فهرست مطالب

مجله تحقیقات بتن ایران
سال چهارم شماره 2 (پاییز و زمستان 1390)

  • تاریخ انتشار: 1390/07/15
  • تعداد عناوین: 7
|
  • تخمین انرژی شکست بتن با استفاده از روش های سیستم استنتاج تطبیقی فازی عصبی هادی
    هادی فتحی پورآذر، نقدعلی چوپانی، حسن افشین* صفحه 7
    انرژی شکست بتن GF، یکی از پارامترهای اساسی شکست و معرف مقاومت ترک خوردگی بتن است،همچنین یکی از ویژگی های مهم بتن در ملاحظات طراحی سازه های بتنی است. در سال های اخیر با بهره گیری از روش های مختلف آزمایشگاهی، پارامتر های شکست بتن مورد بررسی قرار گرفته است؛ نقش این پارامتر ها در طراحی سازه ها از اهمیت ویژه ای برخوردار است. در این مقاله مدل شکست بر اساس سیستم تطبیقی فازی عصبی (ANFIS) برای تخمین پارامترشکست بتن GF(انرژی مخصوص شکست که مساحت زیر منحنی تنش بازشدگی نوک ترک است) در بارگذاری تحت خمش سه نقطه ای (3PB) ارائه شده است. نتایج نشان می دهند که می توان با استفاده از سیستم استنتاج تطبیقی فازی عصبی شبکه را آموزش و مدل بهینه ای برای هر سری از داده ها ایجاد کرد و از توابع عضویت gaussmf و الگوریتم آموزش هیبریدی به عنوان یک ابزار موثر برای تخمین انرژی شکست بتن استفاده کرد.
    کلیدواژگان: سیستم استنتاج تطبیقی فازی عصبی، ANFIS، مکانیک شکست، بتن، انرژی شکست
    چکیده مشاهده متن زبان: فارسی
  • طرح اختلاط بتن با استفاده از اصول بهینه سازی و بر اساس نتایج آزمایشگاهی
    علیرضا حبیبی، هومن صفاری صفحه 17
    محدودیت منابع موجود و استفاده روزافزون از بتن، لزوم به کارگیری هدفمند از سرمایه ها را بویژه در تولید صنعتی و انبوه این نوع مصالح، به وجود آورده است. به منظور تولید بهینه و انبوه بتن، یکی از اساسی ترین شاخص ها که باید تغییر یابد، طرح اختلاط آن است. هدف از پژوهش حاضر، ارائه یک روش جدید برای طرح اختلاط بتن با استفاده از اصول بهینه سازی می باشد. از طرفی با توجه به مبنای مطالعاتی همزمان تئوریک و آزمایشگاهی در این تحقیق، با در نظر داشتن شرایط ساخت بتن در ایران جنبه کاربردی آن دارای اهمیت ویژه ای می باشد. به این منظور ابتدا مدل بهینه سازی طرح اختلاط بتن به صورتی که تاثیر نتایج آزمایشگاهی در آن لحاظ شده باشد، تعریف می شود. سپس با استفاده از یک الگوریتم بهینه سازی، طرح اختلاط بهینه برای بتن با مقاومت مورد نظر به دست می آید. پروسه و مدل ارائه شده در این مطالعه، با تغییرات کمی، قابلیت توسعه برای مسائل مشابه را دارد.
    نتایج حاصل از مطالعه موردی، نشان می دهند که طرح اختلاط بهینه در حالت حداکثر شدن بزرگ ترین بعد درشت دانه و در نتیجه حداکثر شدن حجم شن مصرفی به دست می آید. روش توسعه یافته، علاوه بر خودکار نمودن پروسه طرح اختلاط توانایی حداقل نمودن هزینه های بتن ریزی را دارد.
    کلیدواژگان: طرح اختلاط، بتن، بهینه سازی، هزینه
    چکیده مشاهده متن زبان: فارسی
  • شکست زود رس تیر های بتنی تقویت شده با صفحات کامپوزیت، معرفی انواع مدل ها و مقایسه مدل تئوری ارائه شده با نتایج آزمایشگاهی
    حمید وارسته پور صفحه 29
    اتصال خارجی صفحات کامپوزیت پیشرفته جهت تقویت و افزایش ظرفیت خمشی تیر های بتن آرمه به صورت گسترده متداول شده است. برای تعیین ظرفیت نهایی این تیرها باید احتمال جداشدن صفحه در محل اتصال بررسی شود. این مقاله شامل دو بخش است. در بخش اول پدیده شکست های زودرس و جزئیات جداشدگی صفحه از بتن توضیح داده شده و مدل های تئوری مرتبط معرفی می شوند. در بخش دوم با استفاده از نتایج تجربی به دست آمده توسط محققین صحت مدل ارائه شده توسط محقق که قادر به پیش بینی بار گسیختگی در زمان شکست زودرس می باشد بررسی می گردد.
    کلیدواژگان: شکست تیرها، ظرفیت خمشی، کامپوزیت پیشرفته، جداشدگی، مطالعات و تجربی
    چکیده مشاهده متن زبان: فارسی
  • کاربرد لجن خشک تصفیه خانه فاضلاب به عنوان مصالح سنگی در تولید بتن
    مسعود جمشیدی، امیر جمشیدی، ناصر مهردادی صفحه 43
    شهر صنعتی البرز با قدمتی بیش از پنجاه سال، متشکل از منطقه مسکونی و صنعتی، واقع در 10 کیلومتری شهر قزوین است و تصفیه خانه آن از سال 1378 با ظرفیت 000،70 متر مکعب در روز بر اساس روش سیستم لجن فعال طراحی و راه اندازی گردید. در حال حاضر، پساب تولیدی حدود پانصد کارخانه بزرگ و کوچک توسط شبکه جمع آوری فاضلاب جهت تصفیه به این واحد وارد می شود. بزرگترین مشکل تصفیه خانه فوق از زمان راه اندازی، انباشت لجن در محوطه تصفیه خانه است که به دلیل ممانعت سازمان محیط زیست برای دفن بهداشتی به وجود آمده است. تحقیق حاضر در راستای حذف لجن مذکور از طریق کاربرد آن در مصالح بتنی صورت گرفته است. بر این اساس، در ابتدا لجن خشک مصرفی با کمک روش های XRD و XRF به ترتیب از نظر فازهای کریستالی موجود و ترکیب شیمیایی آنالیز گردید. نتایج این آنالیز ها حاکی از وجود بیش از 50 درصد سیلیس (SiO2) در فاز کریستالی کوارتز، در لجن بود. همچنین وجود بیش از 20 درصد مواد آلی در این ماده این تفکر را تقویت نمود که این مواد باعث کاهش کیفیت بتن ساخته شده شوند. لذا، فرآیند حرارت دهی تا 650 درجه سلسیوس برای لجن خشک اولیه طراحی گردید. نتایج آنالیز XRD لجن پخته شده، حاکی از تغییراتی در فازهای کریستالی موجود بود. با توجه به بروز تغییرات کریستالی در این ماده احتمال ایجاد فعالیت پوزولانی (واکنش پذیری در محیط سیمان) وجود داشت که به منظور تشخیص آن آنالیزSTA انجام گردید. نتایج این آنالیز حاکی از عدم فعالیت پوزولانی لجن پخت شده بود. برای بررسی اثر لجن خشک بر خصوصیات بتن، دو طرح اختلاط بر پایه نسبت آب به سیمان 45/0 و 55/0 در نظر گرفته شد و مقادیر صفر، 5، 10، 20 و 30 درصد از لجن خشک در آن به کار رفت. برای بررسی اثر لجن بر عملکرد بتن، آزمون مقاومت فشاری به عنوان مشخصه دوام در نظر گرفته شده و آزمونه های عمل آوری شده (سه تکرار) طی3، 7، 28 و 90 روز مورد بررسی قرار گرفتند. نتایج نشان داد که نمونه های 90 روزه بتن حاوی 5 درصد لجن، کاهش حدود 4%، نمونه های حاوی 10درصد لجن، کاهش حدود 8% و نمونه های حاوی 20 درصد لجن کاهش حدود 22% مقاومت فشاری را نسبت به نمونه شاهد (بدون لجن) خواهد داشت. از آنجا که حجم مصرف بتن در کشور بسیار زیاد می باشد و نظر به کاهش بسیار کم مقاومت فشاری در اثر افزوده شدن مقادیر کم لجن، نویسندگان این مقاله ضمن الزامی دانستن مطالعه دیگر اثرات افزودن لجن به بتن، کاربرد لجن فاضلاب را به عنوان مصالح سنگی در مقادیر کمتر از 10 درصد در بتن های معمول همچون بتن کفی توصیه می کنند.
    کلیدواژگان: لجن، بتن، مقاومت فشاری، فاضلاب، آنالیز XRD و، XRF
    چکیده مشاهده متن زبان: فارسی
  • بررسی تاثیر عیار سیمان بر رئولوژی و خواص مکانیکی بتن خود تراکم حاوی میکروسیلیس
    هرمز فامیلی، مصطفی خانزادی، هادی توتونچی صفحه 55
    امروزه استفاده از بتن های توانمند گسترش چشمگیری داشته است و در این بین، نقش بتن خود تراکم قابل توجه است. در چند سال اخیر، استفاده از مواد پوزولانی باعث بهبود خواص بتن شده و نتایج مطلوبی در زمینه تکنولوژی بتن داشته است. در این پژوهش، تاثیر عیار سیمان بر رئولوژی و خواص مکانیکی بتن های خود تراکم حاوی میکرو ذرات سیلیس مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج حاصل از آزمایشات انجام شده بر روی بتن تازه نشان دهنده بهبود کارایی و قابلیت عبور پذیری بهتر بتن های حاوی میکروسیلیس نسبت به بتن مرجع می باشد. همچنین نتایج مقاومت فشاری و کششی، حاکی از افزایش چشمگیر مقاومت نسبت به بتن مرجع است، که مکانیسم این تاثیرات را با توجه به آنالیز عکس های میکروسکوپ الکترونیکی و نتایج حاصل می توان این گونه بیان نمود که میکرو ذرات علاوه بر پر کردن خلل و فرج ریز ساختار خمیر سیمان به واسطه واکنش های پوزولانی با کریستال های هیدرواکسید کلسیم حاصل از هیدراسیون، موجب انسجام و یکنواخت تر شدن بیشتر ساختار خمیر سیمان می شود.
    چکیده مشاهده متن زبان: فارسی
  • بررسی اثر محصورشدگی اجزاء مرزی تو سط FRP در رفتار دیوار برشی بتن آرمه لاغر
    مریم محمدی انایی*، داود مستوفی نژاد صفحه 65
    دیوار های برشی بتن آرمه رایج ترین سیستم مقاومت در برابر بار های جانبی در سازه های بلندمرتبه هستند. در سال های اخیر متدلوژی های طرح لرزه ای توجه بیشتری بر محدود کردن دریفت سازه در زلزله دارد. سختی درون صفحه ی بسیار زیاد این المان ها و نقش آن ها در باز توزیع نیروها از ستون ها به دیوار باعث کنترل دریفت بسیار عالی در سازه می گردد. آنالیزهای غیر خطی ابزار قدرتمندی در پیش بینی رفتار دیوار برشی بتن آرمه ارائه می دهند. این مطالعات باعث تغییرات اساسی در آیین نامه ها و روش های طراحی المان های بتن آرمه شد. گذشت زمان، آسیب های سازه ای و ضعف آیین نامه های قدیم باعث کارایی نامناسب دیوار های سازه ای موجود در برابر زلزله شده است. از طرفی در سال های اخیر مواد کامپوزیت FRP در تقویت و بهسازی المان های سازه ای کاربرد های بسیاری یافته اند. خصوصیات ممتاز این مواد آن ها را گزینه اول پروژه های تقویت قرار داده است. با این وجود مروری بر تحقیقات گذشته نشان می دهد تا کنون بر روی تقویت دیوار برشی بتن آرمه ی لاغر با مواد FRP مطالعه ی آزمایشگاهی یا تحلیلی صورت نگرفته است.
    در این مقاله اثر تقویت FRP و محصور شدگی اجزا ء مرزی دیوار توسط این مواد بر رفتار دیوار برشی بتن آرمه ی لاغر طراحی شده بر اساس آیین نامه های آبا و ACI مورد مطالعه قرار گرفته است. نرم افزار اجزاء محدود ابتدا کالیبره شده و صحت نتایج آن با مدل سازی نمونه های آزمایشگاهی مورد تائید قرار گرفته است. در این تحقیق از روش آنالیز اجزاء محدود غیر خطی بتن آرمه و مدل رفتاری پلاستیسیته ی آسیب (Damage Plasticity) به همراه اثر سخت شدگی کششی برای مدل سازی رفتار بتن استفاده شده است. نتایج نشان می دهد استفاده از ورق FRP در اجزای مرزی تاثیر زیادی بر رفتار شکل پذیر دیوار دارد.
    کلیدواژگان: دیوار برشی بتن آرمه، آنالیز اجزاء محدود، مدل پلاستیسیته آسیب، سخت شدگی کششی، تقویت FRP
    چکیده مشاهده متن زبان: فارسی
  • بررسی مکانیزم های تاثیر نانو ذرات سیلیس در بهبود خواص مکانیکی بتن مطالعه ریزساختارها
    محسن تدین، مصطفی خانزادی، گرشاسب خزائنی صفحه 77
    رسال های اخیر استفاده از نانو ذرات برای بهبود خواص بتن چشم انداز جدیدی را در تکنولوژی بتن ایجاد نموده است. مطالعات صورت گرفته در این زمینه نشان دهنده بهبود خواص بتن و کسب مقاومت های بالاتر با افزودن ذرات نانوسیلیس به مخلوط بتنی است. ولی نتایج و مکانیزم های متفاوت گزارش شده برای توجیه رفتار نانو ذرات در مخلوط؛ تعمیم نتایج و پیش بینی رفتار نانو بتن ها را دشوار ساخته است. در این مقاله میزان اثرگذاری و محدودیت های مکانیزم های احتمالی تاثیر نانو ذرات در بهبود خواص بتن آزمایش شده است. برای این منظور نمونه های آزمایشگاهی در طرح اختلاط های متفاوت ساخته شده و با بهره برداری از عکس های میکروسکپ الکترونی روبشی(SEM)، تاثیر ذرات نانو سیلیس بر ریز ساختار آنها نشان داده شده است. مشاهدات SEM اثبات می کند که تاثیر نانو ذرات سیلیس به علت سطح ویژه بالا و ریزی زیاد آنها،می بایست در اندرکنش مکانیزم پرکنندگی و هسته زایی و فعالیت پوزولانی جستجو کرد. هر کدام از این مکانیزم ها در سنین مختلف هیدراسیون غالب بوده و موجب تاثیر گذاری بر ریزساختار و خواص مکانیکی بتن می باشد.
    کلیدواژگان: نانو تکنولوژی، نانو سیلیس، ریزساختار بتن، خواص مکانیکی
    چکیده مشاهده متن زبان: فارسی
|
  • Estimating fracture energy of concrete (GF) using adaptive neuro-fuzzy inference system (ANFIS)
    Page 7
    Fracture energy of concrete is one of the basic parameters of fracture that present the concrete cracking resistance and also is one of the important characteristics in considering design of concrete engineering structures. In recent years، fracture parameters of concrete have been investigated using various experimental methods; and the role of these parameters in design of structures is an important issue. In this paper، a fracture model based adaptive neuro-fuzzy inference system (ANFIS) has been implicated to estimate the fracture parameter of concrete GF (specific fracture energy i. e. the area under the stress- displacement curve) using a three-point bending (3PB) specimen. The results showed that the adaptive neuro-fuzzy inference system and its proper training can be used in order to create an optimal model for each series of data and can be applied to evaluate the adaptive neuro-fuzzy inference system reliability as an effective tool to estimate the fracture energy of concrete.
    Keywords: Adaptive neuro, fuzzy inference system (ANFIS), Fracture energy, concrete
    Abstract View Paper Original: Persian
  • Concrete mix design using optimization principles and based on experimental results
    Page 17
    Existing resources limitation and abundant use of concrete has made the necessity of objected employment of funds especially for mass production of this type of material. Concrete mix design is one of the most important criteria that should be changed in order to optimal and mass production of concrete. The objective of present research is to present a new method for concrete mix design using the principles of optimization. Practicability of this work is very important because it is based on theoretical and experimental studies considering conditions of production of concrete in Iran. Optimization model of the concrete mix design is first developed accounting for effects of experimental results. Then using an optimization algorithm، optimal concrete mix design is obtained for the concrete with the strength under consideration. Presented process and model can be developed for similar problems. Case study’s results show that optimal concrete mix design is obtained while maximum dimension of coarse aggregate and consequently amount of coarse aggregate is increased. It is shown that the developed method is able to minimize costs of casting concrete in addition to making the automatic mix design process.
    Keywords: Mix design, concrete, optimization, Cost reduction of cement in conventional, logical amounts have been applied which provide bridging forces across cracks, thus prevent them from growing
    Abstract View Paper Original: Persian
  • Premature failures in the concrete beams strengthening with FRP plates, introduce various models and compared the theoretical and experimental result
    Page 29
    External bonding of composite plates for strengthening and increase the flexural capacity of reinforced concrete beams has been widely popular. To determine the ultimate capacity should be realize the debonding phenomenon in the interface. This paper includes two parts. The first explained the phenomenon of premature failures، detailed of plate separation and introduce the theoretical models. In the second part، the experimental results obtained by researcher''s compare with the model provided by author to determine the accuracy of predict premature failure load.
    Keywords: failure of beams, Flexural capacity, advanced composites, Debonding, experimental results
    Abstract View Paper Original: Persian
  • Application of dry sludge of waste water treatment plant as aggregate in concrete production
    Page 43
    Albourz Industrial City''s wastewater is mixing of domestic and industrial wastewater. Nowadays because of prevent of Environment Protection Agency for hygienic bury، the most important problem is storing sludge in treatment plant zone. Present work has been performed to eliminate mentioned sludge through application in concrete materials. To characterize dry sludge، it was analyzed by XRD and XRF methods for crystalline phases and chemical compound. The results indicated the existence of more than 50 percent silica (SiO2)، in Quartz crystalline phase، in the sludge. Also، the existence of more than 20 percent organic matter in the sludge was indicated. These organic maters will cause decrease in concrete mechanical properties. Therefore، a heating process to 650 oC was designed for dry sludge before application in concrete. The results of XRD analysis of cooked sludge analyze showed changes in crystalline phases. Considering the changes in crystalline phases، made it possible to create pozzolanic activity in material. To investigate pozzolanic activity STA analyze was performed. The result confirmed lack of pozzolanic activity in cooked sludge. To investigate dry sludge effects on concrete properties as aggregate، two mix designs of concrete at water to cement ratios of 45 and 55% and used sludge percentages of 0، 5، 10، 20 and 30% was selected. To investigate the sludge effects on concrete performance، compressive strength test was considered as durability index and specimens tested after 3، 7، 28 and 90 days of curing. The results indicated that in 90 days cured specimens containing 5، 10 and 20% dry sludge، compressive strength decrease about 4، 8 and 22% in comparision to control specimens (concretes without sludge). Due to huge application of concrete in Iran، and on the basis of low decrease in compressive strength (which can be acceptable)، therefore، it will be possible to use concrete with 5 or 10 percent of sludge for each type of application. Also، the application of 10 and 20% dry sludge is possible only for pavement concrets.
    Keywords: Sludge, concrete, Comperssive Strength, Wastewater, XRF, XRD Analysis
    Abstract View Paper Original: Persian
  • The effect of Cement content on the rheology and mechanical properties of self-compacting concrete with micro silica
    Page 55
    Nowadays، the application of Self-compacting concrete has been developed extensively in many countries. Recently، the use of pozzolanic material is developing at a high speed and has shown to have desirable effects on the improvement of concrete technology. In this research، the effect of cement content on rheology and mechanic properties has been investigated. The results of rheology test (slump flow، J-rings، V-funnel) indicate that workability and passing ability is improved in micro silica concrete in comparison with base concrete. Also، the results of compressive and tension strength tests have shown a significant improvement. Furthermore، the mechanism of these results considering electronic microscopy analysis can be expressed such that “micro and nano-particles not only act as filler but also increase the uniformity and the consistency of cement paste structure”.
    Keywords: self, compacting Concrete, Rheology, compressive strength, micro silica
    Abstract View Paper Original: Persian
  • Effect of FRP confinement of boundary elements in slender RC shear walls
    Page 65
    Concrete shear walls are the most commonly used systems to resist lateral loads due to earthquakes in high rise buildings. In recent years، seismic design methodologies have put more attention on limiting the maximum drift experienced by a structure during earthquake. Very large in-plane stiffness of shear walls and its role on redistribution of the lateral loads from columns to wall provide an excellent drift control. Nevertheless، Time expiring، structural damages and early code shortcomings cause unsuitable efficiency of existing structural walls against earthquake. Fiber Reinforced Polymer (FRP) materials have greatly used in strengthening and retrofitting of structural elements in recent years. The excellent features of FRP materials set them the first alternative in the strengthening projects. However، a glance on the previous studies shows that very limited analytical and/or experimental studies have been conducted on the FRP strengthening of the slender RC shear walls so far. In this paper، effect of FRP confinement of boundary elements in slender RC shear walls on the overall behavior of boundary elements is investigated. The finite element software is calibrated and verified using available experimental data. Nonlinear finite element analysis of reinforced concrete walls is performed using damage plasticity model and tension stiffening effects. Results of the current study show the superior effectiveness of strengthening FRP composite layers on ductile behavior of concrete shear walls
    Keywords: : Reinforced concrete, Shear Wall, Finite element analysis, damage plasticity model, tension stiffening, FRP, strengthening
    Abstract View Paper Original: Persian
  • Mechanisms of silica nano particles effect on mechanical properties of concrete microstructure study
    Page 77
    Application of Nano particles is recently shown a powerful potential to improve concrete specification. Few study has previously claimed that introducing little amount of nano particles could improve compressive strength and mechanical properties of concrete. However، these studies reported different and confusing mechanisms for nano effect and reaction that make difficult to developing and predicting other specification of nano concrete، especially durability specification. This paper aimed to study and identify the quality and interaction of these mechanisms، respect to mechanical properties. Laboratory tests and SEM survey is utilized in order to examination of microstructure of nano concrete. The findings of this study explain how and in whether nano particle effect on properties of concrete. It concluded that in the early age Nucleation effect of nano particle can explain the behavior of nano concretes; while by hydration developing، filing effect and pozolanic reaction have higher influence. Findings of this study are extremely agreed with mechanical properties of previous reports
    Keywords: Nano concretes, Nano silica, Microstructure, mechanical properties
    Abstract View Paper Original: Persian