تاثیر پوزولان ها همراه با الیاف فولاد و پلی پراپیلن بر روی خواص مکانیکی پیاده روهای RCC

چکیده: در این پژوهش، تاثیرات پوزلان­ها و الیاف بر روی خواص مکانیکی RCC مورد بررسی قرار گرفته است. خواص مکانیکی با استفاده از رطوبت بهینه، برای مقادیر متفاوت پوزولان­ و الیاف فولاد و پلی­پراپیلن، برآورد شده است.  با استفاده از پوزولان­ها، بیشترین افزایش استحکام فشاری بین عمر ۲۸ تا ۹۰ روز، مشاهده شد، مدول گسیختگی، کاهش یافت و شاخص­های چقرمگی، تغییر قابل ملاحظه­ای پیدا نکردند. تاثیر الیاف فولادی بر استحکام فشاری، اغلب بیشتر از الیاف پلی­پراپیلن می­باشد؛ اما نه الیاف فولادی و نه پلی­پراپیلن، هیچ­کدام به صورت مستقل از پوزولان­ها در افزایش مدول گسیختگی، مشارکت نمی­کنند. هم­چنین شاخص­های چقرمگی در حضور الیاف فولادی افزایش یافتند.

معرفی

بتن­های فشرده شده با غلتک (RCC)، که به دلیل استفاده از غلتک در فرایند فشرده­سازی آن­ها به این نام خوانده می­شوند را می­توان به عنوان بتن­هایی با اسلامپ صفر، تعریف کرد که می­تواند وزن غلتک فشرده­کننده را پیش از تشکیل سیمان، تحمل کند. تکنیکی که در ساخت ساختارهای RCC به­کار می­رود مشابه تکنیکی است که در ساخت اکثر جاده­های معمولی استفاده می­شود. مواد تشکیل­دهنده­ی RCCها، مشابه بتن­های معمولی می­باشد. اما بعد از ترکیب و ریختن لایه­ها، یک سطح تثبیت شده­ی بسیار قوی تشکیل می­شود که برای استفاده در پیاده­روها مناسب می­باشد. مهم­ترین و رایج­ترین کاربردهای RCC در کارخانه­ها، ایستگاه­های گاز، فرودگاه­ها و جاده­هایی است که تحت بارهای دینامیکی قرار دارند یا جاده­هایی که کم تردد بوده اما مانند کارخانه­های صنایع سنگین، وسایل نقلیه­ی سنگینی از روی آن­ها عبور می­کند. RCC توسط کسراوی و همکارانش (۲۰۰۴) به عنوان جایگزینی برای پیاده­روهایی از جنس بتن آسفالتی، به منظور کاربرد در هوای بسیار گرم آسیای میانه، جهت مقابله با مشکل ترک تحت فشارهای بسیار زیاد، پیشنهاد شد. آن­ها به این نتیجه رسیدند که سیمان به عنوان اصلی­ترین المان، استحکام کششی را در قالب نسبت W/C تحت تاثیر قرار داده، در نتیجه ابتدا استحکام کششی تا مقدار بهینه افزایش یافته و بعد از  آن کاهش می‌یابد. آن­ها رابطه­ی استحکام کششی و ظرفیت سیمان را به صورت یک تابع ساده­ی خطی توصیف نمودند.

عوامل مختلفی خواص مکانیکی و فیزیکی RCCها را تحت تاثیر خود قرار می­دهند و محققین بسیاری، این خواص را مورد مطالعه قرار داده­اند. چوی و گروم با استفاده از روندی بر پایه­ی خاک، روش جدیدی را برای نسبت­های ترکیب RCC مطرح نمودند که برای پروژه­های بزرگراهی کوچک تا متوسط مفید است. تاثیر خاکستر بادی، به عنوان یک پوزولان بر روی خواص فیزیکی و مکانیکی بتن، توسط آتیس مورد بررسی قرار گرفت. آن­ها دریافتند که خاکستر بادی، استحکام و انقباض بتن، همچنین حرارت هیدراسیون، نفوذپذیری و تخلخل آن را بهبود می­بخشد. تاثیرات دو ماده­ی سیمانی فوم سیلیکا[۱] و پومیس[۲] بر روی کارآیی[۳] و نیز بر استحکام‌‌های انجماد و فشاری RCCهای کم سیمان، توسط واحدی­فرد و همکارانش مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج آن­ها آشکار کرد که فوم سیلیکا، استحکام‌های انجماد و فشاری را افزایش می­دهد در حالی­که پومیس هر دو را کاهش می­دهد. از طرفی فوم سیلیکا کارآیی را کاهش می­دهد در حالی­که پومیس آن را افزایش می­دهد. کاربرد سیدریت فاین­ها[۴] بر استحکام فشاری RCCها، به عنوان جایگزین سیمان، توسط زدری[۵]و همکارانش مورد مطالعه قرار گرفت. آن­ها از نتایج خود دریافتند که با نسبت جایگزینی %۱۰، سیدریت فاین­ها ۳/۱ برابر  حالت سیمان کامل، در استحکام فشاری، مشارکت دارند. تاثیرات دو گونه­ی متفاوت الیاف فولادی بر روی RCCهای پیاده­روها، توسط نانی[۶]و جوهری[۷]مورد مطالعه قرار گرفت. آن­ها تاثیر الیاف بر روی استحکام فشاری و مدول الاستیسیته را فراتر از حد انتظار اعلام کردند. حتی بعد از این­که ترک اولیه ایجاد شد، با افزودن الیاف، استحکام­های خمشی و کششی به میزان قابل توجهی، افزایش یافتند. همچنین الیاف موجب انعطاف بیشتر بتن شد. بر اساس یافته­های نویسندگان این مقاله،  افزودن الیاف موجب بهبود بسیار زیادی در استحکام­های کششی، فشاری و خمشی بتن و همچنین مقاومت آن در برابر ضربه می­شود. در نتیجه، ضخامت طراحی لایه­های پیاده­رو کاهش می­یابد.

در این مقاله، روش فشرده­سازی بر پایه­ی خاک، در ظرفیت رطوبت بهینه، برای متراکم­سازی نمونه، مورد استفاده قرار گرفته است. رفتار پیاده­روهای RCC، مشابه دال روی زمین[۸] است. در حالی­که هدف اصلی الیاف، افزایش مقاومت در برابر بارهای دینامیکی می­باشد، خواص مکانیکی خصوصا استحکام فشاری و مدول گسیختگی، برای طراحی مناسب چنین پیاده­روهایی تحت بارهای ترافیکی، مطابق با کدهای طراحی، مورد نیاز است. همچنین برای ساخت چنین پیاده­روهایی، طراحی ترکیبی بهینه باید تعیین شود. در نتیجه، هدف از انجام این کار، اولا تعیین نسبت­های ترکیبی بهینه و ثانیا بررسی تعدادی از عوامل تاثیر گذار بر روی خواص مکانیکی RCCها، شامل تاثیرات پوزولان­ها، الیاف­های فولاد و پلی­پراپیلن، همچنین بررسی تاثیر همزمان الیاف­ و پوزولان­ها (در ترکیب با ظرفیت رطوبتی بهینه)، می­باشد. خواص مورد مطالعه شامل استحکام فشاری، مدول گسیختگی و شاخص­های چقرمگی می­باشد.

اگرچه استفاده از RCCها، تا حد زیادی به سازه­­های بتنی سنگین مانند سدها محدود شده است، مزایای آن مانند قابلیت دستیابی به استحکام فشاری بالا خصوصا در عمرهای پایین بتن، کاهش هزینه­های ساخت پیاده­رو و نرخ بالاتر ساخت و ساز، مهندسین را به استفاده از این نوع بتن در ساخت پیاده­روها ترغیب کرده است. با این­حال، یک طراحی ترکیبی کارآمد که فاکتورهای مختلفی مانند تاثیرات همزمان الیاف و پوزولان­ها در ترکیب با ظرفیت رطوبتی بهینه را در نظر بگیرد، مورد نیاز است که در مطالعات جدید کمتر مورد توجه قرار گرفته است.

مواد و ساخت

محققین نقطه­نظرات مختلفی را در مورد طراحی ترکیبی RCCها مطرح نموه­اند. اساسا تفاوت اصلی بین یک بتن معمولی و طراحی­های ترکیبی RCC، از پایداری کم و درجه­بندی غیرمعمول که در RCCها استفاده می­شود، نشات می­گیرد. انتخاب مواد تشکیل دهنده مستقیما تحت تاثیر استحکام فشاری طراحی، دوام مورد نیاز و کاربرد پیاده­رو می­باشد. در این تحقیق، مواد شامل اگرگیت­­ها[۹]، مواد سیمانی شامل سیمان و پوزولان، آب، واحدهای کارآیی[۱۰] و الیاف (شامل فولاد و پلی­پراپیلن) می­باشد.

بیشترین اندازه­ی نامی اگرگیت­ها (N.M.S.A)، بیش از ۱۹ میلی­متر پیشنهاد نمی­شود. در این تحقیق سنگ­های آهکی خورد شده با N.M.S.A برابر با ۱۹ میلی­متر به عنوان اگرگیت خشن مناسب برای نمونه­ی مکعبی با ابعاد ۱۵۰*۱۵۰*۱۵۰ (میلی­متر) و منشوری با ابعاد ۳۵۰*۱۰۰*۱۰۰ (میلی­متر)، مورد استفاده قرار گرفت. به جهت مطابقت با ACI ۲۱۱.۳R.۰۲، نسبت %۶۰ ماسه و %۴۰ شن مورد استفاده قرار گرفت.

مواد سیمانی استفاده شده در RCC می­تواند سیمان پرتلند، سیمان مخلوط هیدرولیکی، GGBS[۱۱]، پوزولان­های طبیعی (که تحت عنوان پوزولان­ها یا کلاس N در استاندارد ASTMC۶۱۸ شناخته می­شوند) یا پوزولان­های مصنوعی (که تحت عنوان خاکستر بادی شناخته می­شود) باشد. پوزولان­ها اساسا به منظور کاهش حرارت هیدراسیون و تخلخل بین دانه­ای استفاده می­شوند. پوزلان­های استفاده شده در این پژوهش، پوزولان­های طبیعی هستند که از تفتان استخراج شده­اند، ترکیبات آن مطابق با استاندارد ASTMC۶۱۸ در جدول ۱ آمده است. سیمان استفاده شده در طراحی­های ترکیبی، سیمان پرتلند نوع I است که در کارخانه­ی سیمان اصفهان تولید شده است. مطابق با بازه­ی %۱۶-۱۲، ظرفیت مواد سیمانی مناسب برای پیاده­روهای RCC، %۱۳ (درصد وزنی) برای مطالعه­ی اثرات پوزولان­ها بر رفتار RCC انتخاب شد. سه ظرفیت مختلف %۰، %۱۵ و %۳۰ مواد سیمانی به پوزولان­ها در هر طراحی اختصاص داده شده است. خواص پوزولان استفاده شده در این تحقیق در جدول ۱ آمده است.  

الیاف فولادی استفاده شده، میله‌هایی با انتهایی به شکل قلاب است (چنان‌چه در شکل ۱ مشاهده می‌شود) که خواص آن‌ها در جدول ۲ آمده است. خواص الیاف پلی‌پراپیلن (پی‌پی) که در شکل ۲ نمایش داده شده، در جدول ۳ آمده است، این الیاف در کارخانه‌ی بنیاد تولید شده است. از آن‌جا که طول این الیاف باید حداقل ۱  تا ۲/۱ برابر N.M.S.A باشد، ۱۹ میلی‌متر- الیاف بلندی در نمونه‌ها استفاده شدند.

سه سطح ظرفیت الیاف، ۳۰، ۴۵ و ۶۰ (kg/m۳) برای الیاف فولادی و یک ظرفیت (kg/m۳)۱، برای الیاف پلی‌پراپیلن، مورد استفاده قرار گرفت. به صورت نامی %۴/۰، %۶/۰ و %۸/۰ از الیاف فولادی و %۱/۰ از الیاف پی‌پی استفاده شده است.

از آنجایی که حضور الیاف فولادی کارآیی بتن را کاهش می‌دهد و همچنین از آنجایی‌که کارایی RCC به‌خودی خود بسیار محدود است، واحد SF۸۰۰ سوپرپلاستیک مورد استفاده قرار گرفت که خواص آن کاملا با استاندارد ASTM C۴۹۴ مطابقت دارد. طراحی ترکیبی نهایی و نسبت‌ها در جدول ۴ نمایش داده شده‌اند.

دو روند رقابت‌کننده برای طراحی ترکیبی RCC وجود دارد که معمولا برای تعیین نسبت‌های ترکیبی مورد استفاده قرار می‌گیرند. این روندها عبارتند از روش تعیین کارآیی بتن که روشی بر پایه‌ی بتن است و روش فشرده‌سازی خاک که روشی بر پایه‌ی خاک است. روند اولی در حال حاضر بیشتر در سدهای RCC مورد استفاده قرار می‌گیرد، در حالی‌که دومی برای پیاده‌روهای RCC، توسعه یافته است و به طراحی ترکیبی با بیشینه‌ی N.M.S.A برابر با ۱۹ میلی‌متر محدود شده است.

( جهت مطالعه متن کامل این قسمت فایل پیوست را دانلود نمایید. )

طراحی‌های ترکیبی که در این پژوهش مورد استفاده قرار گرفتند، با استفاده از روش بر پایه‌ی خاک، تعیین شدند. از آنجا که دسترسی به غلتک‌ها در آزمایشگاه­ها امکان‌پذیر نیست، فشرده‌سازی نمونه‌ها به وسیله‌ی چکش ارتعاش‌کننده‌ی کانگو[۱۲]، با قدرت ۷۵۰ وات که ۲۷۵۰ ضربه در دقیقه اعمال می‌کند، انجام شد. این چکش دارای ارتفاعی برابر با ۴۶۰۰ میلی‌متر و جرمی برابر با ۵/۷ کیلوگرم می‌باشد. برای ایجاد نمونه‌های فشرده‌ با رطوبت بهینه، از سر ضربه‌زننده‌ی مستطیلی با ابعاد ۱۱۰*۱۴۰ استفاده شد و برای نمونه‌های خمشی، از سر ضربه زننده با ابعاد ۹۰*۱۴۰  استفاده شد. بدین‌ترتیب فشرده‌سازی ایجاد شده به وسیله‌ی غلتک‌ها، به صورت صحیحی شبیه‌سازی شد.

نتایج

استحکام فشاری

نمونه‌های مکعبی با ابعاد ۱۵۰*۱۵۰*۱۵۰ (میلی‌متر)، برای اندازه‌گیری استحکام فشاری مورد استفاده قرار گرفتند. بعد از ۲۸ و ۹۰ روز، آن‌ها متحمل بارگذاری شدند. جهت بارگذاری، عمود بر سطح ریختن بتن و سرعت ریختن آن ۵ میلی‌متر/دقیقه بود. دستگاه دارای ظرفیت بار ۳۰۰۰ کیلونیوتن بوده و صحت اندازه‌گیری آن ۵/۲ کیلونیوتن بود. نتایج تست فشاری برای هر طراحی ترکیبی در جدول ۵، به صورت میانگینی از ۳ آزمایش، گزارش شده است.

( جهت مطالعه متن کامل این قسمت فایل پیوست را دانلود نمایید. )

چنانچه در جدول ۵ مشاهده می‌شود، افزودن پوزولان‌ها معمولا منجر به کاهش استحکام بتن، بخصوص در مراحل اولیه می‌شود. به طور بخصوص، قابل پیش‌بینی‌ترین تاثیر بر روی استحکام فشاری بلندمدت، در مورد طراحی‌های فاقد الیاف بود؛ اما هیچ روند منطقی در ارتباط با نحوه‌ی تاثیر پوزولان‌ها بر روی استحکام فشاری بلندمدت طراحی‌هایی شامل الیاف، قابل پیش­بینی نیست. اما با توجه به میزان پوزولان اضافه شده به هر طراحی ترکیبی، اثرات قابل پیش‌بینی بر روی استحکام فشاری در اثر حضور الیاف، قابل مشاهده بود که در شکل‌های ۳ تا ۸ دیده می­شود.

- در طراحی­­های بدون پوزولان، استحکام فشاری برای SF۳۰، SF۴۵ و SF۶۰ به ترتیب ۳۵، ۲۱ و ۲۸ درصد افزایش یافت. در طراحی شامل %۱۵ پوزولان، این افزایش به ترتیب ۲۵، ۲۱ و ۲۸ درصد بود؛ و در طراحی شامل %۳۰ پوزولان، استحکام فشاری به ترتیب ۴۵، ۲۶ و ۴۰ درصد افزایش یافت. بنابراین هیچ روند منطقی در این موارد قابل پیش‌بینی نیست. میزان تاثیر در استحکام فشاری ۹۰ روزه بسیار شبیه به استحکام فشاری ۲۸ روزه است؛ به این معنی‌که کارآیی بیشینه، با طراحی‌های ترکیبی شامل ۳۰ و ۶۰ (kg/m۳) الیاف فولادی بدست آمدند. این بدین دلیل است که هرچه الیاف بیشتری استفاده شود، ریزترک‌ها بیشتر بر روی هم می‌افتند. به صورت استثنا، در طراحی شامل kg/m۳۴۵ الیاف فولادی، به نظر می‌رسد عوامل دیگری نیز بر استحکام فشاری تاثیرگذار باشند. این عوامل شامل توزیع نامطلوب الیاف و روندهای ترکیب و فشرده‌سازی می‌باشد. به عبارت دیگر، افزودن الیاف گاهی اوقات منجر به افزایش تخلخل بین دانه‌ای می‌شود و در نتیجه منجر به کاهش استحکام فشاری میگردد.

- استفاده از الیاف پلی‌پراپیلن منجر به یک روند افزایشی در استحکام فشاری تمام نمونه‌ها، برای هر دو بازه‌ی ۲۸ و ۹۰ روزه می‌شود. در نمونه‌هایی شامل صفر، ۱۵ و ۳۰ درصد پوزولان، استحکام فشاری به ترتیب ۲۰، ۱۳ و ۲۷ درصد افزایش می‌یابد. این مساله با توجه به نقش روی هم اندازی الیاف پی پی، قابل توجیه است. در نتیجه تاثیر الیاف فولادی بیشتر از الیاف پلی‌پراپیلن است.

چقرمگی خمشی

در تیرهای بتنی بدون الیاف، استحکام خمشی مورد توجه است و مدول گسیختگی بر اساس استاندارد ASTMC۱۰۱۸ تصحیح می‌شود که در آن تیر بتنی، چنان‌چه در شکل ۹ نشان داده شده است، تحت تست خمش ۴ نقطه‌ای قرار می‌گیرد. مدول گسیختگی با استفاده از معادله‌ی (۱) تعیین می‌شود.

( جهت مطالعه متن کامل این قسمت فایل پیوست را دانلود نمایید. )

که R مدول گسیختگی می‌باشد. بقیه‌ی پارامترها در شکل ۹ نمایش داده شده‌اند. به منظور مطابقت با استاندارد ASTMC۱۰۱۸ ۲۱، b و d هرکدام ۱۰۰ میلی‌متر و برابر با یک سوم طول تکیه‌گاه در نظر گرفته می‌شوند. به منظور اندازه‌گیری مناسب جابجایی، دو مبدل[۱۳] در دو طرف سطح مقطع نمونه قرار گرفتند و اندازه‌گیری میانگین، به عنوان جابجایی مرکز تیر در نظر گرفته شد.

( جهت مطالعه متن کامل این قسمت فایل پیوست را دانلود نمایید. )

بر اساس استاندارد ASTMC۱۰۱۸، مطابق شکل ۱۰، چقرمگی به صورت تابعی از سطح زیر منحنی بار- جابجایی بیان شده است. رفتار نمونه‌ی تست با استفاده از شاخص‌های تعریف شده در شکل ۱۰ مورد مطالعه قرار گرفت تا زمانی‌که جابجایی مشخصی در نمونه اتفاق افتاد.

دستگاه تست سه‌محوری، Triset ۵۰، مورد استفاده قرار گرفت و بار ۵۰ کیلونیوتنی در هر بارگذاری اعمال شد. سرعت بارگذاری بر اساس استاندارد ASTMC۱۰۱۸، ۱/۰ میلی‌متر بر دقیقه و جابجایی آن به صورت عمود بر سطح قالب‌‌‌گیری تنظیم شد. جدول ۶ نتایج مربوط به استحکام خمشی، شاخص‌های چقرمگی و استحکام پس از ترک‌خوردگی، در طراحی ترکیبی شامل الیاف فولادی که به صورت میانگینی از ۳ تست گزارش شده است را نشان می‌دهد. توجه به این نکته لازم است که به دلیل این‌که الیاف پی‌پی طول کمی داشته و به دلیل نداشتن قلاب، استحکام بیرون کشیدن[۱۴] پایینی دارد، قابلیت کافی برای مهار کردن ترک‌های باز شده را ندارد و در نتیجه بار اعمال شده به نمونه بعد از ایجاد ترک اولیه تا میزان صفر کاهش می‌یابد. بنابراین شاخص چقرمگی در این حالت بسیار کوچک بوده و نزدیک به صفر می‌باشد. به همین دلیل داده‌ای برای طراحی شامل الیاف پی‌پی در جدول ۶ ارائه نشده است.

تاثیر پوزولان بر روی مدول گسیختگی

نتایج مربوط به تاثیر پوزولان‌ها بر روی مدول گسیختگی در شکل ۱۱ نمایش داده شده‌اند. همان‌طور که دیده می‌شود، افزودن پوزولان منجر به کاهش مدول گسیختگی می‌شود. شاهد این ادعا کاهش ۱۰ و ۴۴ درصدی در طراحی‌های NF-P۱۵ و NF-P۳۰، در مقایسه با طراحی Nf-P۰ می‌باشد؛ همچنین کاهش ۵/۴ و ۲۲ درصدی در طراحی‌های SF۳۰-P۱۵ و SF۳۰-P۳۰  در مقایسه با طراحی SF۳۰-P۰ می‌باشد. همچنین کاهش ۱۶ درصدی در طراحی SF۴۵-P۳۰ در مقایسه با طراحی SF۴۵-P۰ و نیز ۵/۶ و ۱۷ درصد کاهش در طراحی‌های  SF۶۰-P۱۵ و SF۶۰-P۳۰ در مقایسه با SF۶۰-P۰، تایید کننده‌ی روند بیان‌شده می‌باشند. همچنین در مورد PPF-P۱۵ و PPF-P۳۰، به ترتیب شاهد کاهش ۳/۶ و ۵/۱۸ درصدی در مدول گسیختگی نسبت به PPF-P۰ هستیم. دقیقا مشابه کاهش استحکام فشاری کوتاه مدت، افزودن پوزولان‌ها همچنین منجر به کاهش مدول گسیختگی نمونه می‌شود. اما چنان‌چه در شکل ۱۱ نشان داده شده است، با استفاده از الیاف فولادی و پی‌پی، می‌توان روند کاهش مدول گسیختگی در اثر حضور پوزولان را کند کرد.

به علاوه، تحت تاثیر واکنش سیمانی پوزولان هیدراته، ترکیبی تولید می‌شود که سفتی[۱۵] آن با زمان افزایش می‌یابد. هرچه سیمان موجود در ترکیب بیشتر باشد، پوزولان‌ها بیشتر با سیمان واکنش می‌دهند. این مساله دلیل پایین‌تر بودن مدول گسیختگی و استحکام طراحی ترکیبی شامل %۳۰ پوزولان نسبت به طراحی ترکیبی شامل %۱۵ پوزولان می‌باشد. این کمیت‌ها %۱۰-۴ در طراحی‌هایی شامل %۱۵ پوزولان (در مقایسه با طراحی‌هایی فاقد پوزولان) و %۴۴-۱۶ در طراحی‌هایی شامل %۳۰ پوزولان کاهش می‌یابند.

اثر همزمان پوزولان و الیاف بر روی گسیختگی

شکل‌های ۱۲ و ۱۳ تاثیر الیاف به ترتیب  فولادی و پی‌پی، نوع و ظرفیت آن‌ها را بر روی مدول گسیختگی، برای مقادیر مختلف پوزولان استفاده شده در هر طراحی، نشان می‌دهند. چنان‌چه در این شکل‌ها مشاهده می‌شود، در طراحی‌هایی شامل ۰ و ۱۵ درصد پوزولان، الیاف فولادی و پلی‌پراپیلن فاقد تاثیر قابل توجهی بر روی مدول گسیختگی در مقایسه با طراحی‌های بدون الیاف هستند. اما در طراحی‌هایی شامل %۳۰ پوزولان با افزودن الیاف فولادی، مدول گسیختگی افزایش می‌یابد. هنگامی‌که %۳۰ پوزولان استفاده می‌شود، مدول گسیختگی در طراحی‌های SF۳۰، SF۴۵ و SF۶۰ در مقایسه با حالت NF به ترتیب ۸، ۱۱ و ۱۷ درصد افزایش می‌یابد.

تاثیر پوزولان بر روی شاخص‌های چقرمگی

چنان‌چه تست‌های تجربی نشان می‌دهند، نمی‌توان ترتیب مشخصی را در نحوه‌ی تاثیر پوزولان‌ها بر روی شاخص چقرمگی مشاهده نمود. امتحان کردن منحنی‌های بار- جابجایی در طراحی‌های تقویت شده با الیاف فولاد، آشکار کرد که رفتار بعد از ایجاد ترک در تیرها، اساسا تحت تاثیر ظرفیت الیاف در طراحی می‌باشد و در این مورد پوزولان‌ها تاثیرگذار نیستند.

( جهت مطالعه متن کامل این قسمت فایل پیوست را دانلود نمایید. )

مشارکت پوزولان در استحکام فشاری

مشارکت پوزولان‌ها در استحکام بتن را می‌توان در قالب ۳ پارامتر بیان کرد که در زیر آمده است: استحکام ویژه‌ی سیمان در بتن، بیانگر توزیع یک درصدی سیمان در استحکام بتن است:

( جهت مطالعه متن کامل این قسمت فایل پیوست را دانلود نمایید. )

نرخ مشارکت اثر پوزولانی بر روی استحکام، بیانگر درصد استحکام بتن ناشی از اثر پوزولانی می‌باشد. این حقیقت که با افزایش عمر نمونه، با داشتن ظرفیت پوزولان ثابت، استحکام فشاری افزایش می‌یابد را می‌توان در شکل‌ها مشاهده کرد. چنانچه در شکل‌ها دیده می‌شود، هیچ ترتیب قابل ملاحظه‌ای را در روند تغییراتی استحکام ویژه در اثر تاثیر پوزولانی، نمی‌توان متصور شد. این مساله، بر این حقیقت که در چنین طراحی‌هایی استحکام فشاری در اکثر قسمت‌ها، تحت تاثیر مقدار سیمان قرار دارد را تایید می‌کند. به طور مشابه، در طراحی‌های ترکیبی شامل %۳۰ پوزولان، استحکام فشاری اثر پوزولانی افزایش می‌یابد. همچنین می‌توان نتیجه‌گیری کرد که روند متغیر اثر پوزولانی مشارکت‌کننده در استحکام فشاری، مشابه مورد استحکام ویژه‌ی اثر پوزولانی می‌باشد.

مشارکت پوزولانی در مدول گسیختگی

نتایج در جدول ۸ ارائه شده‌اند که بر پایه‌ی مدول گسیختگی میانگین جدول ۶ و شکل‌های ۲۷ و ۲۸ تنظیم شده‌اند.

همان‌طور که از نتایج مشاهده می‌شود، با استفاده از الیاف فولادی در هر طراحی، ترتیب صعودی در اثر پوزولانی بر روی مدول گسیختگی ویژه‌ی سیمان، قابل تشخیص است. مطابق شکل ۲۸، استفاده از %۳۰ پوزولان در طراحی‌های بدون الیاف، به دلیل اثر پوزولانی، تاثیر منفی بر روی مدول گسیختگی ویژه می‌گذارد. اما با استفاده از هر یک از الیاف فولادی یا پی‌پی در طراحی‌ها، پوزولان‌ها نقش بهتری را در افزایش مدول گسیختگی ویژه‌ی سیمان ایفا می‌کنند. دلیل آن وجود دو اثر موازی می‌باشد: اثر الیاف در افزایش تخلخل بین دانه‌ای همراه با اثر پوزولان‌ها در افزایش حجم نهایی مواد سیمانی. روند درصد مشارکت اثر پوزولانی در مدول گسیختگی مشابه روند مربوط به درصد مشارکت آن در مدول گسیختگی ویژه می‌باشد.

بحث و نتیجه‌گیری

در این پژوهش، ابتدا نسبت‌های ترکیبی بهینه بر اساس خاک با استفاده از ظرفیت آب بهینه، تعیین شدند. در دومین مرحله، عوامل مختلفی شامل تاثیرات پوزولان‌ها، الیاف فولاد و پلی‌پراپیلن و اثر همزمان الیاف و پوزولان‌ها (در ترکیب با ظرفیت رطوبتی بهینه) بر روی خواص مکانیکی RCCها با ذکر جزئیات بیان شدند. در سومین مرحله اثرات الیاف بر روی جذب انرژی و شاخص‌های چقرمگی مورد مطالعه قرار گرفتند، بر اساس این حقیقت که پیاده‌روهای RCC به صورت پیوسته تحت بارهای دینامیکی، خصوصا ضربه هستند که توسط وسایل نقلیه اعمال می‌شود. در ادامه خلاصه‌ی یافته‌های این پژوهش ارائه می‌شود:

- با اضافه کردن پوزولان‌ها، استحکام فشاری ۲۸ روزه کاهش می‌یابد. اگرچه استحکام فشاری ۹۰ روزه در تمام نمونه‌ها افزایش می‌یابد، نمی‌توان هیچ‌گونه روند قابل تشخیصی را در اثرات پوزولان‌ها بر روی استحکام فشاری ۹۰ روزه، مشاهده نمود. بیشینه‌ی افزایش در استحکام فشاری بین ۲۸ و ۹۰ روز، اتفاق می‌افتد.

- با استفاده از پوزولان‌ها، مدول گسیختگی کاهش می‌یابد؛ با این‌حال افزودن الیاف، شدت این اثر را محدود می‌کند.

- تاثیر پوزولان‌ها بر روی شاخص‌های چقرمگی، قابل ملاحظه نیست.

- استفاده از الیاف فولاد، اثر مهمی بر مدول گسیختگی طراحی ترکیبی با %۳۰ پوزولان ندارد، اما در طراحی با درصد پوزولان بالای ۳۰، اثر همزمان الیاف فولادی بر افزایش تخلخل بین‌دانه‌ای و اثر پوزولان‌ها بر روی افزایش حجم مواد سیمانی، موجب افزایش مدول گسیختگی می‌شود.

- مدول گسیختگی به افزودن الیاف به مراتب کمتر از افزودن پوزولان حساس است.

- با افزودن پوزولان‌ها، استحکام فشاری ویژه‌ی سیمان و استحکام ویژه‌ی اثر پوزولانی، افزایش می‌یابد.

- استحکام فشاری ویژه‌ی سیمان در طراحی ترکیبی شامل %۳۰ پوزولان، با زمان افزایش می‌‌یابد، در حالی‌که استحکام فشاری در طراحی‌هایی با کمتر از %۳۰ پوزولان، به شدت به مقدار سیمان وابسته است.

- اثر پوزولانی بر روی مدول گسیختگی ویژه‌ی سیمان، همچنین بر مدول گسیختگی ویژه‌ی اثر پوزولانی، به نوع و مقدار الیاف بسیار وابسته است.

ترجمه و گردآوری: راضیه ابوالفتحی تبار

مشخصات

تهیه و گردآوری: راضیه ابوالفتحی تبار تاریخ درج: ۱۳۹۴/۶/۲۳ منبع: دیتاسرا

خرید آنلاین

عنوان: تاثیر پوزولان ها همراه با الیاف فولاد و پلی پراپیلن بر روی خواص مکانیکی پیاده روهای RCC حجم: 626.58 کیلوبایت قیمت: 89500 تومان رمز فایل (در صورت نیاز): www.datasara.com نرم افزارهای مورد نیاز: winrar - adobe acrobat - office

در صورتی که به هر دلیل از خرید خود رضایت نداشتید
تنها با ارسال یک ایمیل وجه خود را دریافت نمایید

فایل اکسل طراحی شمع های درجاریز بتنی و محاسبه طول مورد نیاز

  فایل پیش رو اکسل طراحی شمع های درجاریز بتنی بوده که با بررسی ظرفیت باربری طول مورد نیاز آنها را محاسبه مینماید. امیدواریم دانش، تجربه و انرژی بکار گرفته شده در تهیه این مجموعه ارزشمند مورد توجه و استفاده مهندسان و علاقه مندان عزیز قرار گیرد.   ... [ ادامه مطلب ]

فایل اکسل طراحی مخزن فلزی هوایی بر اساس آیین نامه AISC با در نظر گرفتن نیروی باد و زلرله

 فایل پیش رو اکسل طراحی مخزن فلزی هوایی می باشد که بر اساس آیین نامه AISC و با در نظر گرفتن نیروی باد و زلرله محاسبات را انجام داده و ... [ ادامه مطلب ]

قیمت: 79500 تومان

 مشخصات کلی: 

گروه: اکسل طراحی

فایل اکسل تحلیل اتصال برشی دارای خروج از مرکزیت برای گروه پیچ

 این برنامه ظرفیت برشی اتصال پیچ و مهره ای دارای خروج از مرکزیت برای گروه پیچ را محاسبه می کند، ابزاری مناسب برای طراحی صفحات gusset و اتصالات پیچ و ... [ ادامه مطلب ]

قیمت: 79500 تومان

 مشخصات کلی: 

گروه: اکسل طراحی

فایل اکسل طراحی روسازی آسفالتی بر مبنای آیین نامه آشتو و استفاده از آزمایش ظرفیت باربری کالیفرنیا

 فایل پیش رو اکسل طراحی روسازی آسفالتی بر مبنای آیین نامه آشتو می باشد که با استفاده از نتایج آزمایش ظرفیت باربری کالیفرنیا CBR اطلاعات ورودی را تحلیل و نتایج را ... [ ادامه مطلب ]

قیمت: 79500 تومان

 مشخصات کلی: 

گروه: اکسل طراحی

طراحی ابعاد و سازه شالوده های عمیق (شمع ها و پایه های عمیق) در خشکی

 مجموعه دستورالعمل های ارائه شده در دیتاسرا شامل ضوابط و مراحل تحلیل و طراحی سازه های گوناگون صنعتی و بر اساس الزامات مندرج در آیین نامه های معتبر داخلی و ... [ ادامه مطلب ]

قیمت: 119500 تومان

 مشخصات کلی: 

صفحات متن اصلی: 27

گروه: اکسل طراحی

تحلیل غیرخطی و مدل سازی عددی تیر بتن مسلح تقویت شده با FRP توسط Finite Element Method

 "پایان نامه مهندسی عمران مقطع کارشناسی ارشد - گرایش سازه" تحلیل غیرخطی و مدل سازی عددی تیر بتن مسلح تقویت شده با FRP توسط Finite Element Method   مشخصات کلی: شامل فایلهای word و ... [ ادامه مطلب ]

قیمت: 129500 تومان

 مشخصات کلی: 

گروه: اکسل طراحی

بررسی پارامترهای هندسی مهاربند زانویی

 "پروژه دانشجویی مهندسی عمران" بررسی پارامترهای هندسی مهاربند زانویی   مشخصات کلی: شامل فایلهای word و pdf بالغ بر 146 صفحه (4 فصل) فهرست مطالب فصل اول 1-1- مقدمه 1-2- شکل پذیری سازه ها 1-3- مفصل و لنگر پلاستیک 1-4- منحنی ... [ ادامه مطلب ]

قیمت: 129500 تومان

 مشخصات کلی: 

گروه: اکسل طراحی

شناسایی و رتبه بندی دلایل انحراف از هزینه پیش بینی شده و ارائه راهکارهای کاهش آن: مطالعه موردی پروژه های "پتروشیمی الف"

  "پایان نامه مهندسی عمران مقطع کارشناسی ارشد - گرایش مهندسی و مدیریت ساخت"   شناسایی و رتبه بندی دلایل انحراف از هزینه پیش بینی شده و ارائه راهکارهای کاهش آن: مطالعه ... [ ادامه مطلب ]

قیمت: 259500 تومان

 مشخصات کلی: 

گروه: اکسل طراحی

فایل اکسل جامع طراحی دیوار حائل (با در نظر گرفتن نیروی زلزله)

فایل اکسل طراحی دیوار حائل (با در نظر گرفتن نیروی زلزله) دیوار حائل یا سازه نگهبان بنایی است که به منظور تحمل بارهای جانبی ناشی از خاکریز پشت دیوار، سازه مجاور، ... [ ادامه مطلب ]

قیمت: 119500 تومان

 مشخصات کلی: 

گروه: اکسل طراحی

2 فایل اکسل مجزا جهت طراحی فونداسیون تجهیزات افقی، قائم و پیت (Air Separation Units, Heat Exchangers, Drums, Pits...)

2 فایل اکسل مجزا جهت طراحی فونداسیونهای تجهیزات: Air Separation Units, Heat Exchangers, Horizontal & Vertical Drums, Pits پالایشگاه ها و مجتمعهای پتروشیمی مجموعه هایی متشکل از تجهیزات گوناگون صنعتی هستند؛ تجهیزاتی ... [ ادامه مطلب ]

قیمت: 99500 تومان

 مشخصات کلی: 

گروه: اکسل طراحی

دستورالعمل طراحی و محاسبه سیستم روشنایی

 مجموعه دستورالعمل های ارائه شده در دیتاسرا شامل ضوابط و مراحل تحلیل و طراحی سازه های گوناگون صنعتی و بر اساس الزامات مندرج در آیین نامه های معتبر داخلی و ... [ ادامه مطلب ]

قیمت: 119500 تومان

 مشخصات کلی: 

صفحات متن اصلی: 30

گروه: دستورالعمل طراحی

تحلیل و طراحی سیستم گرمایشی ساختمان مسکونی با استفاده از ذخیره کننده های حرارتی PCM

 "پایان نامه مهندسی مکانیک مقطع کارشناسی ارشد - گرایش تبدیل انرژی" تحلیل و طراحی سیستم گرمایشی ساختمان مسکونی با استفاده از ذخیره­ کننده ­های حرارتی PCM   تهیه شده بصورت کاملا انحصاری توسط ... [ ادامه مطلب ]

قیمت: 449000 تومان

 مشخصات کلی: 

گروه: دستورالعمل طراحی

مکانیک شکست (Fracture Mechanics)

مقدمه : یکی از عمده ‌ترین مسائلی که انسان از زمان ساختن ساده‌ترین ابزارها با آن مواجه بوده است پدیده شکست در اجسام می‌باشد و درواقع برای استفاده از مواد ... [ ادامه مطلب ]

قیمت: 99500 تومان

 مشخصات کلی: 

گروه: دستورالعمل طراحی

تقویت کننده ی شبه تفاضلی کلاس-AB برمبنای اینورتر CMOS برای کاربردهای HF

 Abstract This paper presents a CMOS inverter-based c1ass-AB pseudo differential amplifier for HF applications using new sim pIe rail-to-rail CMFB circuit. The proposed circuit em ploys two CMOS inverters and the ... [ ادامه مطلب ]

قیمت: 119500 تومان

 مشخصات کلی: 

صفحات متن اصلی: 4

صفحات متن ترجمه: 13

گروه: دستورالعمل طراحی

روش جاروب رو به عقب، برای حل پخش بار در شبکه های توزیع

 Abstract A methodology for the analysis of radial or weakly meshed distribution systems supplying voltage dependent loads is here developed. The solution process is iterative and, at each step, loads are ... [ ادامه مطلب ]

قیمت: 119500 تومان

 مشخصات کلی: 

صفحات متن اصلی: 10

صفحات متن ترجمه: 27

گروه: دستورالعمل طراحی

بازسازی سه بعدی و تشخیص چهره با استفاده از ICA مبتنی بر هسته و شبکه های عصبی

 Abstract Kernel-based nonlinear characteristic extraction and classification algorithms are popular new research directions in machine learning. In this paper, we propose an improved photometric stereo scheme based on improved kernel-independent component ... [ ادامه مطلب ]

قیمت: 129500 تومان

 مشخصات کلی: 

صفحات متن اصلی: 10

صفحات متن ترجمه: 34

گروه: دستورالعمل طراحی

جمع کننده کامل 1 بیتی زیر آستانه ای در فناوری تراشه هاى نیمه هادى اکسید فلزى تکمیلى65 نانومتری

 Abstract In this paper a new full adder (FA) circuit optimized for ultra low power operation is proposed. The circuit is based on modified XOR gates operated in the subthreshold region ... [ ادامه مطلب ]

قیمت: 99500 تومان

 مشخصات کلی: 

صفحات متن اصلی: 4

صفحات متن ترجمه: 11

گروه: دستورالعمل طراحی

تئوری محدودیت ها؛ ارزیابی مقایسه ای

 Abstract The worldwide economic reorganisation of the last decade has regularly been accompanied by appeals to concepts of lean manufacturing and flexible systems. These generally imply a scaling of productive and ... [ ادامه مطلب ]

قیمت: 99500 تومان

 مشخصات کلی: 

صفحات متن اصلی: 15

صفحات متن ترجمه: 13

گروه: دستورالعمل طراحی

روابط میان رقابت، واگذاری، تغییر سیستم های مدیریت حسابداری و عملکرد: یک مدل مسیر

 Abstract This paper is concerned with an empirical investigation into the relations among competition, delegation, management accounting and control systems (MACS) change and organizational performance. It follows a standard contingency type ... [ ادامه مطلب ]

قیمت: 119500 تومان

 مشخصات کلی: 

صفحات متن اصلی: 12

صفحات متن ترجمه: 25

گروه: دستورالعمل طراحی

تاثیر فناوری اطلاعات بر روی بازدهی شرکت حسابداری

 Abstract In recent years, information technology (IT) has played a critical role in the services provided by the public accounting industry. However, no empirical research has evaluated the impact of IT ... [ ادامه مطلب ]

قیمت: 119500 تومان

 مشخصات کلی: 

صفحات متن اصلی: 14

صفحات متن ترجمه: 22

گروه: دستورالعمل طراحی