاتری در مقایسه موارد مشابه تحت بار متمرکز از خود نشان می دهند. نتایج آزمایشگاهی با نتایج به دست آمده از روش (Strut-and-tie) مدل خرپایی مقایسه شد. نتایج حاصله از مقایسه حاکی از هماهنگی رضایت بخش مدل STM ارائه شده برای تیرهای عمیق بتن مسلح تحت بار گسترده با نتایج آزمایشگاهی است.

در تحقیق حاضر با اضافه کردن سیمان های درشت دانه با قطر بزرگ تر از 75 میکرون به بتن به عنوان عامل خودترمیمی سعی به ترمیم و بهبود ترک ها شده است. در این فرایند به علت کاهش سطح مخصوص سیمان های درشت دانه و همچنین پایین بودن نسبت آب به سیمان، ذرات سیمان به طور کامل هیدراته نشده و قسمت داخلی ذرات سیمان به صورت کپسول سیمان هیدراته نشده باقی می ماند. با شکست و ایجاد ترک در بتن، کپسول های سیمانی حاوی سیمان های هیدراته نشده، شکسته شده و با آب عمل آوری واکنش نشان داده و به علت افزایش حجم حاصل از تولید محصولات هیدراتاسیون (hydration) مجدد ذرات سیمانی، باعث بسته شدن و ترمیم ترک می شوند. در این تحقیق ابتدا به کمک آزمایش مقاومت کششی به روش دو نیمه شدن در نمونه های استوان ه ای ترک ایجاد شده و پس از ثابت نگه داشتن عرض ترک با استفاده از بست های فلزی به میزان 200 میکرون و عمل آوری مجدد، خودترمیمی در خصوصیات مکانیکی با تعیین مقاومت کششی ثانویه و خودترمیمی در خصوصیات نفوذپذیری با آزمایش نفوذ آب بررسی شد. نتایج نشان داد که اولا در بتن های ساخته شده قابلیت خودترمیمی وجود دارد و ثانیا تاثیر سیمان درشت دانه در این عملکرد به مراتب بیشتر از تاثیر نسبت آب به سیمان می باشد. همچنین با استفاده از سیمان درشت دانه به عنوان عامل بهبودی، نمونه ها 12 تا 29 درصد بهبودی در مشخصات مکانیکی و 41 تا 100 درصد بهبودی در نفوذپذیری بتن ترک خورده از خود نشان دادند.

افزایش دما در طول هیدراسیون سیمان هنوز یک مشکل اساسی در ساخت سازه های بتنی حجیم است. دمای داخلی بتن حجیم به دلیل فرآیند هیدراسیون سیمان افزایش می یابد درحالی که بتن بیرونی ممکن است در حال خنک شدن و انقباض باشد. هنگامی که درجه حرارت به طور قابل توجهی در ساختار متفاوت است، می تواند در بتن باعث ایجاد ترک شود. همچنین دماهای بالا می تواند منجر به تأخیر در تشکیل اترینگایت و کاهش مقاومت و دوام بتن شود. جایگزینی پوزولان های طبیعی یکی از مؤثرترین روش ها برای کاهش تنش های حرارتی و کنترل ترک خوردگی است. در این تحقیق هدف طراحی سیمانی برای ساخت بتن حجیم خود تراکم با مقاومت بالا (C50) است. بر این اساس و پس از بررسی منابع کشور و در دسترس بودن بهترین پوزولان طبیعی از سرباره کوره ذوب آهن و میکرو سیلیس به عنوان پوزولان های جایگزین استفاده شد. بدین صورت که سه سیمان دو جزئی با 35%، 40% و 45% جایگزینی سرباره و یک سیمان سه جزئی حاوی 45% سرباره و 6% میکرو سیلیس بررسی شدند. برای طراحی این سیمان ها پس از انجام آزمایش های فیزیکی و شیمیایی سیمان و ملات سیمان، شاخصه های موردنیاز فنی که با نظرسنجی از کارشناسان تکنولوژی بتن به دست آمده اند بررسی شدند. نتایج نشان داد که سرباره می تواند در بهبود ویژگی های مکانیکی، کارپذیری و حرارتی بتن نقش اساسی ایفا کند. بر اساس نتایج بهترین عملکرد را سیمان دارای 45 درصد سرباره داشته است.

در این تحقیق اثر آرماتور جانبی (خاموت) در ظرفیت پیوستگی وصله های تعبیه شده در تیرهای بتن آرمه مطالعه می شود. کلیه وصله ها اعم از محصور شده و غیر محصور در آرماتور جانبی مورد توجه قرار گرفته و معادله ای برای تعیین ظرفیت پیوستگی آنها ارایه می گردد. این معادله برای تیرهای ساخته شده از بتن معمولی و بتن با مقاومت بالا قابل استفاده خواهد بود. برای تعداد 138 نتیجه آزمایشگاهی موجود در مورد بتن با مقاومت معمولی، میانگین نسبت ظرفیت پیوستگی آزمایشی به محاسباتی برابر 1.004 با انحراف معیار 0.101 می باشد. این اعداد نشان می دهند که معادله ارایه شده به مراتب دقیق تر از سایر معادلات پیشنهادی و ضوابط آیین نامه های مختلف، ظرفیت پیوستگی در وصله ها را محاسبه می کند. مقایسه مقادیر محاسباتی با نتایج آزمایش های مربوط به بتن با مقاومت بالا (HSC) نشان می دهد که این معادله به خوبی برای پیش بینی ظرفیت پیوستگی بین آرماتور و بتن با مقاومت بالا نیز قابل استفاده است.