mortar
در نشریات گروه عمران-
\Masonry buildings remain popular worldwide due to their readily available materials, high compressive strength, ease of construction, and affordability. Therefore, understanding the impact of mortar on the compressive strength of masonry is essential. This study aimed to determine the compressive strength and failure patterns of masonry, focusing particularly on mortar. An experimental program was conducted, involving a total of 54 specimens: 27 cubes, 27 cylinders, and 9 masonry prisms. The cement-to-sand ratio (c/s) varied at ratios of 1:3, 1:4, and 1:5, while the water-to-cement ratio (w/c) remained fixed at 0.45. Each prism consisted of 5 bricks separated by a 10 mm mortar layer. Compressive strength data for cubes and cylinders were collected at 3, 7, and 28 days, while data for prisms were collected only at 28 days. The best results have been obtained at a c/s ratio of 1:3, with compressive strengths of 3555.5 psi for cubes, 3282.98 psi for cylinders, and a compressive force value of 129.33 kN for prisms at 28 days. The compressive strength of cubes and cylinders increases by approximately 68.19% and 64.61%, respectively, and the compressive force of masonry prisms increases by approximately 76.48% at 28 days when the cement-to-sand ratio is changed from 1:5 to 1:3. Stresses, graphs, and failure patterns have been analyzed and compared with the Bangladesh National Building Code (BNBC) 2020 and available literature, revealing a strong correlation.Keywords: Mortar, Cement To Sand Ratio, Compressive Strength, Prism, Failure Pattern
-
بررسی تاثیر دانه بندی سیمان بر مشخصات بتن و ملات استاندارد
دانه بندی از مهمترین خصیصه های سیمان است که تاثیر زیادی بر عملکرد آن در بتن تازه و سخت شده دارد. رایج ترین روش های پایش دانه بندی سیمان، تعیین مانده روی الک های 200، 90 و 45 میکرون، نرمی به روش بلین و دانه بندی لیزری است که تلفیق نتایج این آزمایش ها بهترین روش کنترل دانه بندی سیمان می باشد. در این مطالعه سعی شد تا شاخص های اصلی دانه بندی سیمان، حدود مطلوب و اثرات آن معرفی شوند. بنابراین طی یک عملیات آزمایشگاهی 204 نمونه سیمان پرتلند نوع 2 تهیه گردید و مشخصات فیزیکی آنها تعیین و دانه بندی لیزری انجام گرفت. سپس با ساخت مخلوط های بتنی با روانی ثابت (اسلامپ 5/0±8 سانتی متر)، عملکرد نمونه های سیمان با دانه بندی متنوع در مخلوطهای بتنی بررسی شد. از مهمترین نتایج حاصله در این مطالعه گسترده می توان به تاثیر واضح افزایش سهم ذرات 30-3 میکرون و ضریب یکنواختی سیمان بر مقاومت فشاری بتن و ملات و ارائه روابط اشاره نمود؛ بطوریکه مقاومت فشاری ملات استاندارد 28روزه بطور تخمینی برابر مجموع نصف میزان ذرات 30-3 میکرون سیمان و عدد ثابت 22 مگاپاسکال می باشد.
کلید واژگان: دانه بندی، PSD، سیمان، ملات، بتنInvestigating the Effect of Cement Grading on the Characteristics of Concrete and Ctandard MortarGrading is one of the most important characteristics of cement, which has a great impact on its performance in fresh and hardened concrete. The most common methods of cement grading monitoring are determination of residue through 200, 90 and 45 micron sieves, fineness test by Blaine method and Laser Grading. Combining the results of these tests is the best way to control cement grading. In this study, it was tried to introduce the main indices of cement grading and its effect and suitale ranges. Therefore, through a laboratory operation, 204 samples of type 2 Portland cement were prepared and their physical characteristics were determined and laser grading was done. Then, by making concrete mixtures with constant workability (slump 8±0.5 cm), the performance of cement samples with various grading in concrete mixtures was investigated. Among the most important results in this extensive study, the clear effect of increasing the amount of 3-30 micron particles and the uniformity coefficient of cement on the compressive strength of concrete and mortar and the presenting of the relationships can be mentioned.The compressive strength of 28-day standard mortar is approximately equal to half of the amount of 3-30 micron particles and constant value o 22 MPa.
Keywords: Grading, PSD, Cement, Mortar, Concrete -
This study explores the impact of low carbon Rice Husk Ash (RHA) on the rheological and mechanical properties of mortar. RHA, sourced from Nigeria, underwent chemical analysis to ascertain its pozzolanic activity index. Rheological tests conducted on the mortar included standard consistency, initial and final setting times, as well as fresh density of mortar. While mechanical properties such as compressive, tensile, and flexural strength were assessed. Ordinary Portland Cement (OPC) was partially substituted with RHA at varying intervals with 0% RHA serving as the control. Compressive strength was measured after 7, 14, and 28 days of water curing, while tensile and flexural strength were evaluated at the 28th day. The water-to-binder ratio was fixed at 4.85, and binder-to-fine aggregate ratios of 1:2.36 and 1:2.76 were employed. RHA was classified as Class N, indicating high pozzolanic capacity. Results revealed increased consistency, initial and final setting times and a decreased density with RHA addition. The peak compressive strength was observed at 10% RHA, reaching 8.759 and 10.252 MPa for mix ratios 1:2.75 and 1:2.36, respectively. Moreover, at 10% RHA, flexural and tensile strength for mix ratio 1:2.36 exceeded those of plain mortar by 22.5% and 9.6%, respectively. In conclusion, the study highlights the significant role of RHA as a pozzolanic material in enhancing cementitious reactions in mortar systems, though the influence of RHA particle size was not considered.Keywords: Pozzolans, Compressive Strength, Tensile Strength, Mortar, Flowability
-
هنگامی که بتن در ارتباط با فولاد قرار دارد، تنش های ناشی از جمع شدگی، تاثیر منفی در چسبندگی بین آنها دارد. جمع شدگی باعث تنش های کششی در بتن و تنش های برشی در سطح مشترک بین آنها می شود. همچنین برای ترمیم المان های بتنی گاهی در برداشتن بتن تا سطح آرماتورها اجبار وجود دارد و باید از ملات های تعمیری استفاده کرد، لذا بحث جمع شدگی ملات های تعمیری و چسبندگی آنها به فولاد، بسیار مهم است. مطابق استاندارد C E B-F I P، چسبندگی بین مصالح سیمانی و آرماتور ساده برابر $\t a u=0/3\s q r t{f_{c}}$ است. اما شرایطی برای در نظر گرفتن نوع عمل آوری ارایه نشده است. در پژوهش حاضر، برای این که هم از چسبندگی بین ملات های تعمیری با فولاد ارزیابی صورت گیرد و هم نتایج به دست آمده با آیین نامه ی استاندارد مقایسه شود، آزمون هایی روی ملات های تعمیری پرکاربرد در ایران انجام شده است. توسط آزمون پیچش، چسبندگی بین ملات و فولاد تحت عمل آوری های مختلف ارزیابی و نتیجه گیری شد که معادله ی اخیر در صورتی استفاده خواهد شد که نمونه تا لحظه ی آزمایش تحت عمل آوری باشد، در غیر این صورت افت زیادی در مقدار چسبندگی رخ می دهد، که حتی تا 50\٪ نیز می رسد.کلید واژگان: چسبندگی، آزمون پیچش، ملات، فولادIn most buildings, concrete and steel are used side by side, and according to the type of loads, various stresses are created at their interface. When the repair layer is in direct contact with the steel or reinforcement, the stresses caused by the shrinkage of the mortars as well as temperature changes have a negative effect on the adhesion between the repair mortar and the steel. According to the CEB-FIP MODEL CODE standard, the shear adhesion between mortar and simple reinforcement is equal to τ=0.3√(fc). But it has not provided conditions to consider the type of implementation. Considering that shrinkage causes shear stresses at the interface of mortar and steel, therefore, in this article, by using the in-situ twist-off test, the shear adhesion strength between mortar and plain steel has been evaluated under different processing conditions. The results of the twist-off test show that the above equation is used if the sample is under processing until the moment of the test, otherwise there will be a big drop in the amount of adhesion, which even reaches 50%. The results of the shear adhesion strength obtained from the twist-off test for the samples that were processed in water until the time of the test, at a young age are almost equal to the equation provided by the CEB-FIP Model Code standard. At older ages, the shear bond strength results from the twist-off test between mortar and steel are on average more than 10% higher than the equation provided by the CEB-FIP Model Code standard. For the samples that were processed for a week and then left in the open space, it is observed that there is a big difference between the shear adhesion strength obtained from the twist-off test and the equation provided by the CEB-FIP Model Code standard. For practical cases where processing is usually done for about seven days, it is suggested that the shear adhesion strength between steel and mortar is measured for samples that have been subjected to wet processing for at least one week and prepared and stored under appropriate conditions. According to the equation, τ=0.15√(fc) should be considered. The amount of 90-day shrinkage for mortar treated in water and left in open space is 0.1083 and 0.2679%, respectively. The amount of shrinkage for mortar processed in water is 59% less than the shrinkage of mortar left in the open space.Keywords: Adhesion, Twist-off test, Mortar, Steel
-
ملات ها مصالح ساختمانی مصنوعی و ناهمگنی هستند که مواد اولیه ی فرایندهای ساخت و شرایط کاربرد آنها به طور مداوم در طول تاریخ تکامل یافته است و از یک یا چند چسب معدنی تشکیل می شوند، وظیفه ی اصلی آنها اتصال دانه های سست با استفاده از دگرگونی های شیمیایی مختلف در جرم آنهاست، که به سنگدانه ها برای ایجاد ثبات حجمی روی توده ی ملات و همچنین آب برای مخلوط کردن اجزاء ملات به یک خمیر چسبناک نیاز دارند. مصالح باید به دقت اندازه گیری و مخلوط شوند تا تعادل مطلوبی برای برآورد خصوصیات اساسی ملات به دست آورند. بنابراین، در پژوهش حاضر، 11 طرح اختلاط برای تهیه ی ملات، که به نوعی بتن پودری واکنش پذیر است، با نسبت های ماسه به سیمان 5/4، 75/4، 5، 25/5، 5/5، 75/5، 6، 25/6، 5/6، 75/6 و 7 ساخته شده اند. سپس اثر افزایش نسبت ماسه به سیمان و تاثیر افزودن 1\٪ رزین پلیمری به 11 نسبت مختلف ماسه به سیمان بررسی شده است.کلید واژگان: ملات، رفتار مکانیکی، رزین پلیمری، نسبت ماسه به سیمانMortars are heterogeneous construction materials whose raw materials, manufacturing processes and application conditions have continuously evolved throughout time . Mortars are artificial construction materials that consist of; one or more mineral adhesives whose main function is to connect loose grains using different chemical changes in their mass, aggregates that are used to create volume stability on the mortar mass and water that is used to mix the mortar components into a sticky dough. Materials must be carefully measured and mixed to give the desired balance to bring out its essential properties. Therefore, in this research, 11 mixing plans for mortar, which is a kind of reactive powder concrete, with sand to cement ratios of 4.5, 4.75, 5, 5.25, 5.5, 5.75, 6, 25 6.5, 6.5, 6.75, and 7 were made and the effect of increasing the ratio of sand to cement was evaluated, and by analyzing the results of compressive strength, it was observed that the highest compressive strength was at the age of 1, 7, 14, and 28 days of the sample with a sand-cement ratio of 4.75 and at the ages of 42, 56 and 90 days, it corresponds to the sample with a sand-to-cement ratio of 4.5 and by analyzing the flexural strength results, it was also observed that the highest flexural strength is related to the sample with a sand-to-cement ratio of 4.5. Then the effect of adding 1% of polymer resin to 11 sand-cement ratio was investigated. From the analysis of the results, it was found that adding 1% of polymer resin at the age of 1 day causes a decrease in compressive strength compared to samples without polymer resin. But with increasing age of samples in high sand-cement ratios, an increase in compressive strength is observed. The highest compressive strength at ages 7, 14, 28, 42, 56 and 90 is for the sand-cement ratio of 4.75 and the highest flexural strength was observed at the sand-cement ratio of 4.5.Keywords: Mortar, Mechanical behavior, Polymer resin, Sand to cement ratio
-
منحنی های جامع مدول دینامیکی و زاویه اختلاف فاز جهت بیان خواص ویسکوالاستیک مخلوط های آسفالتی و ملات استفاده می شود. این منحنی های جامع از طریق انتقال افقی نمودارهای مدول دینامیکی و زاویه اختلاف فاز در دماها و فرکانس های مختلف به کمک ضرایب انتقال مناسب ایجاد می شوند. در این پژوهش، تولید منحنی های جامع مدول دینامیکی و زاویه اختلاف فاز در دو مقیاس ملات و مخلوط آسفالتی با استفاده از کمترین تعداد آزمایش (کمترین تعداد دما و فرکانس بارگذاری) مورد بررسی قرار گرفته است. برای این منظور آزمایش مدول دینامیکی در شش فرکانس و دما در مقیاس های ملات و مخلوط انجام و روش Laboratoire Central des Ponts et Chaussees به منظور محاسبه ضرایب انتقال مناسب جهت تولید منحنی های جامع استفاده شد. به منظور پیش بینی خواص ویسکوالاستیک مقیاس های مذکور از برازش مدل اصلاح شده Christensen-Anderson-Marasteanu بر منحنی های جامع استفاده شد. نتایج نشان داد با کاهش تعداد فرکانس های آزمایش به دو فرکانس در تعداد دمای ثابت، مدل برازش شده مقادیری با دقت مشابه با مدل اصلی ارایه می دهد. از طرفی با کاهش تعداد دماها به سه دما در تعداد فرکانس های مختلف (سه تا شش فرکانس)، مدل جدید برازش شده، مقادیر و الگوهای مشابه با مدل ساخته شده با تمامی داده های دمایی و فرکانسی ارایه می دهد. بنابراین با کاهش تعداد دماها و فرکانس های آزمایش، می توان بدون هدررفت زمان، هزینه و اطلاعات مفید آزمایش مدول دینامیکی، منحنی جامع با دقت بیش از 92% نسبت به مدل اصلی، جهت پیش بینی خصوصیات ویسکوالاستیک مخلوط و ملات آسفالتی بدست آورد.کلید واژگان: مخلوط آسفالتی، ملات آسفالتی، منحنی جامع، فرکانس، دماAsphalt mortar and asphalt mixture are viscoelastic materials due to the presence of bitumen in their structures. The master curves of dynamic modulus and phase angle developed through the horizontal shifting of the results using the appropriate shift factors are commonly used to describe the viscoelastic properties of asphalt mortar and asphalt mixture. In this study, constructing master curves of dynamic modulus and phase angle of asphalt mortar and asphalt mixture using the least number of test temperatures and frequencies was investigated. The dynamic modulus test was performed on asphalt concrete and asphalt mortar samples at six temperatures and frequencies. Then, the Laboratoire Central des Ponts et Chaussees method was used to determine the shift factors for constructing master curves. Also, the modified Christensen-Anderson-Marasteanu model was fitted on the master curves to predict their viscoelastic properties at an arbitrary temperature and frequency. In addition, the master curves and the fitted models which are created by using test results at two frequencies and six temperatures, six frequencies and three temperatures, or three frequencies and three temperatures, could provide the same predicted values and patterns as the original fitted model with more than 92% accuracy. So, as a result, it is possible to develop the master curves of the viscoelastic properties of asphalt mixture and asphalt mortar with a lower number of test results that have similar accuracy to the original master curves and reduce the time and cost of experiments up to 50%.Keywords: asphalt concrete, Mortar, Master Curve, Frequency, Temperature
-
Shrinkage and improper compaction of the repair layer are among the main reasons for the adhesion drop. Shrinkage results in cracking and improper compaction causes fine pores in the interface. Due to the fact that shrinkage and non-compacting are the main reasons for reducing strength and adhesion, therefore, in this paper, research has been done in this regard. The present study aimed to investigate the effect of polypropylene fibers on the shrinkage of mortars and bond of mortar/concrete interface. Moreover, the impact of diverse pre-stresses on the adhesion between mortar and concrete was evaluated by imposing pre-stresses on fiber-reinforced mortars. Adhesion was assessed by the “twist-off” and “pull-off” tests. Furthermore, the effect of fibers and pre-stress on the adhesion examined using SEM images and X-ray diffraction. It is necessary to assess the compressive strength of concrete and mortar in the field. Therefore, the aforementioned semi-destructive methods were employed to investigate the in-situ compressive strength of mortars at different ages. For this purpose, the correlation coefficient between the in-situ and laboratory methods was defined and the scaling curves were plotted to convert the in-situ test results into compressive strengths of the mortars. The obtained findings indicated the positive effect of pre-stress on adhesion. In addition to their mechanical effect, the indirect effect of fibers on the chemical properties of the mortars reduces shrinkage and augments adhesion. Moreover, given the great relationship among the conclusion of “pull-off” and “twist-off” methods, the cost-efficient and available twist-off apparatus can be used for adhesion measurement instead of the costly and import pull-off apparatus. Adding 0.3% of polypropylene fibers to the mortars enhanced the bond strength by 76.8% and 41.7%, respectively and reduced the shrinkage of the mortars by 11%. An initial stress of 0.5 kg/cm2 increased the shear and tensile bond strength at the age of 90 days by 12.8% and 13.3%, respectively.Keywords: Pre-stress, Adhesion, Twist-off, Pull-off, Fiber, Mortar
-
یکی از سیمان های ویژه که در شرایط آسیب رسان محیطی عملکرد بسیار بهتری نسبت به سیمان پرتلند دارد، سیمان آلومینات کلسیم است با این وجود سیمان آلومینات کلسیم به علت کاهش دراز مدت مقاومت و از دست دادن پایایی که در اثر وقوع پدیده ی تبدیل روی می دهد، چندان مورد استقبال مهندسین قرار نگرفته است. این پژوهش در نظر دارد با به کارگیری پودر پومیس به عنوان جایگزین بخشی از سیمان مصرفی، مشخصه های دوام ملات آلومینات کلسیم را بهبود ببخشد. در تحقیق پیش رو با یک برنامه آزمایشگاهی 5 طرح مخلوط علاوه بر مخلوط شاهد به ترتیب حاوی 5 ،15، 25، 40 و 60 درصد پومیس به عنوان جایگزین سیمان، ساخته شد و از نظر مولفه های دوام مورد بررسی قرار گرفت. نتایج نشان داد که نمونه ی شاهد در سن 1 روز به مقاومت 33 و در سن 28 روز به 44 مگاپاسکال رسید ولی به علت پدیده ی تبدیل، در سن 90روز، مقاومت فشاری 45 درصد کاهش یافت. از طرف دیگر اما در اکثر نمونه های حاوی پومیس نتایج متفاوتی دیده شد. پومیس با کنترل فرایند تبدیل، تاثیر قابل توجهی بر مقاومت و مهمتر از آن بهبود مولفه های دوام سایر نمونه ها داشت به طور مثال در بهترین طرح مخلوط(P40)، مقاومت فشاری 47 درصد، ضریب مهاجرت یون کلراید 78 درصد و مقاومت الکتریکی حدود 400 درصد نسبت به نمونه کنترل در سن 90 روز بهبود مشاهده شد. در تحقیقات قبلی تاکنون جایگزینی پومیس با سیمان آلومینات کلسیم مورد توجه قرار نگرفته است لذا بررسی اثر پومیس بر پایایی سیمان آلومینات کلسیم می تواند نوآوری این پژوهش به حساب آید.
کلید واژگان: پومیس، سیمان آلومینات کلسیم، پایایی، پدیده تبدیل، مواد جایگزین سیمان، ملاتCalcium aluminate cement is one of the special cements that performs much better than Portland cement in severe environmental conditions. Engineers, on the other hand, have been critical of this unique cement due to the loss of long-term strength and durability caused by the conversion phenomena. The goal of this study is to improve the durability of calcium aluminate mortar by replacing the cement with pumice powder. In this study, pumice was used as cement substitutes in proportions of 0, 5,15,25, 40, and 60%, and a total of 6 mortar mixes were developed and it was examined in terms of durability properties. The results showed that the plain mixture reached a compressive strength of 33 MPa at the age of 1 day, and 44MPa at the age of 28 days but at 90 days, due to the conversion phenomenon, its strength had decreased by 45%. Pumice had a considerable effect on the strength and, more significantly, the durability properties of mixtures by influencing the conversion phenomena. At the age of 90days, Compressive strength, chloride ion migration coefficient, and electrical resistance, for example, have improved 47%, 78%, and 400% in the ideal mixture (P40) compared to the plain mix. According to the review of the literature, the effect of replacing pumice with CAC cement has not been considered significantly and the effect of pumice on the durability of this type of cement has not been investigated, which can be considered an innovation of this study.
Keywords: Pumice, Calcium aluminate cement, Durability, Conversion, Supplementary Cementitious Material, Mortar -
Grading is one of the most important characteristics of cement, which has a great impact on its performance in concrete. The most common methods of monitoring are determination of residues on sieves, Blaine and LD. In this study, introduce the main parameters of cement grading, optimal limits and its effects. Also 204 samples of Portland cement were prepared to determine their physical and mechanical properties and performance of Laboratory concrete mixtures. One of the most important results is the clear effect of increasing the share of 3 - 30 µ particles and cement uniformity coefficient on the compressive strength of concrete and mortar and providing relationships. The results of LD- PSD experiments were well correlated with the experiments remaining on the sieve by alpine method. With increasing uniformity or the amount of particles of 3 - 30 microns, the setting time of cement paste increases (becomes longer); which is not always desirable
Keywords: grading, PSD, cement, Mortar, Concrete -
با توجه به آسیب های وارده به سازه های بتنی که ممکن است به دلیل عوامل مختلفی پدید آید، موادی برای تعمیر و تقویت این سازه ها مورد نیاز است. معمولا برای ترمیم و تعمیر سازه های بتنی از ملات های پایه سیمانی استفاده می گردد. جمع شدگی و تراکم نامناسب ملات های تعمیری می تواند باعث کاهش مقاومت چسبندگی بین ملات و بستر بتنی گردد. فصل مشترک ملات و بستر دارای اهمیت فراوانی می باشد، زیرا عدم تراکم مناسب باعث ایجاد حفرات ریز بین سطح مشترک شده و یکی از عوامل اصلی در کاهش مقاومت چسبندگی می باشد. لذا در این تحقیق با اعمال پیش فشارهای متفاوت روی ملات تعمیری، تاثیر آن بر مقاومت چسبندگی برشی و کششی بین ملات تعمیری و بستر بتنی با استفاده از آزمون های "انتقال اصطکاک" و "کشیدن از سطح" مورد بررسی قرار گرفته است. برای ساخت ملات های تعمیری از نسبت سیمان به ماسه برابر 1 به 3 و نسبت آب به سیمان نیز برابر 5/0 استفاده شده است. همچنین تاثیر عمل آوری بر کاهش جمع شدگی ملات ها ارایه گردیده است. در ادامه نیز برای ارزیابی مقاومت فشاری درجای ملات های سیمانی از آزمون های نیمه مخرب "انتقال اصطکاک" و "کشیدن از سطح" استفاده شده و با اندازه گیری ضریب همبستگی و رسم نمودارهای کالیبراسیون، معادلات تبدیل قرایت های حاصل از آزمون های نیمه مخرب به مقاومت فشاری ملات ها ارایه شده است. در انتها نیز با استفاده از نرم افزار اجزا محدود ABAQUS ترک ها و تنش های بوجود آمده در نمونه ها ارایه شدند. نتایج حاصله بیانگر این می باشد که اعمال فشار 5/0 کیلوگرم بر سانتی مربع باعث افزایش مقاومت چسبندگی برشی و کششی بین لایه تعمیری و بتنی در سن 90 روز به ترتیب برابر 1/30 و 4/31 درصد گردیده است. با استفاده از معادلات y=10x-0.805 و y=17.32x+1.83 به ترتیب می توان با جایگذاری نتایج حاصل از آزمون های "انتقال اصطکاک" و "کشیدن از سطح" در معادله به جای عبارت x، مقاومت فشاری ملات تعمیری را تعیین نمود.
کلید واژگان: انتقال اصطکاک، پیش فشار، چسبندگی، ملاتGiven the damages to concrete structures caused by different factors, some materials should be used to repair and strengthen them. In general, cement-based mortars are used to repair concrete structures. The shrinkage and inappropriate compaction of repair mortars can reduce the bond strength between mortar and concrete substrate. the shrinkage is an important problem that has an adverse effect on the adhesion between repair mortar and concrete substrate. The shrinkage can create tensile stress inside mortars, leading to cracking due to their low tensile strength. The mortar-substrate interface is of great importance since the improper compaction can create fine pores and lower the bond strength.The suitable compaction of repair mortar while applying it on the concrete substrate is an effective factor in increasing the adhesion between the mortar and concrete. The mortar-substrate interface is of great importance since the improper compaction can create fine pores and lower the bond strength. Therefore, in this study, different prestresses were imposed on repair mortar to evaluate their effects on the shear and tensile bond strength between repair mortar and concrete substrate using friction-transfer and pull-off tests. The role of curing in reducing the shrinkage of mortars was also evaluated. The semi-destructive friction-transfer and pull-off tests were then used to assess the in-situ compressive strength of cement-based mortars. By calculating the correlation coefficient and plotting the calibration curves, relationships were provided to convert the measurements obtained from the semi-destructive tests to the compressive strength of the mortars. Eventually, the cracks and stresses that appeared in the specimens were presented using finite element ABAQUS software. The obtained results indicated the effect of prestress on increasing the shear and tensile bond strength between the concrete substrate and repair layers. Moreover, a high correlation coefficient was found between the measurements of the in-situ and laboratory tests. A good agreement was also observed between the finite element modeling and the experimental results. In some researches, friction transfer and pull-off tests have been used to compare the compressive strength of fiber-reinforced mortars and polymer-modified mortars with the results of the above tests, which has resulted in a very high correlation coefficient between the results.Imposing a prestress of 0.5 kg/cm2 resulted in an increase of 30.1% and 31.4%, respectively, in the shear and tensile bond strength between the repair mortar and the concrete substrate at the age of 90 days. Imposing a prestress of 0.1 kg/cm2 resulted in an increase by 7.5% and 5.8%, respectively, in the shear and tensile bond strength between the repair mortar and the concrete substrate at the age of 90 days. Keeping the specimen in the free space resulted in 64% more shrinkage compared to the one cured in water. The friction-transfer and pull-off test results had a correlation coefficient of more than 0.98 with the repair mortar's compressive strength. Therefore, these tests can be used to evaluate the in-situ compressive strength of mortars. The compressive strength of repair mortar can be calculated by substituting x for the friction-transfer and pull-off test results, respectively, in the equations y=10x-0.805 and y=17.32x+1.83.
Keywords: Friction Transfer, Prestress, Bond, Mortar -
The main objective of this paper is to assess the feasibility of the application of activated charcoal (AC) that could be used as a component of mortar material for thermal insulation. To achieve the objective, several specimens were prepared by varying the content of AC in the mortar, and then the physical and mechanical properties of those specimens were tested. The result indicates a significant decrease in the compressive strength (13.33 MPa to 7.07 MPa at 28 days) with an increase in AC content [cement: AC - 1:2 (v/v) to 1:2.5 (v/v)] in the mortar. However, beyond a certain point [1:2.5 (v/v) to 1:4 (v/v)] the decrease in compressive strength is comparatively smaller (7.07 MPa to 4.71 MPa in 28 days). The thermal conductivity of cement-AC mortar is reduced by 54 - 71% compared to that of a mortar containing cement–sand. Overall, the study indicates that the incorporation of AC in the mortar has resulted in a significant reduction in thermal conductivity, with an acceptable range of compressive strength. The compressive strength of the mortar is within the permissible limit for a load-bearing structure having a cement to AC ratio up to 1:2.5. The composition having cement to AC ratio within 1:4 could be used as mortar for non-load bearing structure.
Keywords: Activated charcoal, Building material, Compressive strength, Thermal conductivity, Mortar -
با توجه به آسیب های وارده به سازه های بتنی، لزوم استفاده از لایه های تعمیری مناسب امری ضروری می باشد. در ساختمان های بتن آرمه، بتن و فولاد در ارتباط با یکدیگر بوده و در اکثر موارد نیز لایه های تعمیری در ارتباط مستقیم با فولاد اعمال می گردد. لذا در این تحقیق با بکارگیری آزمون های "انتقال اصطکاک" و "کشیدن از سطح" اقدام به اندازه گیری مقاومت چسبندگی برشی و کششی بین ملات های اصلاح شده با پلیمر و فولاد شده است. همچنین تاثیر پلیمر بر جمع شدگی ملات ها و تاثیر آن بر مقاومت چسبندگی مورد بررسی قرار گرفته است. تاثیر پلیمر بر ملات ها با استفاده از عکسبرداری با میکروسکوپ الکترونی روبشی و نرم افزارهای Image J و Origin مورد مطالعه قرار گرفت. در ادامه نیز برای ارزیابی مشخصات مکانیکی ملات ها، با استفاده از آزمون های فوق، مقاومت فشاری و خمشی درجای ملات ها تعیین و ضمن مقایسه با آزمون های استاندارد آزمایشگاهی، نمودارهای کالیبراسیون رسم گردیدند. سپس معادلات تبدیل نتایج آزمون های درجا به مقاومت فشاری و خمشی ملات های اصلاح شده با پلیمر ارایه گردیدند. در انتها نیز با استفاده از نرم افزار ABAQUS ترک ها و تنش های بوجود آمده در ملات ها ارایه شدند. لایه تعمیری اعمال شده روی بستر فولادی حاوی نسبت ماسه به سیمان برابر 3 و نسبت آب به سیمان برابر 5/0 می باشد. برای ارزیابی مشخصات مکانیکی ملات های تعمیری، پلیمر استایرن بوتادین رابر با نسبت های 10، 15 و 20 درصد وزن سیمان به ملات اضافه گردید. نتایج حاصله بیانگر تاثیر پلیمر بر کاهش جمع شدگی ملات ها و افزایش مقاومت چسبندگی برشی و کششی بین فولاد و ملات می باشد بگونه ای که افزودن پلیمر به میزان 10، 15 و 20 درصد باعث کاهش جمع شدگی ملات ها به ترتیب به مقدار 3/35، 2/41 و 4/45 درصد در سن 90 روز شده است. مقاومت چسبندگی برشی و کششی 90 روزه بین ملات و فولاد نیز با افزودن پلیمر، به ترتیب به مقدار 1/303 و 2/291 درصد افزایش داشته است. همچنین ضریب همبستگی بالایی بین قرایت های بدست آمده از آزمون های درجا با آزمون های آزمایشگاهی مشاهده شد به گونه ای که می توان با بکارگیری آزمون های "انتقال اصطکاک" و "کشیدن از سطح" به ترتیب با استفاده ازمعادلات y=0.113x و y=0.063x مقاومت فشاری ملات های اصلاح شده با پلیمر را تعیین نمود. در ضمن همخوانی بالایی بین نتایج عددی و نتایج آزمایشگاهی بدست آمد.
کلید واژگان: استایرن بوتادین رابر، ملات، فولاد، ABAQUS، انتقال اصطکاک، کشیدن از سطحToday, the use of different kinds of polymer, as the modifier of some repair mortars properties, is growing. Given the damages to concrete structures, it is necessary to use appropriate repair layers. In concrete structures, concrete and steel are connected, and in most cases, repair layers are applied in direct connections with steel. Therefore, in this research, the shear and tensile bond strength between steel and styrene-butadiene rubber polymer modified mortars was measured using semi-destructive friction-transfer and pull-off tests. In the "pull-off" test, to determine the bond between the mortar and the steel, a core with a 50mm diameter and is first mounted on the test surface using a diamond drill bit and a metal cylinder with a diameter of 50 mm and a thickness of 20 mm is attached to the partial core. Then, the tensile force is applied to the cylinder by means of a "pull-off" device to make the partial core fail. To measure adhesion with friction transfer method, first a small core was created from the mortar surface to the steel substrate surface using the coring machine. Thereafter, the friction transfer metal device was fixed onto the core and the torsional moment was applied using a typical torque wrench in order to cause failure in the core. Moreover, the effect of polymer on the shrinkage of mortar was evaluated. Shrinkage is one of the important problems that negatively affects the adhesion of repair mortar and steel. Due to the fact that hydrated cement paste has capillary pores that contain some water, shrinkage occurs after this moisture leaves the pores. The effect of polymer on mortars was investigated by taking images with a scanning electron microscope and using the “Image-J” and “Origin” software programs. Afterward, in order to evaluate the mechanical properties of mortars, the in-situ compressive and flexural strengths of the mortars were determined, and the calibration curves were plotted by comparing them with standard laboratory tests. Then, relationships were proposed to convert the results of in-situ tests to the compressive and flexural strength of the polymer modified mortars. Eventually, the cracks and stresses that appeared in the mortars were provided using ABAQUS software. The obtained results indicated the effect of polymer in reducing the shrinkage of mortars and increasing the shear and tensile bond strength between steel and mortar, along with a high correlation coefficient between the measurements in the in-situ and laboratory tests. Comparing the modified mortars with polymer and ordinary mortar, it is observed that at the age of 90 days, adding 10, 15 and 20% of SBR reduced the amount of shrinkage to 35.3%, 4.2% and 45.4%, respectively. Addition of styrene butadiene rubber to the repair mortar increased the shear bond strength obtained from the "friction transfer" test between the mortar and steel at the ages of 7, 42 and 90 days by 44.4, 178.2 and 303.1%, respectively. Adding SBR to the repair mortar increased the tensile strength of the "pull-off" test between the mortar and the steel at the ages of 7, 42 and 90 days by 58.7, 183.4 and 291.2%, respectively. A good agreement was also observed between the numerical and experimental results.
Keywords: SBR, Mortar, Steel, ABAQUS, Friction transfer, Pull-off -
در صنعت تعمیر بتن، چسبندگی بین لایه تعمیری و بستر بتنی، نقش تعیین کننده ای در عملکرد مرکب موفق لایه های تعمیری دارد. با توجه به پدیده جمع شدگی و تاثیر آن بر افت چسبندگی، در این مقاله تاثیر الیاف پلی پروپیلن بر چسبندگی ملات و بتن مورد بررسی قرار گرفت. برای انجام آزمایشات از آزمون نوین "پیچش" استفاده شد. در تمامی آزمایشات، نتایج حاصل از آزمون "پیچش" با نتایج آزمون استاندارد "کشیدن از سطح" مورد مقایسه قرار گرفت. برای تجزیه و تحلیل بیشتر نتایج بدست آمده، از آزمون های XRD (الگوی پراش اشعه ایکس) و SEM (میکروسکوپ الکترونی روبشی) استفاده شد. همچنین تاثیر الیاف بر جمع شدگی و مشخصات مکانیکی ملات های تعمیری و رابطه آن بر چسبندگی بین ملات و بتن بررسی گردید. در این خصوص از آزمون های درجای "پیچش" و "کشیدن از سطح" به صورت آزمایشگاهی استفاده شد. با بررسی ضریب همبستگی بین نتایج آزمون های درجا با آزمون های آزمایشگاهی، نمودارهای کالیبراسیون جهت تبدیل قرایت های بدست آمده از آزمون های "پیچش" و "کشیدن از سطح" به مقاومت فشاری ملات ها ارایه شد. نتایج حاصله بیانگر این بود که برای نمونه الیافی، مقدار بیشینه Ca (OH)2 یا هیدروکسیدکلسیم دچار کاهش شد که منتج به تولید بیشتر سیلیکات کلسیم هیدراته یا ژل C-S-H می شود که نتیجه آن بهبود خواص نهایی ملات و افزایش چسبندگی بود. همچنین به طور میانگین مقاومت چسبندگی برشی و کششی 90 روزه حاصل از آزمون های "پیچش" و "کشیدن از سطح" با افزودن الیاف به ترتیب به مقدار 5/49 و 1/43 درصد افزایش داشته است.
کلید واژگان: پیچش، کشیدن از سطح، چسبندگی، ملات، بتنIn the concrete repair industry, the adhesion between the repair layer and the concrete plays a decisive role in the successful composite performance of the repair layers. Due to the shrinkage and its effect on adhesion loss, in this paper the effect of polypropylene fibers on the adhesion between mortar/concrete has been investigated. A new "twist-off" test has been used to perform the experiments. In all experiments, the results of the "twist-off" test were compared with the results of the "pull-off" test. X-ray diffraction pattern and scanning electron microscopy tests were used to further analyze the results. Also, the effect of fibers on shrinkage and mechanical properties of mortars and its relationship on adhesion between mortar and concrete were investigated. In this regard, the tests of "twist-off" and "pull-off" were used in the laboratory and compared with the outputs of computer modeling. Also, by examining the correlation coefficient between the results of in-situ tests and laboratory tests, calibration diagrams were presented to convert the readings obtained from the "twist-off" and "pull-off" tests into the compressive strength of mortars. The results indicate that for the fibrous sample, the peak intensity of Ca (OH)2 or calcium hydroxide is reduced, resulting in the production of more hydrated calcium silicate or C-S-H gel, which results in improved final properties of the mortar and increased adhesion. Also, on average, the shear and tensile bond strength of 90 days obtained from "twist-off" and "pull-off" tests with the addition of fibers increased by 49.5% and 43.1%, respectively.
Keywords: Twist-off&rdquo, &ldquo, Pull-off&rdquo, Adhesion, Mortar, Concrete -
International Journal of Advanced Structural Engineering, Volume:12 Issue: 1, Spring 2022, PP 571 -589The paper aimed to quantify the compressive strength of cementitious materials using in-situ “pull-off” and “twist-off” tests. Apart from determining the correlation coefficient, calibration plots and equations are presented to convert the results of in-situ tests to mortar compressive strength. The crack distribution was calculated in the tests using the nonlinear ABAQUS software. Additionally, the methods mentioned above were used to investigate the effect of pre-compression on mortar/concrete shear and tensile adhesion strength. Thus, the effect of pre-compression on the tensile and shear adhesion strength of mortar/substrate concrete was investigated using the scanning electron microscopy (SEM) method and physical adsorption theory. The results indicated that pre-compression positively affected adhesion and could be measured using the simple twist-off machine instead of the other machine. By applying 0.1 kg/cm2 of pre-compress, the tensile and shear adhesion between the mortar and concrete layers increased by 5.8% and 8.8%, respectively, after 90 days. Additionally, a linear relationship between the results of “twist-off” and “pull-off” tests and those obtained from experimental tests was observed.Keywords: Mortar, Pre-compress, Adhesion, Twist off, Pull off
-
از آنجایی که سازه های غیرمسلح بیشترین پتانسیل خرابی در برابر زلزله را دارا می باشند و دارای مکانیسم های متعدد شکست هستند با توجه به وجود عدم قطعیت های فراوان در پارامترهای موجود در این نوع سازه ها، باید مطالعه آسیب پذیری آن ها با آگاهی مناسبی از این پارامترها و در نظر گرفتن بیشترین مدهای محتمل برای شکست آن در نظر گرفته شود. همچنین اغلب سازه هایی که دارای اهمیت تاریخی می باشند، با استفاده از مصالح بنایی و آجری ساخته شده اند. این نوع سازه ها معمولا در برابر زلزله دارای ضعف های عمده ای می باشند. شناخت این ضعف ها مقدمه ای بر انتخاب روشی مناسب برای مقاوم سازی آن ها می باشد. در دهه های گذشته، محققین از روش های مختلفی برای تقویت رفتار لرزه ای دیوارهای آجری استفاده کرده اند. روش های متداول برای این کار عبارت است از روکش کاری و تقویت با گچ و بتن پاشیده که استفاده از بتن پاشیده متداول ترین روش است. در این تحقیق، از روش میکرو برای مدل سازی اجزای محدودی در نرم افزار ABAQUS استفاده شده است. در مدل سازی، از سه روش مقاوم سازی استفاده می شود که شامل مقاوم سازی با ورق فولادی، ورق FRP و ملات است. نتایج این تحقیق نشان داد چیدمان راسته نوارهای FRP نسبت به سایر روش ها، تاثیر بیشتری در بهبود انعطاف پذیری و چیدمان قطری نوارهای مذکور تاثیر ملموسی در افزایش مقاومت نهایی دیوارهای بنایی داشته اند.کلید واژگان: دیوار آجری، مدل سازی اجزای محدودی، مقاوم سازی، ورق فولادی، ملات، ورق FRP، نرم افزار ABAQUSSince unreinforced structures have the highest potential for earthquake damage and have multiple failure mechanisms, due to the lack of many uncertainties in the parameters of this type of structures, their vulnerability should be studied with proper knowledge of this and considering the parameters and the most probable modes for its failure. Also, most of the structures that are of historical importance are made of building materials and bricks. These types of structures usually have major weaknesses against earthquakes. Recognition of these weaknesses is a prelude to choosing the appropriate method to strengthen them. In recent decades, researchers have used various methods to enhance the seismic behavior of brick walls. Common methods for this work are coating and reinforcement with plaster and sprayed concrete, which is the most common method of using sprayed concrete. In this study, the micro method is used for finite element modeling in ABAQUS software. In modeling, three methods of reinforcement are used, which include reinforcement with steel sheet, FRP sheet and mortar. The results of this study showed that the sequential arrangement of FRP strips, compared to other methods, had a greater effect on improving the flexibility and the diagonal arrangement of the mentioned strips had a tangible effect on increasing the final strength of masonry walls.Keywords: Brick Wall, finite element modeling, Reinforcement, Steel Sheet, Mortar, FRP sheet, ABAQUS software
-
در این مطالعه، یک برنامه آزمایشگاهی به منظور بررسی تاثیر گرافن اکساید (GO) بر روی رفتار مکانیکی ماتریس های سیمانی و همچنین نفوذپذیری بتن تدوین شده است. نانو ذرات گرافن به دلیل مساحت سطح بالا و دانسیته پایین در کمترین مقدار می توانند تاثیر چشمگیری در خواص بتن داشته باشند. این نانو صفحات ساختار صفحه ای دارند که هیدروفوب است و آب به دلیل تمایل نداشتن به سطح گرافن در آن جاری نمی شود. با عاملدار کردن این نانوذره می توان خواص آبگریزی را به خواص آبدوستی تبدیل کرد. در این پژوهش نمونه های ملات سیمان 28 روزه با درصدهای متفاوت گرافن اکساید (از 0 % تا 2/0 % وزنی سیمان (bwoc)) تحت آزمایش های کشش، فشار و خمش، نمونه های خمیره سیمان 28 روزه با درصد های گرافن اکساید bwoc (05/0-0) % تحت آزمایش های کشش و فشار، نمونه های بتن 28 و 90روزه با درصد های گرافن اکساید bwoc (2/0-0) % تحت آزمایش فشار و نمونه های 28 روزه بتن با درصد های گرافن اکساید bwoc (2/0-0) % تحت آزمایش نفوذپذیری با استفاده از دستگاه "محفظه استوانه ای" قرار گرفتند. مطالعات نشان می دهد که گرافن اکساید باعث بهبود رفتار کششی، خمشی و فشاری ملات سیمان می شود به طوری که افزایش در مقاومت های خمشی و کششی بیش تر از مقاومت فشاری است. در نمونه های ملات مسلح با bwoc05/0 % گرافن اکساید افزایش در مقاومت کششی 70 % و در مقاومت خمشی 22 % مشاهده شد. نمونه های خمیره سیمان با bwoc03/0 % گرافن اکساید هم افزایش 43 % در مقاومت فشاری و 52 % در مقاومت کششی را نشان دادند. همچنین اندازه گیری مقاومت فشاری بتن نشان داد با افزودن bwoc 1/0 % گرافن اکساید به بتن، مقاومت فشاری 28روزه تا 25 % و 90روزه تا 50 % افزایش می یابد. نتایج آزمایش نفوذپذیری نشان می دهد که افزودن گرافن اکساید به بتن می تواند به طور موثری از نفوذ بیشتر آب به داخل بتن جلوگیری کرده و باعث بهبود دوام بتن شود.
کلید واژگان: گرافن اکساید، بتن، نانوذرات، مقاومت فشاری، نفوذپذیری، محفظه استوانه ایRecent investigations show that graphene oxide nanoparticles (GO) are promising nano-sized additives to enhance the mechanical property of cementitious materials. GO are the product of chemical exfoliation of graphite and contain a range of reactive oxygen functional groups that enable it as a suitable candidate for reaction in cementitious materials through physical functionalization. In this paper, the experimental program is performed to study the mechanical and water transport properties of GO-reinforced cement composites. Experimental results show, adding GO improved the tensile, flexural, and compressive strengths of mortar with the increase in flexural and tensile strength more than that of compressive strength. Especially, the tensile and flexural strength, when the content of GO was 0.05% bwoc, the cement mortar exhibited remarkable increase by 70% and 22% respectively, comparing with those without GO. Particularly, the compressive strength of concrete incorporating 0.1% by weight of cement GO increased by 25% and 50% than those of concrete without GO after curing for 28 days and 90 days respectively. The strengths enhancement can be attributed to the promotion of hydration and the finer pore structure of cement paste incorporating GO. There are thresholds for all mechanical strengths of cement mortar incorporating GO where the GO content exceeds the threshold, the decrease in strength is observed which can be attributed to the deformation of the hydration crystals by the change in the dosage of GO in the matrix. Penetration test results indicate that the incorporation of a very low fraction of GONPs can effectively hinder the ingress of water molecules. It can be concluded that adding GONPs improve the transport properties of concrete which subsequently improves its durability.
Keywords: graphene oxide, nano particles, Mechanical properties, Concrete, Mortar, penetration -
طراحی و تحلیل سازه های بتنی عمدتا با فرض اینکه بتن را می توان به عنوان یک ماده ی همگن درنظر گرفت انجام می شود. این درحالی است که بتن یک کامپوزیت ناهمگن، متشکل از سنگدانه ها، خمیر سیمان و حفرات هوا است. در بررسی رفتار مکانیکی بتن و تحلیل ترک، فرض همگن بودن ماده منجر به نتایج غیر واقعی می شود لذا با توجه به توان کامپیوترهای امروزی و اهمیت دقت نتایج، در این تحقیق از مدل میان مقیاس استفاده می شود. جهت مدلسازی رفتار غیرخطی بتن در نرم افزارهای اجزا محدود از مدل های مختلفی نظیر شکست ترد ، ترک پخشی و پلاستیک آسیب دیده بتن استفاده می شود. در این پژوهش سعی شده با بررسی پارامترهای ورودی سطح تسلیم مدل پلاستیک آسیب دیده بتن در نرم افزار آباکوس نتایج خروجی حاصل از مدلسازی را به نتایج واقعی نزدیک تر کرد. 41 تحلیل هدف دار برای بررسی تاثیر پنج پارامتر ورودی سطح تسلیم مدل پلاستیک آسیب دیده بتن بر روی مدل تیر شکاف دار (Natched Beam) انجام شد که نتایج حساسیت زیاد مدل نسبت به پارامتر ویسکوالاستیک در خروجی نیروها را بیشتر از سایر پارامترها نشان می دهد. در این پژوهش بتن شامل دو فاز سنگدانه و ملات در نرم افزار اجزامحدود آباکوس مدل شده است. به منظور انجام مدلسازی سنگدانه ها در میان مقیاس، نمونه های تصادفی به صورت کروی و بیضوی در نرم افزار متلب تولید شده و با کنترل عدم تداخل سنگدانه ها در کنار یکدیگر به صورت تصادفی درون مرزهای قالب چیده شده اند. نتایج حاصل از مدلسازی ناهمگن با سنگدانه های کروی و بیضوی با مدلسازی همگن بتن مقایسه شده است. همچنن سه نمونه مکعبی بتنی در آزمایشگاه ساخته شده و با نتایج حاصل از مدلسازی دو فازه بتن مقایسه شده است. مقاومت فشاری حداکثر هر دو مدل همگن و ناهمگن برابر بوده اما شیب نمودارها در ناحیه پلاستیک متفاوت است.
کلید واژگان: بتن، ناهمگن، میان مقیاس، سنگدانه و ملات، آباکوسNumerical models are feasible approach against field studies which are capable of estimating of materials behavior appropriately if material properties are considered exactly. Numerical models are categorized in three sets: Micro, meso and Macro scale. In macro scale, the whole concrete is considered as a one phase material and usually the interaction between concrete-steel is just modeled. In Micro Scale Modelling, the cement-aggregate crystals are evaluated. The other preference of meso scale numerical model is the ability of presenting different phases interaction in multi phase materials such as concrete. This feature is useful in high rate dynamic load such as explosion. To perform meso scale modeling, different random specimens with different contents of aggregates must be produced. In different studies, a unique pattern which could generate real aggregation is not used. Aggregates generated in this study are elliptical, and by controlling the lack of interference with each other, aggregates are randomly assigned into the defined template boundaries. Then, in the next step, the specimen is meshed by choosing dimensions of elements in cubic form. Finally, the prototype is transformed into the input text file of the numerical analysis programs. The comparison between produced aggregate curve and real cure shows good agreement.
Keywords: Concrete, Heterogeneous, Mesoscale, Aggregate, Mortar, Abacus -
Nowadays, it is significantly important to perform in situ methods to evaluate the quality of cement materials. The present study tried to use semi destructive "friction transfer" and "Pull-off" methods to evaluate the compressive and flexural strength of polypropylene fiber-reinforced cement mortars at different ages. Therefore, the relationship between compressive and flexural strength of fiber-reinforced mortars and readings of "friction transfer" and "Pull-off" tests is presented here. Results of these tests were extracted at ages of 3, 7, 28, 42, and 90 days and compared with the compressive and flexural strengths of the fiber-reinforced mortars. The calibration curve graphs were presented by linear and power regression analysis. A total of 120 cubic specimens with a size of 50 mm, 60 prismatic specimens with a size of 40*40*160 mm, and 80 cubic specimens with a size of 150 mm were fabricated for compressive, flexural, and in-situ tests, respectively. Also, the distribution of stresses and the propagation of crack were studied through the abovementioned tests using the finite element method and modeling with the ABAQUS software, and compared with the experimental results. The results showed that there was a high correlation between the readings of the "friction transfer" and "Pull-off" tests, and between the compressive and flexural strengths of the fiber-reinforced cement mortars. Moreover, the addition of fibers improved the behavior of cement mortars subjected to compression, and the finite element method was highly consistent with the experimental results.Keywords: In-Situ Methods, Finite Element Method, Fiber, Mortar, Mechanical Properties
-
Nowadays, as the cities grow, more carbon dioxide is emitted to the atmosphere moreover, chloride ions dissolved in water would reach the concrete whenever it rains consequently, they can help increase the corrosion of bars implemented inside concretes, therefore investigation of the effect of carbonation and chloride ingress is of paramount importance. Mortars were made with three water to cement ratios of 0.485, 0.44, and 0.4 also the flow of the mortars was kept in the range of 18 to 20 centimeters. The mixtures were prepared with ordinary Portland cement and artificial pozzolans (Ground Granular Blast Furnace Slag and Micro-Silica) as supplementary cementitious materials. The cement replacement percentage was 20% intended for slag-containing samples and 7.5% used for micro-silica-containing samples. The durability properties of mortars were investigated through capillary water absorption test, electrical resistivity, carbonation depth, and chloride ions penetration. Also, the mechanical characteristics of mortars were measured by the compressive strength test. The results revealed that Micro-silica enhanced the mechanical and durability properties of the specimens except for their resistance against carbonation, in both environments while, the addition of slag had some drawbacks in compressive strength and carbonation resistance. However, the addition of Slag helped specimens augment other durability properties. It can be concluded that using Micro-Silica is a magnificent option to enhance the mechanical and durability properties of mortars. The contribution of Slag has also been shown to help enhance the durability properties of mortars but not as much as Micro-Silica.
Keywords: Artificial Pozzolan, Durability, Chloride Ingress, CARBONATION, Mortar -
دوام مصالح پایه سیمانی به سبب موارد استفاده فراوان آن در صنعت ساختمان، همواره به عنوان یکی از اصلی ترین اجزای توسعه پایدار زیرساخت ها و ساختمان های شهری شناخته شده است. یکی از راه های بهبود دوام بتن، به خصوص در محیط های خورنده، استفاده از پوزولان های طبیعی می باشد. از طرفی امروزه با افزایش تولید گاز کربن دی اکسید در شهرها، بررسی آثار پدیده کربناسیون بر خواص دوامی بتن، ارزش روزافزونی یافته است. در این مقاله به بررسی تاثیر پدیده کربناسیون بر خواص دوامی ملات های حاوی پوزولان های طبیعی پرداخته شده است. در ساخت نمونه ها از دو پوزولان طبیعی پومیس خاش و تراس جاجرود به عنوان مواد جایگزین سیمان به میزان 20 درصد وزن سیمان و همچنین از سه نسبت آب به مواد سیمانی 485/0، 44/0 و 4/0 استفاده شده است. در این تحقیق، آزمایش مقاومت فشاری به عنوان شاخص خواص مکانیکی و همچنین نشانگر درجه پیشرفت هیدراسیون در نمونه ها به کار رفته است و به منظور مطالعه خواص دوامی ملات ها، عمق کربناسیون، جذب آب موئینه و مقاومت الکتریکی نمونه ها اندازه گیری شده است. باتوجه به نتایج، استفاده از پوزولان های طبیعی سبب کاهش مقاومت فشاری نمونه ها و افزایش عمق کربناسیون در آن ها می شود درحالی که افزایش مقاومت الکتریکی نمونه ها را در پی دارد. نتایج حاصله از آزمایش جذب آب موئینه حاکی آن است که پدیده کربناسیون باعث کاهش ضریب جذب موئینگی شماری از نمونه ها شده اما در برخی دیگر این ضریب را افزایش می دهد. در نهایت می توان اذعان داشت که نمونه های حاوی تراس در سنین اولیه عملکرد بهتری نسبت به پومیس از خود نشان داده اند در صورتی که با افزایش سن نمونه ها، عملکرد پومیس بهبود یافته است و انتظار می رود که با گذر زمان، عملکرد بهتری نسبت به تراس از خود نشان دهد.کلید واژگان: پوزولان طبیعی، دوام، کربناسیون، نفوذپذیری، ملاتDurability of cement based material due to its uses in the building industry, always has been recognized as one of the main components of sustainable development of infrastructure and urban buildings. One way to improve the durability of concrete, especially in corrosive environments is to use natural pozzolans. On the other hand, with increasing carbon dioxide gas production in cities, the effects of carbonation phenomenon on the durability properties of concrete have increased. In this research, the effect of carbonation phenomenon on the durability properties of mortars containing natural pozzolans is investigated. In sample making two natural pozzolans including Khash pumice and Jajroud trass as substitute for cement by 20% and three water/cement ratios of 0.485, 0.44 and 0.4 were used. In this study, compressive strength test was used as an indicator of mechanical properties as well as an indicator of hydration degree in specimens. In order to study of durability properties of mortars carbonation depth, water absorb capillary and electrical resistance of specimens were measured. According to results, use of natural pozzolans reduces the compressive strength of specimens and increase depth of carbonation in them. Also, electrical resistance increases in samples. The results of capillary absorb water test show that carbonation phenomenon decreases capillary absorption coefficient in some samples. Finally, it can be concluded that the trass samples showed better performance than the pumice at an early age, while the pumice improved with increasing age. It is expected that the pumice performance was better than the pumice with give over timeKeywords: Natural pozzolans, Durability, carbonation, Permeability, Mortar
- نتایج بر اساس تاریخ انتشار مرتب شدهاند.
- کلیدواژه مورد نظر شما تنها در فیلد کلیدواژگان مقالات جستجو شدهاست. به منظور حذف نتایج غیر مرتبط، جستجو تنها در مقالات مجلاتی انجام شده که با مجله ماخذ هم موضوع هستند.
- در صورتی که میخواهید جستجو را در همه موضوعات و با شرایط دیگر تکرار کنید به صفحه جستجوی پیشرفته مجلات مراجعه کنید.