فهرست مطالب

تحقیقات بتن ایران - سال هشتم شماره 2 (پاییز و زمستان 1394)
  • سال هشتم شماره 2 (پاییز و زمستان 1394)
  • تاریخ انتشار: 1394/12/15
  • تعداد عناوین: 10
|
  • مقاله پژوهشی
  • جمال احمدی*، حسام عزیزی، میثم کوهی صفحات 5-18
    استفاده از مواد پوزولانی یکی از راهکار های بهبود مقاومت و دوام بتن می باشد. واکنش های پوزولانی موجب پرشدن حفرات موجود در بتن و باعث کاهش تخلخل و نفوذپذیری و در نتیجه افزایش دوام و مقاومت بتن می شود. زئولیت یکی از پوزولان های طبیعی است که در ایران به وفور یافت می شود و به راحتی قابل استخراج و فرآوری است. از این رو در این مقاله تاثیر کاربرد زئولیت بر مقاومت و نفوذپذیری بتن با عیار های سیمانی مختلف بررسی شده است. برای این منظور آزمایش های مقاومت فشاری، جذب آب موئینه، تعیین پروفیل یون کلر، پراش پرتو ایکس (XRD) بر روی نمونه های بتنی انجام شده است. در ساخت نمونه ها از عیار های مختلف سیمانو همچنین درصدهای مختلف زئولیت و آب به سیمان استفاده شده است. نتایج بدست آمده نشان می دهد افزوده شدن زئولیت به بتن موجب افزایش مقاومت و کاهش نفوذپذیری نمونه ها نسبت به بتن مرجع شده است. همچنین نتایج آزمایش XRD و همچنین تصاویر بدست آمده از آزمایش SEM نشان می دهد که ریزساختار مربوط به نمونه های دارای زئولیت دارای تراکم بیشتری نسبت به نمونه های بدون زئولیت می باشد.
    کلیدواژگان: زئولیت، دوام بتن، واکنش پوزلانی، جذب آب حجمی، جذب آب موئینه، XRD
  • علی صدر ممتازی، رضا کهنی خشکبیجاری، امید لطفی عمران* صفحات 19-34
    تحقیقات گذشته نشان داده است که استفاده از الیاف در بتن سبب افزایش مقاومت سایشی، خمشی و کششی می گردد. از یکسو بتن خود تراکم (SCC)، بتنی بسیار سیال و مخلوطی بسیار همگن است که بسیاری از مشکلات بتن معمولی را مرتفع نموده و بدون نیاز به هیچگونه لرزاننده داخلی و خارجی تحت اثر وزن خود، متراکم می شود. این ویژگی کمک شایانی به اجرای اعضای سازه ای با تراکم زیاد آرماتور می نماید. از سویی دیگر فناوری نانو در سالیان اخیر موجب تحولات شگرفی در دانش بشری گردیده و نانو ذرات که نتیجه ای از فناوری نانواند به عنوان یک پوزولان مصنوعی بسیار فعال درتکنولوژی بتن توانسته اند با کاربرد در ساخت مصالح پایه سیمانی ساختار آنها را تحت تاثیر قرار داده و بهبود بخشند. لذا استفاده از بتنی که خصوصیات بتن خود تراکم و الیافی را با هم داشته و ریز ساختار ماتریس آن تقویت شده باشد کمک شایانی به ساخت سازه هایی با عملکرد بالا و با دوام می نماید. در این تحقیق آزمایشگاهی به بررسی اثر توام نانوسیلیس و الیاف های مختلف (فلزی، پلی پروپیلن، شیشه) بر خواص مکانیکی (مقاومت فشاری، کششی، خمشی،انرژی پذیری(طاقت)و مدول الاستیسیته ) و رئولوژی (L-BOX، جریان اسلامپ، ) و دوام (شامل نفوذ یون کلر(RCPT) و جذب آب) بتن خودتراکم پرداخته میشود، و نیز از آزمایش طیف سنجی تفرق اشعه ایکس (XRD) استفاده شده است. بدین منظور 40 طرح اختلاط شامل 4 سری Aو B و C و D که به ترتیب حاوی 0، 2، 4 و 6 درصد وزنی سیمان، نانو سیلیس که به صورت جایگزین با سیمان مورد استفاده قرار گرفتند. هر سری ازاین مجموعه شامل 3 نوع الیاف (فلزی: 2/0، 3/0 و 5/0 درصد حجمی و پلی پروپیلن: 1/0، 15/0 و 2/0 درصد حجمی و شیشه: 15/0 و 2/0 و 3/0 درصد حجمی) مورد آزمایش و مقایسه قرار گرفتند. بررسی نتایج حاصل از این تحقیق نشان می دهد که حضور توام درصد بهینه الیاف(فلزی 3/0 ، پلی پروپیلن 2/0 و شیشه: 2/0 درصد حجمی) و نانوسیلیس(4 درصد وزنی سیمان) موجب بهبودی خصوصیات مکانیکی و دوام بتن خود تراکم می گردد.
    کلیدواژگان: الیاف، بتن خود تراکم، ذرات نانو، خصوصیات مکانیکی، دوام
  • حسن ساقی*، حسن دلبری صفحات 35-46
    زمانی که بتن رطوبت خود را از دست می دهد، دچار جمع شدگی و کاهش حجم شده و در نهایت باعث ایجاد ترک و افزایش تغییر شکل در بتن می شود. در صورتی که عضو بتن مسلح مقید باشد، کرنش های ناشی ازجمع شدگی بتن باعث ترک خوردگی عضو شده و باعث افزایش تغییر شکل های عضو با زمان می شود. این پدیده به دلیل تبخیر سریع آب در هنگام بتن ریزی، بر اثر وزش باد و افزایش دما اتفاق می افتد. ترک ها، یکی از دلایل اصلی در کاهش مقاومت و دوام بتن است. لذا در این تحقیق، با استفاده از یک نوع الیاف پلیمری، اثر استفاده از آنها با نسبت های حجمی مختلف بر کاهش ترک خوردگی ناشی از آبرفتگی پلاستیک در دالهای بتنی مورد ارزیابی قرار گرفت. آزمایشات جمع شدگی پلاستیک در یک گرمخانه و با استفاده از قالب هایی که برای این منظور طراحی شده انجام شد. پارامترهای مورد مطالعه در این تحقیق، درصد حجم الیاف به حجم بتن و مقاومت بتن است. در نهایت، تاثیر مقدار الیاف پلیمری بر میزان ترک خوردگی ناشی از جمع شدگی پلاستیک بتن مورد بررسی و بحث قرار گرفت.
    کلیدواژگان: الیاف پلیمری، بتن الیافی، آبرفتگی پلاستیک، ترک خوردگی، نسبت الیاف
  • یعقوب محمدی*، شهریار عزتی صفحات 47-60
    بتن یکی از مهم ترین مصالح ساختمانی است که از ترکیب مخلوط متناسبی از سیمان، مصالح سنگی، آب و مواد افزودنی بدست می آید. از عواملی که کاربرد بتن را مخصوصا در سازه های با تراکم آرماتور زیاد با مشکل مواجه می کند متراکم نمودن آن است. در مواردی مانند پایه پل ها، ستونهای طبقات پایین ساختمان های بلند و... عملا امکان ویبره کردن بتن غیر ممکن است. برای رفع این مشکل باید از بتن خودتراکم استفاده شود که باعث تراکم کامل بتن شده و سرعت بتن ریزی را بالا می برد. این نوع بتن با استفاده از فوق روان کننده ها و مواد افزودنی دیگر تولید می شود. این مقاله به بررسی اثر افزودن نانوسیلیس بر خواص مکانیکی بتن سخت شده در محیط مخرب سولفاتی می پردازد. به این منظور در برنامه مطالعات آزمایشگاهی از آزمایشهایی چون مقاومت فشاری و نفوذپذیری بهره گرفته شده است. نتایج آزمایش حاکی از این است که افزودن نانوسیلیس توانسته بر خواص مکانیکی بتن خودتراکم تاثیر گذار باشد و همچنین دوام بتن را در برابر عامل مخرب سولفاتی که باعث کاهش روند کسب مقاومت فشاری در سنین بالاتر می گردد، افزایش دهد. نانوسیلیس، تخلخل در سیمان هیدراته شده را به وسیله ی پر کردن فضاهای خالی بین ذرات بزرگتر به حداقل رسانده و نفوذپذیری را تا حد زیادی کاهش می دهد.
    کلیدواژگان: نانو سیلیس، بتن خودتراکم، نفوذپذیری، دوام، محیط سولفاته
  • سید حسین قاسم زاده موسوی نژاد *، اشکان شهروزی صفحات 59-75
    در مطالعه حاضر، ضریب تضعیف خطی بتن های حاوی درصدهای مختلف سرباره سرب و میکروسیلیس در برابر اشعه گامای ساطع شده از چشمه های Cs-137 و Co-60 به روش آزمایشگاهی و شبیه سازی مونت کارلو اندازه گیری شد. همچنین مقاومت فشاری و سرعت پالس اولتراسونیک نمونه ها تعیین گردید. دو سری مخلوط های بتنی طراحی و ساخته شدند. در ساخت مخلوط های سری اول درصدهای مختلف 0، 25، 50، 75 و 100 سرباره سرب جایگزین ماسه طبیعی شد و در ساخت مخلوط های سری دوم میکروسیلیس به اندازه 10 درصد وزن سیمان به کلیه مخلوط های سری اول اضافه گردید. نتایج حاکی از تاثیر مثبت سرباره سرب و میکروسیلیس بر خواص محافظتی بتن ها در برابر اشعه گاما است به طوری که نمونه های حاوی 100 درصد سرباره سرب و میکروسیلیس که مقاومت فشاری مناسب 62 مگا پاسکال را کسب کرد بالاترین ضریب تضعیف خطی را در برابر اشعه گاما نشان دادند. همچنین توافق نسبتا خوبی بین نتایج روش تجربی و شبیه سازی مونت کارلو مشاهده گردید.
    کلیدواژگان: اشعه گاما، بتن محافظ، سرباره سرب، ضریب تضعیف خطی، شبیه سازی مونت کارلو
  • امیر هوشنگ اخویسی، کامبیز دانشور*، مرتضی عمویی صفحات 73-91
    عملکرد الاستیک و غیر الاستیک اعضا سازه های قابی می تواند توسط منحنی های برهم کنش نیروی محوری- لنگر خمشی در یک فرآیند غیر خطی ارزیابی شود. استفاده از دیوار برشی کامپوزیت در دو دهه اخیر روشی متداول در سازه ها می باشد. در این تحقیق برای نخستین بار منحنی های اندرکنش نیروی محوری– لنگر خمشی برای دیوارهای برشی کامپوزیتی ارائه می شود. از این منحنی ها می توان به منظور تحلیل و طراحی دیوارهای مذکور بدون نیاز به تحلیل های غیر خطی بهره جست. این نوع از دیوارهای برشی در ساختمان های بلند مرتبه استفاده شده که سختی جانبی، مقاومت خمشی، اتلاف انرژی و شکل پذیری بیشتری را نسبت به دیوارهای برشی معمولی دارند. برای انجام تحلیل ها از یک روش ساده، کارآمد و سریع برپایه مفاهیم تئوری الیافی استفاده می شود. یکی از مزایای قابل توجه این روش سرعت بسیار بالای آن در تحلیل غیرخطی اعضا سازه ای است که آن را نسبت به دیگر روش ها متمایز می سازد.
    عملکرد الاستیک و غیر الاستیک اعضا سازه های قابی می تواند توسط منحنی های برهم کنش نیروی محوری- لنگر خمشی در یک فرآیند غیر خطی ارزیابی شود. استفاده از دیوار برشی کامپوزیت در دو دهه اخیر روشی متداول در سازه ها می باشد. در این تحقیق برای نخستین بار منحنی های اندرکنش نیروی محوری– لنگر خمشی برای دیوارهای برشی کامپوزیتی ارائه می شود. از این منحنی ها می توان به منظور تحلیل و طراحی دیوارهای مذکور بدون نیاز به تحلیل های غیر خطی بهره جست. این نوع از دیوارهای برشی در ساختمان های بلند مرتبه استفاده شده که سختی جانبی، مقاومت خمشی، اتلاف انرژی و شکل پذیری بیشتری را نسبت به دیوارهای برشی معمولی دارند. برای انجام تحلیل ها از یک روش ساده، کارآمد و سریع برپایه مفاهیم تئوری الیافی استفاده می شود. یکی از مزایای قابل توجه این روش سرعت بسیار بالای آن در تحلیل غیرخطی اعضا سازه ای است که آن را نسبت به دیگر روش ها متمایز می سازد.
    کلیدواژگان: منحنی برهم کنش، تحلیل غیرخطی دیوارهای برشی کامپوزیتی، تئوری الیافی، نمودار لنگر، انحنا
  • الهام علیزاده، مهدی دهستانی*، عبدالله مسلمی ورکی صفحات 87-111
    اکثر تیرهای مورد استفاده در پل ها از نوع بتن مسلح بوده که وزن زیادی داشته، مقاومت شان در قبال خوردگی تا حدودی پائین بوده و امکان اجرای آن ها به صورت پیش ساخته وجود ندارد. برای از بین بردن ضعف تیرهای بتن مسلح راه حل های مختلفی ارائه شده که یکی از آن ها استفاده از سیستم ترکیبی متشکل از مصالح متداول نظیر بتن و فولاد به همراه صفحات FRP می باشد که تحت عنوان تیرهای کامپوزیتی نیز شناخته می شود. تحقیق حاضر به بررسی تیر کامپوزیتی متشکل از مقطع Hat-Shape و دال بتنی اختصاص یافته است. با استفاده از روش اجزا محدود و تحلیل استاتیکی غیرخطی رفتار این تیر مورد ارزیابی قرار گرفته و با نتایج آزمایشگاهی موجود مقایسه و پس از حصول اطمینان از صحت مدل سازی تیر کامپوزیتی، تغییر پارامترهای مختلف نظیر به کارگیری فولاد در دال بتنی، تغییر زاویه جان مقطع Hat-Shape، مقایسه عملکرد تیر کامپوزیتی با تیر بتن مسلح، تغییر جنس مقطع Hat-Shape و صفحه GFRP به فولاد و آلومینیوم صورت پذیرفته است. نتایج حاصل از مطالعات عددی نشان می دهد که رفتار این نوع از تیرهای کامپوزیتی را می توان بدون انجام آزمایش های هزینه بر و به کمک روش های عددی برآورد نمود. مسلح نمودن دال بتنی سبب ارتقاء ظرفیت باربری تیر کامپوزیتی به میزان 45 درصد شده است. تغییر زاویه جان مقطع Hat-Shape تاثیر چندانی بر عملکرد تیر نداشته و تغییر جنس مصالح از GFRP به آلومینیوم سبب افزایش نسبت ظرفیت باربری به وزن سازه به میزان 51 درصد شده است.
    اکثر تیرهای مورد استفاده در پل ها از نوع بتن مسلح بوده که وزن زیادی داشته، مقاومت شان در قبال خوردگی تا حدودی پائین بوده و امکان اجرای آن ها به صورت پیش ساخته وجود ندارد. برای از بین بردن ضعف تیرهای بتن مسلح راه حل های مختلفی ارائه شده که یکی از آن ها استفاده از سیستم ترکیبی متشکل از مصالح متداول نظیر بتن و فولاد به همراه صفحات FRP می باشد که تحت عنوان تیرهای کامپوزیتی نیز شناخته می شود. تحقیق حاضر به بررسی تیر کامپوزیتی متشکل از مقطع Hat-Shape و دال بتنی اختصاص یافته است. با استفاده از روش اجزا محدود و تحلیل استاتیکی غیرخطی رفتار این تیر مورد ارزیابی قرار گرفته و با نتایج آزمایشگاهی موجود مقایسه و پس از حصول اطمینان از صحت مدل سازی تیر کامپوزیتی، تغییر پارامترهای مختلف نظیر به کارگیری فولاد در دال بتنی، تغییر زاویه جان مقطع Hat-Shape، مقایسه عملکرد تیر کامپوزیتی با تیر بتن مسلح، تغییر جنس مقطع Hat-Shape و صفحه GFRP به فولاد و آلومینیوم صورت پذیرفته است. نتایج حاصل از مطالعات عددی نشان می دهد که رفتار این نوع از تیرهای کامپوزیتی را می توان بدون انجام آزمایش های هزینه بر و به کمک روش های عددی برآورد نمود. مسلح نمودن دال بتنی سبب ارتقاء ظرفیت باربری تیر کامپوزیتی به میزان 45 درصد شده است. تغییر زاویه جان مقطع Hat-Shape تاثیر چندانی بر عملکرد تیر نداشته و تغییر جنس مصالح از GFRP به آلومینیوم سبب افزایش نسبت ظرفیت باربری به وزن سازه به میزان 51 درصد شده است.
    کلیدواژگان: تیر کامپوزیتی، مقطع Hat، Shape، روش اجزای محدود غیرخطی، مقاطع FRP
  • مصطفی حبیب پور *، فرهنگ فرحبد صفحات 113-124
    معمول ترین روش مقاوم سازی ستون ها با FRP، محصور کردن محیط خارجی آن ها است. محصور کنندگی برای اعضای فشاری موثراست و به منظور افزایش ظرفیت تحمل بار، یا افزایش شکل پذیری استفاده می شود. هدف اصلی در این تحقیق، بررسی مقاوم سازی ستون های بتن مسلح دایروی با کامپوزیت های FRP چند جهته می باشد. برای این منظور، ابتدا سه نمونه آزمایشگاهی موجود، عینا در نرم ا فزار ABAQUS مدل سازی شدند؛ بدین ترتیب با مقایسه و نزدیک بودن نتایج نرم افزاری و آزمایشگاهی، صحت مدل سازی ها به اثبات رسید. سپس با در نظر گرفتن متغیرهایی مانند جنس الیاف، جهت لایه های کامپوزیت و درصد فولاد طولی مقطع ستون، 18 نمونه تحلیلی تعریف و در نرم افزار ABAQUS مدل سازی شدند. نمونه های تحلیلی به دو گروه، نیمی با میزان فولادی طولی 2 درصد و نیمی دیگر با میزان فولاد 4 درصد تقسیم شدند. در هر گروه، یک نمونه بدون تقویت، چهار نمونه محصور شده با ورق های CFRP و چهار نمونه تقویت شده با ورق های GFRP در نظر گرفته شد. هم چنین نمونه های هر گروه با لایه های کامپوزیت در جهات مختلف 0،0، 0 درجه و 90، 0، 90 درجه و 45-، 45، 0 درجه و 45-، 45، 90 درجه تقویت شدند. نتایج به دست آمده از تحلیل مدل های اجزای محدود این نمونه ها نشان داد که کامپوزیت های FRP چند جهته، ظرفیت باربری محوری ستون های تقویت شده را 43/1 تا 77/2 برابر و شکل پذیری آن ها را 5/5 تا 13 برابر افزایش می دهند. مقاوم سازی به وسیله کامپوزیت های FRP با لایه های در جهت0 و45 و45- درجه، راه کار خوبی برای افزایش شکل پذیری ستون های بتن مسلح است. هم چنین اثر مقاوم سازی روی نمونه های با فولاد مقطع دو درصد، 8 الی 16 درصد بیش از نمونه های با فولاد مقطع چهار درصد می باشد.
    کلیدواژگان: محصور کردن، ستون بتن مسلح دایروی، افزایش شکل پذیری، مقاوم سازی، کامپوزیت های چند جهته
  • یادداشت پژوهشی
  • ابوالفضل عرب زاده، مهران مظفر جزی* صفحات 117-135
    گاهی به دلیل مسائل معماری و محدودیت های موجود در پلان سازه، گشودگی هایی مانند در، پنجره و داکت های تاسیساتی در دیوار برشی بتن مسلح ایجاد می گردد که باعث تغییراتی در رفتار، سختی و مقاومت نهایی دیوار برشی بتن مسلح می گردد. هدف از انجام این پژوهش مقایسه تاثیر پارامترهای مساحت و موقعیت گشودگی بر رفتار و ظرفیت نهایی دیوارهای برشی بتن مسلح دارای گشودگی های منظم می باشد. در این تحقیق از نرم افزار آباکوس برای مدل سازی و بررسی پارامترهای مورد نظر استفاده شده است. برای صحت سنجی نتایج حاصل از نرم افزار آباکوس، نمونه های آزمایشگاهی آگودا در این نرم افزار مدل سازی گردیده و با نتایج آزمایشگاهی مقایسه گردیده است. پس از صحت سنجی نرم افزار، نمونه هایی دارای یک و دو ردیف گشودگی مشابه باشرایط آزمایش طراحی گردیده و برای تحلیل از آنالیز اجزامحدود بتن آرمه و مدل رفتاری خسارت خمیری[1]در نرم افزار آباکوس استفاده گردیده است. نتایج حاکی از آن است که مساحت ناحیه موثر تحت فشار دیواراز مهم ترین عوامل تاثیر گذار بر مقاومت نهایی دیوارهای برشی بتن مسلح دارای گشودگی می باشدکه مساحت و موقعیت گشودگی به طور مستقیم باعث تغییر در مساحت این ناحیه می گردند. همچنین می توان نتیجه گرفت ، موقعیت گشودگی در مقایسه با مساحت آن پارامتری تاثیرگذارتر در کاهش ظرفیت نهایی دیوارهای برشی بتن مسلح می باشد.
    کلیدواژگان: دیوار برشی بتن مسلح، موقعیت گشودگی، مساحت گشودگی، مقاومت نهایی، ناحیه موثر فشاری
  • سروش سحرخیزان، سعید سعیدی جم* صفحات 129-146
    امروزه اصلاح و بهبود رفتار بتن با استفاده از الیاف یکی از روش های متداول در تکنولوژی بتن محسوب می شود. افزودن الیاف به بتن باعث رشد مقاومتی، بهبود رفتار تنش-کرنش و افزایش شکل پذیری خواهد شد. الیاف فولادی،پلی پروپیلن و شیشه ای از پرکاربردترین الیاف مورد استفاده می باشند. در این پژوهش بتن با نسبت آب به سیمان برابر 45/0 و عیار سیمان 400 و درصدهای مختلف الیاف فولادی و پلی پروپیلن هم بصورت مجزا و هم بصورت ترکیبی ساخته شده است. نتایج آزمایش های مقاومت فشاری و کششی و آزمایش تنش-کرنش، بیانگر آن بوده است که با افزودن درصدهای مختلف الیاف در سن هفت روزه تغییر خاصی در مقاومت نمونه ها حاصل نشده ولی در سن 28 روزه مقاومت فشاری وکششی افزایش یافته است. بیشترین رشد مقاومتی مربوط به نمونه های حاوی یک درصد الیاف فولادی بوده است. مقاومت طاقت طبق نمودارهای تنش-کرنش، بطور قابل ملاحظه ای بهبود یافته و رفتار نمونه ها شکل پذیرتر شده است. در ادامه برای مقایسه بهتر نتایج و بهبود مقاومت های کوتاه مدت، دو نمونه با افزودن سیلیکافیوم ساخته شده است. نتایج حاکی از آن است که افزودن سیلیکافیوم باعث بهبود پارامترهای مقاومتی بتن می شود.
    کلیدواژگان: الیاف پلی پروپیلن، الیاف فولادی، ترکیب الیاف، مقاومت فشاری، مقاومت کششی
|
  • J. Ahmadi*, H. Azizi, M. Koohi Pages 5-18
    Pozzolanic materials is one of the strategies to improve strength and durability of concrete. Pozzolanic reactions lead to filling the voids in the concrete and reduces porosity and permeability and thereby increase the durability and strength of concrete. Zeolite is a natural pozzolan is abundant in Iran and is easily extracted and processed. Therefore, in this study, Effect of zeolite on resistance and permeability of concrete with different grades of cement has been investigated. For this purpose, tests of strength, capillary water absorption, determination chloride ion profiles and X-ray diffraction (XRD) was conducted on specimens. In making specimens, various of cement content and different percentages of zeolite and water-cement ratio was used. The results show that addition of zeolite on concrete increased resistance and decreased permeability of specimens compared to the reference concrete. Also results of XRD and SEM images obtained from the tests show that microstructures of specimens containing zeolite, has a greater density than the zeolite without it.
    Keywords: Zeolite, Durability, pozzolanic reactions, volumetric water absorption, capillary water absorption, XRD
  • Ali Sadr Momtazi, Reza Kohani Khoshkbijari, Omid Lotfi Omran* Pages 19-34
    Recent researches have shown that use fiber in concrete can increase the flexural, tensile, and abrasion resistance. On the other hand Self-Compacting Concrete is a high flowable homogenous concrete which can eliminate several common problems in normal concretes by means of its compaction under its own weight. The above properties of self compacting concrete facilitate the fabrication of concrete structural members with congested reinforcement.
    On the other hand, in the past two decades application of nano-technology has significantly revolutionized human knowledge. Using nano silica particles as a product of pozolanic reaction, can strongly improve the permeability of concrete. Thus concrete having the properties of both self compacting concrete and fiber reinforced concrete with strengthened micro matrices can improve the fabrication of durable structures with high performance level. In this research, the combined effect of nano-silica particles and fibers type (steel, polypropylene and glass) on mechanical properties (compressive, tensile and flexural strength, modulus of elasticity), rheological behavior (L-box, slump flow and T50) and also the durability of Self-Compacting concrete were evaluated using water absorption and Rapid Chloride Penetration Test (RCPT). Furthermore, XRD test has been used.
    For this purpose, forty mixtures in A, B, C and D series representing 0, 2, 4 and 6 percent of nano silica particles replacing cement content were cast. Each series involved three different fiber type and content. 0.2, 0.3 and 0.5% volume for steel fiber, 0.1, 0.15 and 0.2% of volume for polypropylene fiber and finally 0.15, 0.2 and 0.3% of volume for glass fiber. The results show that the combined usage of optimum percent of fiber and nano silica particles will improve the mechanical properties and durability of self-compacting concrete.
    Keywords: Fiber, Self Compacting Concrete, nano silica particles, mechanical properties, Durability
  • Hasan Saghi*, Hasan Delbari Pages 35-46
    When the concrete loses its moisture, shrinkage and volume reduction is happen and eventually cracks create and deformations in the concrete are increased. If the reinforcement concrete member be bounde, strain caused by condensation cause cracking member and increases the deformation member with time. This phenomenon is due to the rapid evaporation of water in the concrete, occurs because of the wind and temperature rise. One of the main reasons for the decrease in strength and durability of concrete are cracks. In this study evaluated the effect of fibers by different volumes on reduce cracking that created by, shrinkage plastic on concrete slabs. Plastic shrinkage experiments in a greenhouse by using mold that was designed for this purpose. The parameters in this study are, the percentage of fiber volume to volume of concrete and concrete strength. Finally, the effect of polymer fibers on plastic shrinkage cracking of concrete was investigated and discussed.
    Keywords: Polymer fibers, Fiber, reinforced concrete, Plastic shrinkage, Cracking, Fiber ratio
  • Yaghoub Mohammadi*, Shahriar Ezzati Pages 47-60
    Concrete is one of the most important structural materials which is produced from proportional mixture of cement, aggregates, water and admixtures. Compaction of the concrete is one of the factors that make it difficult to use, particularly in the structures with high reinforcement steel bars. In cases such as foundation of bridges, bottom of the columns of skyscrapers and ets, vibration of concrete for compaction is almost impossible. To solve this problem we can use self-compacting concrete which causes complete compaction and also increases casting velocity. This kind of concrete is produced with superplasticizer and other admixtures. This Article examines the effect of the addition of nanosilica on mechanical properties and Durability parameters self-compacting concrete in sulfate destructive environment. For this purpose, in laboratory studies we have used some tests such as compressive strength and permeability. The results show that the addition of nanosilica could effect on mechanical properties of self compacting concrete, also increase the durability of concrete against sulfate destructive factor that reduce the compressive strength at later stages. Nanosilica reduces the porosity in hydration cement by filling the pore space between the larger particles at the nano-scale and greatly reduced permeability.
    Keywords: Nanosilica, Self Compacting Concrete, Permeability, Durability, Sulfate Environment
  • Seyed Hosein Ghasemzadeh Mousavinejad*, Ashkan Shahrouzi Pages 59-75
    In present study, linear attenuation coefficient of concretes containing different percentages of lead slag and silica fume against gamma-ray emitted from Cs-137 and Co-60 sources were measured using experimental and Monte Carlo simulation procedures. Moreover, compressive strength of concretes and ultrasonic pulse wave velocity test were determined as well. Two series of concrete mixes were designed and casted. The first series contained different percentages of 0, 25, 50, 75, and 100 lead slag replaced with natural sand. In the second series 10% silica fume replaced by cement weight was added to all mixes of the first series. The results showed positive effect of lead slag and silica fume on concrete shielding properties against gamma-ray such that specimens containing 100% lead slag and silica fume gained a very suitable compressive strength of 62 MPa, and exhibited highest shielding to gamma-ray. Relatively Good agreement was also observed in the trend of the results between the experimental and Monte Carlo simulation methods.
    Keywords: Gamma, ray, shielding concrete, lead slag, linear attenuation coefficient, Monte Carlo simulation
  • A.H. Ahakhaveissy, Kambiz Daneshvar*, Morteza Amooie Pages 73-91
    Elastic and inelastic performance of structure members can be evaluated by Bending moment–axial force interaction surfaces in a non - linear process. The use of composite shear wall structures is common method in the past two decades. In this research, this kind of surfaces are being introduced for the first time to be utilized incomposite shear walls, which can be used in analyzing and designing without the need to non - linear analysis. Composite shear walls used for high-rise buildings, offer more lateral stiffness, bending resisting moment, Energy dissipation and ductility in comparison with other ordinary walls. Here, a simple, efficient and expeditious method is presented for nonlinear analysis of reinforced concrete structural members, based on fiber method concepts. One of the considerable advantages of this method is its high speed in nonlinear analysis of structural members that makes it distinctive from the others. The OpenSees software is used for modelling the discussed shear walls.
    Keywords: Interaction Surfaces, Nonlinear Analysis of Composite Shear Walls, Fiber Method, Moment, Curvature Diagram
  • Elham Alizadeh, M. Dehestani*, A. Moslemi.V Pages 87-111
    Most of ordinary bridge decks are made of reinforced concrete and often deteriorate at a rapid rate in rough operational environments. The rapid deterioration of the deck often impacts other critical components of the bridge. Another disadvantage of the concrete deck is its increased weight in long-span bridges. Therefore, it is essential to examine new materials and innovative designs using hybrid system consisting conventional materials such as concrete and steel with FRP plates which is also known as composite deck. Since these decks are relatively new so it would be useful to evaluate their performances in more details. The present study is dedicated to Hat-Shape composite beam with concrete slab. The structural performance of deck was evaluated by nonlinear finite element method and numerical results have been compared with published experimental results where possible. After ensuring the validity of numerical modeling of composite deck, parametric studies has been done; such as using steel rebar in concrete slab, changing the angle of webs of Hat-Shape Section, modeling RC sections to match strength and stiffness of Hat-Shape composite beam and altering the GFRP Material into steel and aluminum. It was found that the behavior of this type of composite beams can be considered with numerical methods without executing costly experiments. Using rebar in concrete slab can increase ultimate load capacity of composite beam by 45 %. Also strength-to- weight ratio of the beam increased by changing the GFRP Material to aluminum by 51%.
    Keywords: Composite beam, FRP, Hat, Shape, Nonlinear finite element analysis, FRP Sections
  • Mostafa Habibpour*, Farhang Farahbod Pages 113-124
    The most common method of strengthening columns with FRP is confining their external environment. Confining is effective for compression members and use for increase load carrying capacity or for increase ductility. The main target in this research is investigation strengthening of RC columns with multi directional FRP composites. For this purpose first, 3 available experimental specimens were modeled in ABAQUS software. So, accuracy of this modeling proved, by Comparison and proximity the result of experimental and software. Then 18 analytical specimens were modeled with considering variables such fiber gender, direction of composites layers and percent of longitudinal steel of column section, in ABAQUS software. Analytical specimen divided to the two groups, half of them with 2 percent longitudinal steel and the other half with 4 percent steel. In every group were considered a specimen without strengthening, four specimens confined with CFRP sheets and four specimens confined with GFRP sheets. Beside specimens of every group strengthened with composite layers in different directions 0, 0, 0 degrees and 90, 0, 90 degrees and -45, 45, 0 degrees and -45, 45, 90 degrees. The finite elements analysis results of these specimens shows thatmulti directional FRP composites increases 1.34 to 2.77 times the axial load carrying capacity of strengthened columns and 5.5 to 13 time their ductility.Strengthening by FRP composites with layers in direction of -45, 45, 0 degree, is good method for increasing the ductility of columns. Also effect of strengthening the specimens with two percent steel section are 8 to 16 percent more than specimens with four percent steel section.
    Keywords: confinement, circular RC column, increasing ductility, Strengthen, multi directional composites
  • Abolfazl Arazbzade, Mehran Mozaffar Jazi* Pages 117-135
    In many cases concrete shear walls have openings for architectural reasons.opning cause some changes in shear capacity,stiffness and behavior of reinforced cocncrete walls.In this study,finite element models are developed by Abaqus software to compare the effect of area and position of opening on shear capacity of concerete shear wall with regular openings. the experimental results on cocncrete shear walls with two bands of openings by Aguda are used to verify the the analytical models.after verification; Some specimens with one and two bands of opening are designd similiar to qulification of Agudas experiments.Nonlinear finite element analysis of reinforced cocncrete walls is performed using damage plasticity model. Results further confirm that compressive area of wall play an important role on shear capacity of structural concrete walls and parametrs of area and position of opening can affect on compressive area.Comparison of results are also showed that the position of opening is more effective on shear capacity of concrete shear walls.
    Keywords: Cocncrete shear walls, Opening area, Opening position, Ultimate Shear Strength Compressive area
  • Soroush Saharkhizan, Saeid Saeidijam* Pages 129-146
    Today improvement the behavior of fiber-reinforced concrete in concrete technology is one of the most common methods. Adding fiber to concrete causes strength growth, improve the stress - strain and will increase ductility. Steel fibers, polypropylene and glass fibers used are most commonly. In this study, concrete water-cement ratio of 0.45 and 400kg/ cement content and percentages of steel fiber and polypropylene were built both separately and in combination as well. The results of compressive and tensile strength and stress-strain tests has showed that by adding different percentages of fiber at the age of seven days there has not been much change but the sample compressive and tensile strength of 28 days old has been increased. The greatest strength growth was related to the samples containing 1 percentage of steel fibers. According to stress-strain curves, the strength of thoughness has been significantly improved and have gotten formed the behavior of samples. Then for better comparison of results and improve short-term strength by adding Silica fume two examples were built. The results have showed that adding Silica fume causes the strength parameters improved.
    Keywords: Polypropylene fibers, steel fibers, fiber composition, compressive strength, tensile strength, stress, strain