فهرست مطالب

  • سال دوم شماره 2 (تابستان و پاییز 1388)
  • تاریخ انتشار: 1388/10/20
  • تعداد عناوین: 8
|
  • بررسی تاثیر نوع سنگدانه بر خواص مقاومتی و سایشی بتن با مقاومت بالا
    ابوالفضل حسنی، بهروز شیرگیر صفحات 21-30
    در این مقاله تاثیر نوع سنگدانه بر خواص مقاومتی و سایشی بتن حاوی دوده سیلیسی1 مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج آزمایشات پنج نوع سنگدانه(گابرو، بازالت، کوارتزیت، سنگ آهک و ماسه سنگ) جهت ساخت بتن با مقاومت بالا بررسی شده است. در مخلوط بتنی، دودهء سیلیسی جایگزین 15درصد سیمان شده است. نسبت آب به سیمان 35درصد و مقدار روان کنندهء 4درصد وزن سیمان انتخاب شده است. مخلوط بتنی با سنگدانهء گابرو بالاترین مقاومت فشاری، کششی و سایشی را نشان داده است، در حالی که نتایج حاصله از مخلوط تهیه شده از ماسه سنگ،از ضعیف ترین مقادیر مربوط به مقاومت فشاری، کششی و سایشی حکایت می کند، مخلوط بتنی تهیه شده از سنگدانه با بالاترین مقاومت سایشی، بیش ترین مقاومت سایشی را نتیجه داده است. مقاومت فشاری 90روزهء بتن تهیه شده از سنگدانه های بازالت، سنگ آهک و ماسه سنگ، برابر با مقاومت فشاری سنگ به دست آمده از سنگدانه های فوق است. در حالی که مقاومت فشاری 90 روزهء بتن ساخته شده از سنگدانه های کوارتزیت و گابرو کم تر از مقاومت فشاری سنگ های ساخته شده با همان سنگدانه ها گزارش شده است. همچنین نتایج این بررسی ها نشان می دهد که مقاومت سنگدانه ها چه تاثیری بر مقاومت فشاری و کششی بتن داشته، ناحیهء انتقال چگونه مقاومت فشاری را محدود می کند و نوع سنگ دانه ها چگونه بر مقاومت سایشی تاثیرگذار خواهند بود.
    کلیدواژگان: سایش، مقاومت، نوع سنگدانه
  • نقش نانوذرات در توسعهء پایدار صنعت بتن
    پیام حسینی، هادی بهادری، ابراهیم اسلامی صفحات 31-43
    اکثر محققان محیط زیست، تغییرات آب و هوایی ایجاد شده در سراسر جهان را ناشی از گازهای گلخانه ای می دانند. اثر مخرب این گازها بر لایهء اوزون سبب گرم تر شدن آب و هوا، و در نتیجه تغییرات آب و هوایی ناخواسته گردیده است که کم آبی و خشک سالی از بارزترین نتایج این موضوع هستند. گاز دی اکسید کربن از مهمترین گازهای گلخانه ای موجود است که تقریبا 82% از گازهای گلخانه ای را تشکیل می دهد. از طرفی، فرآیند تولید کلینکر در کارخانه های سیمان نیز یکی از مراجع تولید کنندهء CO2 در جهان است. زیرا تقریبا سالانه 5% از میزان کل CO2 ناشی از فعالیت های انسان را تشکیل می دهد.
    علم و فناوری نانو که از آن به عنوان یک انقلاب علمی یاد می کنند، در اشکال مختلف در زندگی روزمرهء ما در حال خودنمایی است. این موضوع را می توان در کاربرد نانو فناوری در توسعه و ساخت بسیاری از مواد و مصالح به وضوح مشاهده نمود. در همین راستا، نانوذرات که نتیجه ای از فناوری نانو هستند، توانسته اند با کاربرد در ساخت مصالح پایهء سیمانی، ساختار آن ها را بشدت تحت تاثیر قرار داده و بهبود بخشند. بر همین اساس، در این پژوهش با علم به مباحث ذکر گردیده در بالا، هدف کاهش مقدار سیمان در بتن های با مقاومت بالا در جایگزینی سیمان با نانو ذرات است. کاهش مصرف سیمان به عنوان نمودی از توسعهء پایدار و به کارگیری نانوذرات در این کاهش به عنوان نمودی از کاربرد نانوفناوری در این راستا است. در این مقاله به بررسی ویژگی های بتن های ساخته شده با کاهش 10، 20 و 30% مقدار سیمان و به کارگیری 1، 2 و 3% نانوذرات سیلیس پرداخته شده است. ویژگی های مورد بررسی شامل اندازه گیری چگالی بتن تازه، مقاومت های فشاری و کششی دو نیمه شدن و ریزساختار ناحیهء انتقالی داخلی بتن ها می-باشد.
    کلیدواژگان: توسعهء پایدار، کاهش مصرف سیمان، نانوذرات سیلیس، ویژگی های مکانیکی، ناحیهء انتقالی داخلی
  • بررسی و مقایسه رفتار میانقاب های آجری و دیوار برشی با یکدیگر در سازه های بلند مرتبه بتنی به عنوان عضو برش گیر
    مصطفی خانزادی، امین معصومی گودرزی، مرتضی زاهدی صفحات 45-58
    در ابتدا از میانقاب ها به عنوان پر کننده و جدا کننده محیط استفادهمی کردند و از نقش و قابلیت مهم آن ها در رفتار لرزه ای سازه ها تا قبل از زلزله های متعدد که منجر به تحقیق و مطالعه گردید، صرف نظر شده بود، سپس باتحقیقات محققانی همچون بنجامین،مالیک،داو و یانگ،زارنیک،مقدم و شاهینیان از 1967 تاکنون در مورد تاثیر سختی میانقابها،مصالح، مشخصه های دینامیکی و مسلح سازی میانقاب ها گامهایی اساسی در شناخت و کاربرد آن ها برداشته شد و واضح گردید که از نقش میانقاب ها در شناخت صحیح رفتار سازه ها و تقویت و بهینه سازی سازه های موجود می توان بهره برد.
    در این تحقیق علاوه بر مسائل و اجرای ضوابطی که مستلزم در نظر گرفتن رفتار میانقاب ها است، تحلیل، طراحی وآنالیز4 مدل ساختمان بتنی20 طبقه با قاب خمشی، دیوار برشی و میانقاب بر اساس آیین نامه های متداول در ایران توسط نرم افزار Etabs با قابلیت مدل سازی و رفتار هیستریک اعضای سازهء بتنی و میانقاب صورت گرفته است.
    نتایج حاصل از این تحقیق در 28 نمودار و تفسیر آنها بیان کنندهء ویژگیهای میانقاب ها و دیوار برشی در پاسخ دینامیکی سازه و مقایسه رفتاری و تاثیر محسوس میانقاب ها در چگونگی توزیع نیرو در اجزای سازه ای در طبقات بالای سازه های بلند مرتبه می باشد.
    استفاده از میانقاب در طبقات بالا باعث جذب بیشتر نیروهای جانبی توسط میانقاب شده و سهم کمتر و یکنواخت تری از نیروهای جانبی به المان های تیر و ستون انتقال می یابد که در نتیجه باعث کاهش تغییر مکان و سایر موارد مختلف به ویژه در طبقات بالا می گردد و دقیقا جایی که دیوار برشی با تغییر موردی خود نمی تواند وظیفهء محوله را به خوبی انجام دهد، استفاده از سیستم ترکیبی میانقاب و سایر مهار بندهای جانبی به ویژه در طبقات بالا می تواند نقش مهمی در رفتار لرزه ای قاب ها داشته باشد.
    کلیدواژگان: ساختمان های بلند مرتبه، قاب خمشی، دیوار برشی، میانقاب، Infilled Frame
  • مدل سازی احتمالاتی مسائل مهندسی عمران توسط شبیه سازی مونت کارلو
    جعفر سبحانی صفحات 59-70
    مساله مدل سازی در علوم مهندسی، نیازمند ابزار تحلیلی مناسبی است که بتواند ضمن غلبه بر عدم قطعیت ها، پیش بینی قابل اعتمادی از رفتار حاکم بر مسائل را ارائه دهد. در این مقاله روش شبیه سازی مونت کارلو به عنوان یکی از موثرترین روش های عددی برای شبیه سازی مسائل پیچیده مهندسی عمران معرفی شده است. این روش قادر است با تکیه بر تولید اعداد تصادفی و تحلیل های احتمالاتی، کار آزمایشگاه را در محیط کامپیوتر شبیه سازی نموده و پیش بینی قابل اعتمادی از رفتار حاکم بر مسائل را ارائه نماید. در این مقاله ضمن معرفی روش تحلیل شبیه سازی مونت کارلو برای تحلیل احتمالاتی مسائل مهندسی عمران، تحلیل خرابی مونت کارلو نیز با ارائه مثال هایی در زمینه مهندسی سازه و پیش بینی عمر بهره برداری سازه های بتنی در محیط خورنده تشریح شده است.
    کلیدواژگان: شبیه سازی مونت کارلو، عدم قطعیت، تحلیل سازه، خوردگی فولاد در بتن
  • خصوصیات مکانیکی بتن با پودر سنگ آهک
    علیرضا حبیبی صفحات 71-84
    در این تحقیق اثرات اضافه کردن پودر سنگ آهک بر خصوصیات مکانیکی بتن بررسی می شود. هدف از این تحقیق، بررسی اثرات تداخلی نسبت آب به سیمان و نسبت پودر سنگ آهک به سیمان بر روی مقاومت فشاری، کششی و مدول الاستیسیته 7، 28 و 90 روزه بتن بوده است. نمونه های مورد استفاده در آزمایش، با مقادیر مختلف پودر و سیمان ساخته شدند. آزمایشهای مقدماتی انجام شده در این تحقیق، نشان داد که جایگزینی پودر سنگ آهک به جای شن و ماسه، به طور همزمان در بتن، اثر مطلوبی بر خصوصیات مکانیکی بتن دارد. نتایج آزمایشها نشان داد که اضافه کردن پودر سنگ آهک به بتن، اثرات متغیری بر خصوصیات مکانیکی بتن دارد و در نسبت های آب به سیمان بالا، با اضافه نمودن پودر به بتن می توان افزایش مقاومت فشاری را انتظار داشت.
    کلیدواژگان: بتن، پودرسنگ آهک، خصوصیات مکانیکی، سیمان
  • محدودیت های معادله پیش بینی ظرفیت نهائی در حالت گسیختگی زودرس تیرهای بتنی تقویت شده با ورق های CFRP
    حمید وارسته پور صفحات 85-95
    در سالهای اخیر برای بهسازی و تقویت تیر های بتنی، از روش اتصال خارجی ورقهای کامپوزیت کربن / اپوکسی استفاده می شود. تعیین ظرفیت نهائی این تیرها با استفاده از روش های متداول به علت نوع گسیختگی و رفتار غیر خطی امکان پذیر نخواهد بود. در محاسبهء ظرفیت بار بری این تیر ها، تعیین نوع گسیختگی در زمان شکست از نکات مهم محسوب می گردد. در این مقاله نحوهء تعیین بار نهائی، نوع گسیختگی و محدودیت های کاربرد معادلهء تعیین ظرفیت بررسی می شود.
    کلیدواژگان: تیرهای بتنی، ورقهای CFRP، ظرفیت
  • تاثیر حجم خمیر بر کارائی بتن خودتراکم
    محسن تدین، مصطفی خانزادی، غلامرضا قهرمانی صفحات 97-106
    در کنار پارامترهای موثر بر رئولوژی بتن خودتراکم نظیر رئولوژی خمیر و مشخصات مصالح سنگی، می توان به عامل حجم خمیر نیز اشاره نمود. خمیر موجود در بتن خودتراکم با افزودن به فاصلهء بین سنگدانه ها موجبات کاهش اصطکاک بین ذره ای مصالح سنگی را پدید می آورد که به تبع آن خصوصیات تازه و سخت شده بتن خودتراکم دچار تغییر می گردد. در این نوشتار با ثابت نگه داشتن نسبت آب به سیمان مساوی 45/.، دانه بندی مصالح سنگی، نسبت مواد افزودنی به سیمان، نسبت مواد اصلاح کنندهء لزجت به سیمان، تنها با تغییر حجم خمیر مصرفی به بررسی تاثیر حجم خمیر بر کارائی 8 نمونهء بتن خودتراکم اقدام گردید. کارائی مخلوطهای مختلف با انجام آزمایشهای جریان اسلامپ، حلقهءJ، جعبهءL(بدون آرماتور)، جعبهءL، جعبهءU، قیفV و قیفV(بعد از 5 دقیقه) ارزیابی گردید. نتایج بررسیها در محدودهء مورد نظر، حاکی از بهبود کارائی بتن خودتراکم بر اثر افزایش حجم خمیر می باشد.
    کلیدواژگان: بتن خودتراکم، رئولوژی، خمیر، کارائی
  • ارزیابی دوام و خصوصیات مکانیکی بتن های ساخته شده از پوزولان خاکستر پوسته برنج در نمونه های بتنی
    مهدی مهدی خانی، علی اکبر رمضانیانپور، پویا پورپیک، غلامحسین احمدی بنی صفحه 107
    سالیان متمادی است که بتن به عنوان یکی از مصالح مصرفی ساخت دست بشر جایگاه ویژه ای در بین مهندسین عمران پیدا کرده است. در طول این سالها فاکتورهای گوناگونی در مورد بتن مورد بررسی قرار گرفته است. از مواردی که اخیرا به طور ویژه ای در آسیای شرقی و آمریکای شمالی مورد توجه قرار گرفته، خاصیت های خاکستر پوسته برنج به عنوان یک پوزولان مصنوعی مرغوب در ترکیبات بتن است که امروزه در دنیا کاربردهای متعددی یافته است. این پوزولان در ایران فقط در مقیاس آزمایشگاهی و بسیار محدود تولید گردیده است، زیرا هنوز اثرات مختلف آن بر بتن مورد بررسی دقیق علمی قرار نگرفته است. به همین منظور برای نخستین بار در خاورمیانه، در دانشگاه صنعتی امیرکبیر اقدام به طراحی و ساخت کورهء مخصوص تولید خاکستر پوسته برنج شده است. در این پژوهش با انجام آزمایش های مختلف برای تعیین خواص مکانیکی و نیز آزمایش های مختلف دوام اثر این پوزولان مصنوعی در بتن های ساخته شده با خاکستر فوق، بررسی شده است. نتایج حاصل شده نشان دهنده اثرات مناسب خاکستر پوسته برنج بر روی خواص مکانیکی و نیز افزایش دوام و عمر مفید بتن های ساخته شده با این خاکستر در نمونه های آزمایشگاهی است.
    کلیدواژگان: خاکستر پوسته برنج، پوزولان مصنوعی، خواص مکانیکی، دوام بتن
|
  • Influence of aggregate type on strength and abrasion resistance properties of concrete
    Aolfazl Hassani, Behrooz Shirgir Pages 21-30
    This paper investigated the influence of aggregate type on the strength characteristics and abrasion resistance of high strength silica fume concrete. Five different aggregate types (gabbro, basalt, quartzite, limestone and sandstone) were used to produce concrete containing silica fume. Silica fume replacement ratio with cement was 15% on a mass basis. Water-binder ratio was 0.35. The amount of hyper plasticizer was 4% of the binder content by mass. Gabbro concrete showed the highest compressive and flexural tensile strength and abrasion resistance, while sandstone showed the lowest compressive and flexural tensile strength and abrasion resistance. High abrasion resistant aggregate produced a concrete with high abrasion resistance. Three-month compressive strengths of concretes made with basalt, limestone and sandstone were found to be equivalent to the uniaxial compressive strengths of their aggregate rocks. However, the concretes made with quartzite and gabbro aggregate showed lower compressive strength than the uniaxial compressive strength of their aggregate rocks. The results of the current investigation show how aggregate strength limits the compressive and flexural tensile strengths of a concrete, how transition zone strength limits the compressive strength of concrete, and how aggregate types influence abrasion resistance of concrete.
    Keywords: Abrasion, Aggregate types, Strength
  • The role of nano-particles in sustainable development of concrete industry
    Payam Hosseini, Hadi Bahadori, Ebrahim Eslami Pages 31-43
    Most of the environmental investigators believe that the recent changes in climatic condition around the world arise from greenhouse gases. The detrimental effect of these gases on ozone layer leads to warmer climatic conditions and causes undesired climatic changes whose most obvious results are drought and famine. Carbon dioxide is one of the most important greenhouse gases forming almost 82% of these harmful substances. On the other hand, since approximately 5% of the annual mass of CO2 made by human activities is a direct product of the process of manufacturing clinker in cement factories, this process is one of the producing sources of CO2 on the earth. The nano-science and technology, which is called a scientific revolution, is serving us in different forms helping in our routine life. This issue can be seen clearly in the application of nano-technology in the development and construction of a high range of substances and materials. Alongside, nano-particles which are a result of nano-technology, combined with cementitious materials, have succeeded to affect the structure and develop the properties of cement based materials. Accordingly, by awareness of the data previously discussed, the objective of this research is reducing the amount of cement in high strength concrete by using nano-particles as a replacement of cement. Reduction of cement usage is a symbol of sustainable development and application of nano-particles is a mark of nano-technology helping us in the same direction to make a brighter future. In this study, the properties of concretes made by reduction of cement (including 10%, 20% and 30% of cement content) and combination of silica nano-particles (including 1%, 2% and 3% of cement content) are investigated. The conducted tests include measuring the fresh concrete density, compressive strength, splitting tensile strength and microstructure of Interfacial Transition Zone (ITZ).
    Keywords: Sustainable Development, cement reduction, nano, SiO2 particles, Mechanical properties, ITZ
  • Investigation and Comparison of Brick Infilled Frames with Shear Walls in Elevated Concrete Structures as Shear Connective Member
    M. Khanzadi, Amin Massoumi Goudarzi, Morteza Zahedi Pages 45-58
    In the past years, use of infilled frames had only been confined as filler and separator while its major role neglected for the amendment of vibration behavior of structures through earthquakes occurrence. Though, since 1967, some researches have been accomplished by Benjamin, Malik, Dow & Young, Zarnik, Moghaddam and Shahian et al. that could stride fundamental steps to introduce the application of the rigidity and dynamic specifications of composite system of infilled frame-shear wall on the vibration behavior of structures through earthquakes occurrence. The researches can also be applied for the strengthening and optimization of available structures. In this research, additionally to take into account the criteria which to be observed for executing infilled frames, four 20-story reinforced concrete buildings with bending frame system consisting shear walls and infilled frames (composite system of infilled frame-shear wall) are modeled in accordance with the Iranian common codes by ETABS (V 9.0.1) software which has the ability of modeling of historic behavior of reinforced concrete members and infilled frames Results of this research in 28 curves show that the application of composite system of infilled frame-shear wall can positively affect the dynamic behavior of the structure especially within higher stories and can distribute forces onto the stories. Use of infilled frames within higher stories causes to absorb lateral forces and hence those forces are less transported to the beams and columns. Accordingly, displacements are reduced within the higher stories therewith. Right in where shear wall can not reduce the displacement by its modal change, composite system of infilled frame-shear wall especially within higher stories will have an essential role for improving vibration behavior of frames.
    Keywords: High Rise (Elevated) Buildings, Bending Frame, Shear Wall, Infilled Frame
  • Probabilistic modeling of civil engineering problems with Monte Carlo simulation
    Jafar Sobhani Pages 59-70
    Modeling of the problems in engineering scienc -es requires some effective tools that reliably predict the governing behaviors. In this paper, the Monte-Carlo Simulation (MCS) is introduce -ed as one of the most effective numerical methods for the simulating of the complex problems in the civil engineering area. The MCS, through the generation of the random numbers and probabilistic analysis is capable to simulate the experimental tasks in the environment of personal computers which reliably predicts the behavior of considered problems. Moreover, the application of MCS in the probabilistic failure analysis of civil enginee -ring problems such as structural analysis and the service life prediction of reinforced concrete structures were explained.
    Keywords: Monte, Carlo simulation, uncertainty, structural analysis, corrosion of steel in concrete
  • Mechanical Characteristics of Concrete with Limestone Powder
    A.R. Habibi Pages 71-84
    In this study, effects of adding limestone powder on mechanical characteristics of concrete are surveyed. Objective of this research is to study interactive effects of water-cement & powder-cement ratios on compressive strength, tensile strength and modulus of elasticity of concrete at the ages of 7, 28 and 90 days. The used samples in the experiment were made using different values of cement and powder. The performed elementary experiments in this research showed that substitution of limestone powder by fine and coarse aggregate in concrete simultaneously, has the good improvement on mechanical characteristics of concrete. The results of experiments showed that addition of limestone powder to concrete has variative effects on mechanical characteristics of concrete and in high values of water-cement ratios, increasing compressive strength of concrete can be expected by adding powder to concrete.
    Keywords: concrete, limestone powder, Mechanical Characteristics, Cement
  • Limitation of equation for prediction the ultimate capacity of RC beams strengthened with CFRP in the case of premature failures
    Hamid Varastepour Pages 85-95
    In recent years, the method of external bonding of carbon fiber reinforced polymer (CFRP) is used for retrofing and strengthening of reinforced concrete beams. To determine the ultimate capacity of these beams we cant use classical method because of failure mode, nonlinear behavior of material and interface effect. For calculating load capacity, determination of premature failure mode is very important. In this paper we present a method to determine premature failure mode and ultimate capacity of RC beams strengthened with CFRP. Also we dispute about the limitations of applica -tion of proposed equation.
    Keywords: capacity, beams strengthened with CFRP
  • EFFECT OF PASTE VOLUME ON WORKABILITY OF SELF-COMPACTING CONCRETE
    M. Tadaion, M. Khanzadi, Gholamreza Ghahremani Pages 97-106
    In addition to influential parameters on rheology of Self-compacting concrete such as paste rheology and aggregate properties, paste volume factor can also be mentioned. The paste present in Self-compacting concrete can decrease interparticle friction of aggregates by increasing the distance between them, thus changing the fresh and hardened properties of Self-compacting concrete. Here by keeping the water cement ratio equal to 0.45, aggregates grading, admixture cement ratio percent, vma cement ratio percent fixed and only by changing the consumed paste volume, we assessed the effect of paste volume on workability of eight samples of Self-compacting concrete. Workability of different mixtures were assessed by undergoing slump-flow, j-ring, l-box (without bar), l-box, u-box, v-funnel and v-funnel (after 5 min) tests. Results in the mentioned range show improvement on workability of Self-compacting concrete due to increase of paste volume.
    Keywords: self, compacting Concrete, Rheology, Paste, Workability
  • Evaluation Mechanical Properties and Durability of Concretes incorporating Rice Husk Ash (RHA)
    Mehdi Mehdikhani, Ali Akbar Ramezanianpour, Pouya Pourbeik, Gholamhosein Ahmadibeni Page 107
    There are several years that concrete has exhibited particular roles as most consuming materials among civil engineers. Through these years, several factors in concrete have been studied. Durability of concrete is one of these factors that affect the service life of concrete structures. Recently, the properties of Rice Husk Ash (RHA) as high-quality artificial pozzolanic materials are important issues that specialists are concerned with, especially in East Asia and North America. It is not widely produced and used due to lack of adequate experiments on this material. In this research, in order to supply typical RHA, for the first time in the Middle East, an special furnace was designed and constructed in Amirkabir University of Technology. This furnace was built in a pilot size having the ability to control the conditions of combustion. Then various experiments were carried out to determine mechanical properties and durability of concretes incorporating RHA. The results show that RHA as an artificial pozzolanic material has increased the strength and durability of concretes.
    Keywords: Rice Husk Ash (RHA), Artificial Pozzolan, Mechanical properties, Durability of Concretes