تعداد نشریات | 44 |
تعداد شمارهها | 1,323 |
تعداد مقالات | 16,270 |
تعداد مشاهده مقاله | 52,954,074 |
تعداد دریافت فایل اصل مقاله | 15,624,741 |
مطالعه اثر دوده سیلیسی بر روی چقرمگی و انرژی شکست بتن خود تراکم سبک | ||
نشریه مهندسی عمران و محیط زیست دانشگاه تبریز | ||
مقاله 12، دوره 53.1، شماره 110، خرداد 1402، صفحه 139-151 اصل مقاله (1.02 M) | ||
نوع مقاله: مقاله کامل پژوهشی | ||
شناسه دیجیتال (DOI): 10.22034/jcee.2021.43557.1985 | ||
نویسندگان | ||
حسن صالحی1؛ موسی مظلوم* 2 | ||
1دانشکده مهندسی مکانیک، دانشگاه پدافند هوایی خاتمالانبیاء(ص)، تهران | ||
2دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه تربیت دبیر شهید رجایی، تهران | ||
چکیده | ||
این مطالعه به بررسی چقرمگی و انرژی شکست بتن خود تراکم سبک میپردازد. بدین منظور چهار طرح مخلوط با نسبت آب به سیمانهای 37/0 تا 52/0 ساخته شد. همچنین برای بررسی تأثیر استفاده از دوده سیلیسی بر خواص شکست بتن خود تراکم سبک، نسبت جایگزینی سیمان با دوده سیلیسی برابر صفر، 5 و 10 درصد در نظر گرفته شد. برای تعیین پارامترهای شکست بتن از روش اثر اندازه استفاده شد. در این روش برای هر طرح مخلوط، آزمایش خمش سهنقطهای بر روی 12 نمونه تیر شکافدار انجام شد. نتایج آزمایشها نشان داد که در بتن خود تراکم سبک، با کاهش نسبت آب به سیمان از 52/0 به 37/0، انرژی شکست (Gf) حدود 7/2 برابر شد و چقرمگی شکست (KIC) حدود 88% افزایش یافت. همچنین در این حالت مقاومتهای فشاری، کششی و مدول الاستیسیته (Modulus of Elasticity) بتن به ترتیب حدود 68%، 57% و 28% بهبود یافتند. از سوی دیگر، افزودن دوده سیلیسی به بتن خودتراکم سبک سبب کاهش کارایی آن شد؛ برای حفظ این کارایی، نیاز به استفاده از فوق روان کننده افزایش یافت. زمانیکه نسبت جایگزینی وزن سیمان با دوده سیلیسی از صفر به 5 و 10 درصد افزایش داده شد، انرژی شکست به ترتیب 4/19% و 2/24% و چقرمگی آن 14% و 3/18% بهبود یافت. در این حالت، بهبود کیفیت مشابهی برای کلیه خواص مکانیکی بتن خود تراکم سبک رخ داد. از طرفی با افزایش نسبت جایگزینی دوده سیلیسی در ساخت بتن، مشاهده شد که پیوند میان سنگدانهها و خمیر بتن بهبود یافته و در تیرها سطح شکسته شده بتن بسیار نرمتر و صافتر گردید. | ||
کلیدواژهها | ||
بتن خود تراکم سبک؛ دوده سیلیسی؛ ویژگیهای مکانیکی؛ انرژی شکست؛ چقرمگی شکست | ||
مراجع | ||
ACI-318-14, “Building code requirements for structural concrete and commentary on building code requirements for structural concrete”, American Concrete Institute, 2015. ACI-213R-03, “Guide for structural lightweight-aggregate concrete”, Farmington Mills, MI, USA: ACI, 2003. Agwa IS, Omar OM, Tayeh BA, Abdelsalam BA, “Effects of using rice straw and cotton stalk ashes on the properties of lightweight self-compacting concrete”, Construction and Building Materials, 2020, 235, 117541. Akcaoglu T, Tokyay M, Celik T, “Effect of coarse aggregate size and matrix quality on ITZ and failure behavior of concrete under uniaxial compression”, Cement and Concrete Composites, 2004, 26, 633-638. ASTM-C469, “Standard test methods for static modulus of elasticity and Poisson’s ratio of concrete in compression”, American Society of Testing Materials, 2002. ASTM-C494, “Standard specification for chemical admixtures for concrete”, American Society of Testing Materials, 2001. ASTM-C496, “Standard test method for splitting tensile strength of cylindrical concrete specimens”, West Conshohocken, PA, USA, ASTM International, 2002. ASTM-C127 A, “Standard test method for specific gravity and absorption of coarse aggregate”, American Society for Testing and Material, 1993. ASTM-C330, “Standard Specification for Lightweight Aggregates for Structural Concrete”, ASTM International, 2017. ASTM-C33, “Standard specification for concrete aggregates”, Philadelphia, PA: American Society for Testing and Materials, 2003. Bazant ZP, Pfeiffer PA, “Determination of fracture energy from size effect and brittleness number”, ACI Materials Journal, 1987, 84, 463-480. Bentz DP, “Influence of internal curing using lightweight aggregates on interfacial transition zone percolation and chloride ingress in mortars”, Cement and Concrete Composites, 2009, 31, 285-289. Beygi MHA, Kazemi MT, Nikbin IM, Vaseghi Amiri J, “The effect of water to cement ratio on fracture parameters and brittleness of self-compacting concrete”, Materials and Design, 2013, 50, 267-276. Bharatkumar BH, Raghuprasad BK, Ramachandramurthy DS, Narayanan R, Gopalakrishnan S, “Effect of fly ash and slag on the fracture characteristics of high performance concrete”, Materials and Structures, 2005, 38, 63-72. BS-EN-12390-Part3, “Testing hardened concrete: Compressive strength of test specimens. part 3”, London, UK: BSI. 2001. Chang TP, Shieh MM, “Fracture properties of lightweight concrete”, Cement and concrete research, 1996, 26, 181-188. EFNARC, “Specification & Guidelines for Self-Compacting Concrete”, Farnham, UK, European Federation for Specialist Construction Chemicals and Concrete Systems, 2002. Eskandari H, Muralidhara S, Raghuprasad B, Reddy BV, “Size effect in self consolidating concrete beams with and without notches”, Sadhana, 2010, 35, 303-317. Ince R, Alyamac KE, “Determination of fracture parameters of concrete based on water-cement ratio”, Indian Journal of Engineering and Materials Sciences, 2008, 15 14-22. Jalal M, Mansouri E, Sharifipour M, Pouladkhan AR, “Mechanical, rheological, durability and microstructural properties of high performance self-compacting concrete containing SiO2 micro and nanoparticles”, Materials and Design, 2012, 34, 389-400. Jenq Y, Shah SP, “Two parameter fracture model for concrete”, Journal of Engineering Mechanics, 1985, 111, 1227-1241. Ji T, Zhang BB, Zhuang YZ, Wu HC, “Effect of lightweight aggregate on early-age autogenous shrinkage of concrete”, ACI Materials Journal, 2015, 112, 355-363. Karamloo M, Afzali-Naniz O, Doostmohamadi A, “Impact of using different amounts of polyolefin macro fibers on fracture behavior, size effect, and mechanical properties of self-compacting lightweight concrete”, Construction and Building Materials, 2020, 250, 118856. Khan MI, Usman M, Rizwan SA, Hanif A, “Self-consolidating lightweight concrete incorporating limestone powder and fly ash as supplementary cementing material”, Materials, 2019, 12, 3050. Khatri R, Sirivivatnanon V, Gross W, “Effect of different supplementary cementitious materials on mechanical properties of high performance concrete”, Cement and Concrete Research, 1995, 25, 209-220. Lam L, Wong Y, Poon C-S, “Effect of fly ash and silica fume on compressive and fracture behaviors of concrete”, Cement and Concrete research, 1998, 28, 271-283. Mazloom M, Ramezanianpour A, Brooks J, “Effect of silica fume on mechanical properties of high-strength concrete”, Cement and Concrete Composites, 2004, 26, 347-357. Mazloom M, Salehi H, “The relationship between fracture toughness and compressive strength of self-compacting lightweight concrete”, IOP Conference Series: Materials Science and Engineering, IOP Publishing, 2018, 062007. Mohammadi Y, Mousavi SS, Rostami F, Danesh A, Sarand NI, “The Effect of Silica Fume on the Properties of Self-Compacted Light weight Concrete”, Special Issue of Current World Environment, 2015, 10. Nagataki S, Fujiwara H, “Self-compacting property of highly flowable concrete”, Special Publication, 1995, 154, 301-314. Naus DJ, Batson GB, Lott JL, “Fracture mechanics of concrete”, Fracture Mechanics of Ceramics, Springer, 1974, 469-482. Nikbin IM, Beygi MHA, Kazemi MT, Vaseghi Amiri J, Rabbanifar S, Rahmani E, Rahimi S, “A comprehensive investigation into the effect of water to cement ratio and powder content on mechanical properties of self-compacting concrete”, Construction and Building Materials, 2014, 57, 69-80. Petersson PE, “Fracture energy of concrete: practical performance and experimental results”, Cement and Concrete research, 1980, 10 (1), 91-101. RILEM FTM-89, “Size-effect method for determining fracture energy and process zone size of concrete”, 1990, 23, 461-465. Sabet FA, Libre NA,Shekarchi M, “Mechanical and durability properties of self consolidating high performance concrete incorporating natural zeolite, silica fume and fly ash”, Construction and Building Materials, 2013, 44, 175-184. Salehi H, Mazloom M, “Experimental and numerical studies of crack propagation in self-compacting lightweight concrete”, Modares Mechanical Engineering, 2018, 18, 144-155. Salehi H, Mazloom M, “Effect of magnetic-field intensity on fracture behaviors of self-compacting lightweight concrete”, Magazine of Concrete Research, 2019a, 71, 665-679. Salehi H, Mazloom M, “An experimental investigation on fracture parameters and brittleness of self-compacting lightweight concrete containing magnetic field treated water”, Archives of Civil and Mechanical Engineering, 2019b, 19, 803-819. Salehi H, Mazloom M, “Opposite effects of ground granulated blast-furnace slag and silica fume on the fracture behavior of self-compacting lightweight concrete”, Construction and Building Materials, 2019c, 222, 622-632. Singh G, “Study on collective effect of silica fume and steel fiber on strength and durability properties of concrete”, Materials Today: Proceedings, 2021, 37, 2256-2265. | ||
آمار تعداد مشاهده مقاله: 461 تعداد دریافت فایل اصل مقاله: 239 |