بررسی آزمایشگاهی دستیابی به بتن فوق توانمند بدون بکارگیری بخار آب
محورهای موضوعی : آنالیز سازه - زلزله
رامتین رضاخانی
1
,
محمدقاسم وتر
2
,
علی قمری
3
,
یوسف زندی
4
1 - دانشگاه آزاد اسلامی علوم و تحقیقات قشم
2 - استاد یار گروه مهندسی عمران، واحد پژوهشگاه بین المللی زلزله، تهران، ایران
3 - دانشیار گروه مهندسی عمران، واحد ایلام، دانشگاه آزاد اسلامی، ایلام، ایران
4 - دانشگاه ازاد تبریز/دانشیار/گروه عمران
کلید واژه: بتن فوق توانمند – طرح اختلاط – الیاف میکرو فولادی – ماسه سیلیس.,
چکیده مقاله :
با توجه به توسعه صنعت ساختمان و نیاز به ساخت سازه‌هایی با ارتفاع بلند و اهمیت زیاد، ساخت المانهایی با ابعاد کوچکتر و عمر مفید بیشتر، مهندسین را ملزم به ساخت بتن‌هایی با مقاومت بالاتر نموده است. مطالعات انجام شده در این راستا طی سالیان اخیر باعث پیشرفت چشمگیری در زمینه‌ی ارتقای مقاومت فشاری و کششی بتن‌ها داشته است که باعث ظهور بتن‌های " فوق توانمند" با مقاومت فشاری بالای 150 مگاپاسکال (1500 کیلوگرم بر سانتی‌متر مربع) شده است. یکی از با اهمیت‌ترین نکات این بتن‌ها میتوان به مقاومت در برابر عوامل مهاجم همچون یون کلرید و سیکلهاي یخبندان اشاره نمود. در این تحقیق از الیاف میکرو فولادی، سیمان تیپ یک با رده‌ی مقاومتی 5/52 کیلوگرم بر سانتی‌متر مربع، ماسه سیلیسی، دوده سیلیس، فوق روانکننده بر پایه پلی کربکسیلات و آب استفاده شده است که در 5 طرح اختلاط مختلف مورد یررسی قرار گرفته است. عمل‌آوری نمونه‌ها یکسان و عمر بتن‌ها در 7 روز و 28 روز مورد بررسی قرار گرفته است. سپس آزمایشات مقاومت فشاری و کششی برزیلی از نمونه‌ها گرفته شد و نمونه‌ی بهینه مد نظر، مقاومت فشاری 154 و کششی 21 مگاپاسکال را نشان داد.
With the development of the construction industry and the necessity to build tall structures with high significance, constructing elements with smaller dimensions and longer service life has become essential. This has compelled engineers to create concrete with higher strength. Studies conducted in this regard over the recent years have led to significant advancements in improving the compressive and tensile strength of concrete. This has resulted in the emergence of "ultra-high-performance" concrete with compressive strengths exceeding 150 megapascals (1500 kilograms per square centimeter). One of the most important aspects of this type of concrete is its resistance to aggressive agents such as chloride ions and freeze-thaw cycles.In this research, micro steel fibers, Type I cement with a strength class of 52.5 kilograms per square centimeter, silica sand, silica fume, a polycarboxylate-based superplasticizer, and water were used. These were examined in five different mix designs. The curing of the samples was consistent, and the concrete's age was examined at 7 and 28 days. Compressive and Brazilian tensile strength tests were performed on the samples, and the optimal sample showed a compressive strength of 154 megapascals and a tensile strength of 21 megapascals.
[1] Beshr H, Almusallam AA, Maslehuddin M. Effect of coarse aggregate quality on the mechanical properties of high strength concrete. Construction and Building Materials. 2003;17(2):97-103.https://doi.org/10.1016/S0950-0618(02)00097-1
[2] Schmidt M, Fehling E. Ultra‐high‐performance concrete: research, development and application in Europe. ACI Special Publication. 2005;228:51–78.https://doi.org/10.14359/14460
[3] Ipek M, Yilmaz K, Sumer M, Saribiyik M. Effect of presetting pressure applied to mechanical behaviours of reactive powder concrete during setting phase. Construction and Building Materials. 2011;25(1):61–68.
https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2010.06.056
[4] Yazici H, Yardimci MY, Yigiter H, Aydin S, Turkel S. Mechanical properties of reactive powder concrete containing high volumes of ground granulated blast furnace slag. Cement and Concrete Composites. 2010;32(8):639–648.
https://doi.org/10.1016/j.cemconcomp.2010.07.005
[5] Mostofinejad D, Rostami Nikoo M, Hosseini SA. Determination of optimized mix design and curing conditions of reactive powder concrete (RPC). Construction and Building Materials. 2016;123:754–767.https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2016.07.082
[6] Banthia N, Majdzadeh F, Wu J, Bindiganavile V. Fiber synergy in Hybrid Fiber Reinforced Concrete (HyFRC) in flexure and direct shear. Cement and Concrete Composites. 2014;48:91–97.https://doi.org/10.1016/j.cemconcomp.2013.10.018
[7] Elahi A, Basheer PAM, Nanukuttan SV, Khan QUZ. Mechanical and durability properties of high performance concretes containing supplementary cementitious materials. Construction and Building Materials. 2010;24(3):292–299.
https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2009.08.045
[8] Valipour M, Pargar F, Shekarchi M, Khani S. Comparing a natural pozzolan, zeolite, to metakaolin and silica fume in terms of their effect on the durability characteristics of concrete: A laboratory study. Construction and Building Materials. 2013;41:879–888.https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2012.11.054
[9] Sarıdemir M. Effect of silica fume and ground pumice on compressive strength and modulus of elasticity of high strength concrete. Construction and Building Materials. 2013;49:484–489..https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2013.08.091
[10] Toutanji H, Delatte N, Aggoun S, Duval R, Danson A. Effect of supplementary cementitious materials on compressive strength and durability of short-term cured concrete. Cement and Concrete Research. 2004;34(2):311–319..https://doi.org/10.1016/j.cemconres.2003.08.017
[11] Janowska-Renkas E. The effect of superplasticizers’ chemical structure on their efficiency in cement pastes. Construction and Building Materials. 2013;38:1204–1210.https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2012.09.032
[12] Mardani-Aghabaglou A, Tuyan M, Yilmaz G, Arioz O, Ramyar K. Effect of different types of superplasticizer on fresh, rheological and strength properties of self-consolidating concrete. Construction and Building Materials. 2013;47:1025–1034.https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2013.05.105
[13] Morin V, Cohen Tenoudji F, Feylessoufi A, Richard P. Superplasticizer effects on setting and structuration mechanisms of ultrahigh-performance concrete. Cement and Concrete Research. 2001;31(1):63–71.https://doi.org/10.1016/s0008-8846(00)00428-2
[14] Yao W, Li J, Wu K. Mechanical properties of hybrid fiber-reinforced concrete at low fiber volume fraction. Cement and Concrete Research. 2003;33(1):27–30.https://doi.org/10.1016/S0008-8846(02)00913-4
[15] Richard P, Cheyrezy M. Composition of reactive powder concretes. Cement and Concrete Research. 1995;25(7):1501–1511.https://doi.org/10.1016/0008-8846(95)00144-2
]16[ رحمت‌آبادی م، شهابیان ف، کاظمی ح. بررسی آزمایشگاهی مقاومت فشاری و کششی بتن پودری دارای الیاف فولادی. مهندسی سازه و ساخت. 1400؛8(2):188–200.
https://doi.org/10.22065/JSCE.2019.167555.1762
[17] Eide MB, Hisdal JM. Ultra High Performance Fibre Reinforced Concrete (UHPFRC) – State of the art. COIN Project report no. 44. Trondheim: SINTEF; 2012.https://doi.org/10.1016/0008-8846(95)00144-210.11250/2379433
[18] Graybeal B, Tanesi J. Durability of an ultrahigh-performance concrete. Journal of Materials in Civil Engineering. 2007;19(10):848–854..https://doi.org/10.1061/(ASCE)0899-1561(2007)19:10(848)
[19] Bonneau O, Lachemi M, Dallaire E, Dugat J, Aïtcin P. Mechanical properties and durability of two industrial reactive powder concretes. ACI Materials Journal. 1997;94(4):286–290.https://doi.org/10.14359/310
20]] وتر، محمدقاسم- بهبود رفتار لرزه‌ای اتصالات سازه‌های پیش‌ساخته بتنی با صفحات کناری(گزارش پژوهشی ۷۱۷۰ در سال ۱۴۰۴)-. پژوهشگاه بین‌المللی زلزله شناسی و مهندسی زلزله
