فهرست مطالب

تحقیقات بتن ایران - سال نهم شماره 1 (بهار و تابستان 1395)
  • سال نهم شماره 1 (بهار و تابستان 1395)
  • تاریخ انتشار: 1395/06/12
  • تعداد عناوین: 10
|
  • مقاله پژوهشی
  • طهماسب خزائنی، محمود میری*، مهرالله رخشانی مهر، عبدالقیوم دهواری صفحات 5-17
    در این مقاله به تاثیر افزودن ترکیب پوزولان های پومیس و متاکائولین بر دوام و خوردگی میلگرد در بتن خودتراکم، به منظور ارائه طرح اختلاطی مقاوم در برابر عوامل جوی، جهت استفاده در عرشه و پایه پل ها، اسکله ها و سازه های دریایی پرداخته شده است. برای ساخت نمونه های این تحقیق از جایگزینی 10 درصد پومیس و 10درصد متاکائولین و ترکیب های 10 و 15 درصدی آن ها به عنوان جایگزین بخشی از سیمان، استفاده شده است. آزمایش های انجام شده شامل مقاومت فشاری، نفوذ آب، مقاومت الکتریکی ویژه، ضریب انتشار یون کلر(RCMT) و خوردگی تسریع شده می باشد. آزمایش ها در سن 7، 14، 28، 56، 90، و 180 روز انجام شده و نتایج نشان می دهد، ترکیب پومیس و متاکائولین ضمن حفظ خواص مکانیکی بتن خودتراکم، دوام بتن را بهبود و سن مشاهده ترک در آزمایش خوردگی تسریع شده را نسبت به نمونه شاهد، به طور چشمگیری افزایش می دهد. نمونه های ساخته شده ضریب نفوذ یون کلر را تا 1/28 درصد کاهش و سن مشاهده ترک را 4/26 درصد افزایش داده است.
    کلیدواژگان: بتن خودتراکم، پومیس، متاکائولین، خوردگی میلگرد
  • علی صدرممتازی، حمیدرضا ناصر سعید *، ابوالفضل علیزاده صحرایی صفحات 19-27
    استفاده از مواد سیمانی تقویت شده با نانوذرات، با توجه به روش تولید و استفاده آن ها، خواص مکانیکی، الکتریکی و حرارتی متفاوتی برای بتن ایجاد می نماید. در این راستا، نانولوله های کربنی (CNT) به دلیل خواص منحصر به فرد خود، به عنوان یکی از کامل ترین نانوذرات شناخته می شوند. از طرف دیگر، استفاده از فلزات برای بهبود خواص الکتریکی کامپوزیت ها بسیار متداول است. بنابراین به نظر می رسد هم افزایی CNT و مس بتواند خواص پیزوالکتریکی مناسبی برای ماتریس های سیمانی بوجود آورد. در این تحقیق، فرایند پوشش دهی الکترولس CNT با فلز مس با کارایی بالا، جهت آماده سازی ماده اولیه کامپوزت های سیمانی مورد بررسی قرار گرفته است. مشخصه یابی نمونه های سنتز شده با آنالیزهای SEM، TEM، XRD، TGA، ICP و AAS مورد مطالعه قرار گرفت. نتایج نشان داد فرایند معرفی شده توانایی ایجاد پوششی تقریبا همگن بر روی CNTها را دارا می باشد. همچنین بازده مصرفی مس بیشتر از 99% حاصل گردید.
    کلیدواژگان: بتن هوشمند، نانولوله کربن، مس، پوشش دهی الکترولس
  • علی قاسمی*، پیام حسینی، هرمز فامیلی صفحات 29-37
    بهره گیری از پوزولان ها به منظور کاهش مصرف سیمان به عنوان یکی از راهکارهای کاهش آلودگی های به وجود آمده ناشی از تولید سیمان پرتلند مطرح می باشد. در همین راستا، یکی از فعال ترین پوزولان های بکار گرفته شده خاکستر حاصل از احتراق کنترل شده پوسته برنج بوده که نتایج قابل قبولی را در بهبود دوام و مشخصات مکانیکی بتن نشان داده است. از طرفی یکی از موثرترین روش ها به منظور بهبود کیفیت این نوع پوزولان که کمتر مورد توجه قرار گرفته، اسید شویی پوسته های شلتوک برنج قبل از احتراق آن است.
    در این مقاله به بررسی مقاومت و دوام بتن ساخته شده با خاکستر تولیدی از روش اسید شویی پرداخته شده است. در همین راستا و به منظور مقایسه، نمونه هایی از پوزولان خاکستر پوسته برنج اسید شویی نشده، زئولیت و دوده سیلیسی ساخته شده و مورد آزمایش های مقاومت فشاری، عمق نفوذ آب تحت فشار، مقاومت الکتریکی، پتانسیل نیم پیل و نفوذ تسریع شده یون کلر قرار گرفتند. نتایج نشان دهنده کارایی مناسب روش اسیدشویی می باشد. به طوریکه خاکستر پوسته برنج اسید شویی شده از منظر مقاومتی و دوامی مناسب تر از نوع اسید شویی نشده و نیز زئولیت عمل نموده است. همچنین اگرچه دوام نمونه های حاوی خاکستر پوسته برنج اسید شویی شده کمتر از نمونه های دارای دوده سیلیس می باشد، لیکن مقاومت فشاری این نمونه ها بسیار نزدیک به مقاومت نمونه های شامل دوده سیلیس بوده است.
    کلیدواژگان: خاکستر پوسته برنج، خاکستر پوسته برنج اسید شویی شده، مقاومت، دوام
  • جمشید اسماعیلی*، جمیل کسائی، علیرضا رستمی مهر، بابک آتش فراز صفحات 39-55
    گسترش انواع مختلف بتن های با عملکرد بالا از قبیل بتن خودتراکم و بتن سبک، در حال حاضر پاسخگوی بخشی از نیازهای اساسی صنعت ساختمان می باشد. به کار بستن سنگدانه های سبک در ساخت بتن خودتراکم، موجب ایجاد خصوصیات بتن سبک و بتن خودتراکم در یک ماده ساختمانی به نام بتن سبک خودتراکم می گردد. دو نوع الیاف پلی پروپیلن به طول های 6 میلی متر و 12 میلی متر در مقادیر مختلف %0، %025/0، %05/0و %1/0 (بصورت حجمی از کل بتن) در ساخت بتن سبک خودتراکم مورد استفاده قرار گرفته است. ویژگی های مربوط به بتن خودتراکم تازه با انجام آزمایش های زمان و قطر جریان اسلامپ، زمان قیف V و حلقه J مورد بررسی قرار گرفته است. وزن مخصوص، مقاومت فشاری، مقاومت خمشی، سرعت پالسی، درصد جذب آب و نرخ جذب آب تمامی مخلوط های بتن سبک خودتراکم بدست آورده شده و اثر الیاف پلی پروپیلن مورد بررسی قرار گرفت. در نهایت مشاهده گردید که بکارگیری الیاف پلی پروپیلن در بتن سبک خودتراکم علی رغم کاهش روانی می تواند منجر به بهبود هر دو خصوصیات مقاومتی و انتقالی گردد.
    کلیدواژگان: الیاف پلی پروپیلن، بتن سبک خودتراکم، خصوصیات مقاومتی، خصوصیات انتقالی
  • لادن حاتمی، مسعود جمشیدی* صفحات 57-69
    ملات خودتراکم رنگی به عنوان یک فناوری جدید در ساخت بناهای معماری، نما و نوسازی سازه های قدیمی مطرح می شود. تولید این نوع ملات در شرایط بهینه، ملزم به کافی بودن خواص مکانیکی ضمن حصول رنگ مناسب می باشد. بنابراین تعیین میزان مصرف رنگدانه در طرح مخلوط اهمیت فراوانی دارد. از طرف دیگر، اگر رنگدانه خاصیت پرکنندگی داشته باشد، کاربرد آن در ملات خودتراکم رنگی قابل تثبیت است. در این مقاله به بررسی اثر رنگدانه های ترکیبی (آلی و معدنی) بر رنگ ظاهری و خواص مکانیکی ملات خودتراکم در سه مقدار 2، 5 و 10% پرداخته شده است. همچنین جهت شناخت رفتار پرکنندگی رنگدانه، اثر جایگزینی آن با فیلر سیلیسی با دانه بندی مشابه در نسبت های 2 و 5% در نظر گرفته شده است. نتایج حاکی از عملکرد مناسب رنگدانه ترکیبی در نقش فیلر بوده و مقادیر کمتر از 5% از رنگدانه مذکور، خواص مکانیکی و رنگ سنجی را بهبود داده است.
    کلیدواژگان: ملات خودتراکم رنگی، رنگدانه ترکیبی، فیلر سیلیسی، رنگ سنجی، خواص مکانیکی
  • مطلب رحمان پور*، حسن افشین صفحات 71-82
    از نقاط آسیب پذیر تیرهای بتن مسلح در قاب های خمشی مقاوم در برابر زلزله، ناحیه بر ستونو نزدیک اتصال می باشد. در بحث مقاوم سازی تیرها، تقویت این ناحیه به علت بالا بودن نیروهای برشی از اهمیت زیادی برخوردار می باشد. از روش های اصلی مقاوم سازی دو روش مقاوم سازی با پوشش های فولادی و پوشش های پلیمری CFRP می باشند که هرکدام مزایا و معایب ویژه ی خود را دارد. می توان با ترکیب این دو روش از مزایای هر کدام استفاده و بر معایب آن ها غلبه نمود. در این تحقیق آزمایشگاهی ابتدا 4 نمونه ی ساخته شده از بتن مسلح سبک سازه ای تحت بارگذاری چرخه ای دچار خرابی می شوند. سپس2نمونه از تیرهای بتنی در ناحیه ی نزدیک اتصال با استفاده ی توام از ورق فولادی و دورپیچ CFRP و دو نمونه ی دیگر تنها با استفاده از CFRP مقاوم سازی شده اند. ورق های فولادی برای مقاوم سازی خمشی و از دورپیچ های CFRP برای ایجاد محصورشدگی و تقویت برشی استفاده شده است. نتایج آزمایش ها نشانگر عملکرد خوب این روش ترکیبی در تقویت تیرهای مسلح بتن سبک سازه ای در ناحیه ی نزدیک اتصال می باشد. به صورتی که، مقدارضریب شکل پذیری تیرهای بازسازی شده به صورت ترکیبی نسبت به نمونه هایی که تنها در آن ها از CFRP استفاده شده بود تقریبا صددرصد افزایش یافته، همچنین در این نمونه ها افت ناگهانی مقاومت در حین بارگذاری مشاهده نگردید.
    کلیدواژگان: مقاوم سازی، ورق فولادی، بتن سبک سازه ای، الیاف پلیمر کربنی، بارگذاری رفت و برگشتی
  • سالار منیعی، احسان جامی*، سجاد رستمی صفحات 83-95
    امروزه کامپوزیت های پلیمری الیافی (FRP) با مقاومت بالا به طور گسترده در بهسازی و مقاوم سازی سازه های بتنی مورد استفاده قرار می گیرد. این کامپوزیت ها برای تقویت اجزای مختلف سازه از جمله تیرها، ستون ها و اجزای صفحه ای مانند دال های سقف و دیوارهای برشی قابل کاربرد است. با وجود استفاده گسترده، دستورالعمل های موجود فاقد روش جامعی برای تقویت اجزای ستون های بتن آرمه تحت شرایط عمومی بارگذاری هستند. از آن جایی که ستون ها در سازه های بتنی درجا عموما تحت اثرات توام نیروی محوری و خمش دو محوره قرار می گیرند، ارزیابی و تقویت آن ها تحت اثر تلاش های توام مذکور در کارهای عملی مقاوم سازی از اهمیت بسیار بالایی برخوردار است. این مقاله به مطالعه تقویت و بهسازی اجزا ستون های بتن آرمه تحت اثرات ترکیبی نیروی محوری-گشتاور خمشی با استفاده از کامپوزیت های FRP می پردازد. برای این منظور، ضمن توسعه روابط موجود تقویت ستون های تحت اثر نیروی محوری و گشتاور خمشی تک محوره با الیاف FRP با جهت گیرهای عرضی، طولی و نیز ترکیبی دو جهته، روشی محاسباتی برای تقویت ستون های بتنی مستطیلی تحت اثرات توام نیروی محوری و خمش دو محوره پیشنهاد می شود. در ادامه، با استفاده از یک مطالعه موردی، روش پیشنهادی این مقاله تشریح شده و مزایا و معایب استفاده از الیاف عرضی، طولی و یا ترکیب آن ها از طریق مقایسه منحنی های اندرکنش ستون تقویت شده مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان می دهد که روش پیشنهادی برای کارهای عملی مقاوم سازی مناسب بوده و همچنین الیاف عرضی تنها و یا الیاف ترکیبی عرضی و طولی برای تقویت ستون های با هر دو رفتار فشار-کنترل و کشش-کنترل موثر است. با این وصف، نشان داده خواهد شد که الیاف طولی تنها، صرفا برای تقویت ستون های با رفتار کشش-کنترل موثر است. به علاوه، روش تحلیلی پیشنهادی با نتایج آزمایشگاهی موجود در ادبیات فنی وارسی و صحت سنجی خواهد شد.
    کلیدواژگان: تقویت ستون بتنی، خمش دو محوره، مصالح FRP، مقاوم سازی، منحنی اندرکنش
  • هوشنگ دباغ *، ریزان چوبداریان صفحات 97-111
    مدل میله و بستیک روش تحلیلی به منظور پیش بینی مقاومت اعضای بتن آرمه دارای نواحی ناپیوسته هندسی و یا استاتیکی است. این روش بر اساس مسیر بار، خرپایی متناظر با عضو سازه ای را تحلیل و طراحی می کند. اگرچه مدل میله و بست برای پیش بینی رفتار اعضای تحت اثر بارهای یکنواخت پیشنهاد شده است، اما استفاده از آن برای اعضای تحت اثر بارهای دوره ای نیازمند به مطالعه بیشتری است. تاکید مطالعهپیش رو بر تخمین بار شکست و تغییرمکان متناظر با این بار می باشد. به این منظور از 44 عضو سازه ای دارای نواحی ناپیوسته شامل تیرهای عمیق، دیوارهای برشی کوتاه و ستون های کوتاه تحت اثر بارهای دوره ای که رفتار آنها توسط سایر محققین بطور تجربی مطالعه شده اند انتخاب شده؛ سپس مدل خرپایی و مدل اجزاء محدود سه بعدی آنها در نرم افزار آباکوس تحلیل می شوند . نتایج تحلیلی بدست آمده از مدل خرپایی در مقایسه با نتایج تجربی نمونه های مورد مطالعه نشان دهنده همبستگی مناسب بار شکست و تغییر مکان متناظر با آنها می باشد.
    کلیدواژگان: مدل میله و بست، تحلیل اجزاء محدود، بتن آرمه، بارهای دوره ای، نواحی ناپیوسته
  • یادداشت پژوهشی
  • رضا فرخ زاد *، سجاد یاسری، محمد حسین انتظاریان، امیر یاوری صفحات 113-130
    شاخص های طراحی، ساخت و بهره برداری سازه های بتنی، توجه ویژه به توسعه پایدار و مباحث زیست محیطی می باشد به طوری که سعی می شود با افزایش عمر مفید این سازه ها و صرفه جویی های اقتصادی از ایجاد خسارت به طبیعت نیز جلوگیری گردد. بر همین اساس محققین در سال های اخیر، دیدگاه بتن پایدار داومی را در کنار بتن مقاومتی مطرح می کنند و با جایگزینی انواع افزودنی طبیعی به جای سیمان، علاوه بر کاهش در مصرف سیمان،کاهش هزینه و آلایندگی تولیدآن، میزان مقاومت و دوام بتن را بهبود می دهند. برهمین راستا و نیاز به تحقیقات بیشتر جهت بررسی دوام بتن های حاوی مواد افزودنی و پوزولانی در برابر حملات سولفاتی سبب شد تا در این مطالعه از انواع مختلف مواد افزودنی شامل میکروسیلیس، زئولیت، خاکستر بادی، متاکائولن و نانوسیلیس به عنوان جایگزین بخشی از سیمان مورد استفاده قرار گیرد. همچنین به منظور بررسی میزان تاثیر و قدرت تخریب انواع مهاجم های سولفاتی، بتن های پوزولانی ساخته شده درون چهار محیط اشباع حاوی سولفات های آهن، منیزیم، سدیم و کلسیم با pH ثابت قرار داده شدند و جهت مقایسه و بررسی برای تمامی طرح ها نمونه ی شاهد اشباع در آب آهک ساخته شد. سپس نمونه ها با آزمایش مقاومت فشاری و آزمون غیر مخرب عبور امواج فراصوتی در سنین 7، 14، 28، 60، 180 و 360 روز مورد ارزیابی قرار گرفتند. نتایج نشان داد بتن های حاوی میکرو و نانوسیلیس به ترتیب بیشترین مقاومت را در برابر حملات سولفاتی دارند. همچنین نتایج توانایی و تاثیر مخرب بالای سولفات منیزیم سپس سدیم و کلسیم را به ترتیب نشان داد و مشاهده شد که سولفات آهن در مقایسه با دیگر سولفات ها تاثیر تخریبی کمتری دارد. بررسی های سرعت امواج فراصوتی نیز نشان داد که با افزایش سن از 180 به 360 روز سرعت امواج افزایش محسوسی دارد. همچنین با افزایش تشکیل ماده مخرب اترینگایت در بتن سرعت موج نیز افزایش می یابد. بیشترین تاثیر افزایش سرعت با افزایش اترینگایت در نمونه های سولفات کلسیم مشاهده شد.
    کلیدواژگان: بتن پوزولانی، اترینگایت، دوام بتن، سولفات، سرعت امواج فراصوتی
  • سامان شورابی ثانی *، منا کلاته عربی، علی اکبر خزاعی صفحات 129-149
    در این پژوهش یک سیستم نظارت بر سلامت سازه های بتنی با استفاده از شبکه های حس گر بی سیم معرفی و پیاده سازی می گردد. هدف اصلی در این پژوهش ارائه ی یک سیستم برای اندازه گیری دو پارامتر دما و رطوبت در داخل سازه های بتنی- بویژه در مواقع بتن ریزی با حجم زیاد- با کمترین هزینه طراحی و پیاده سازی و کمترین هزینه ونیاز به عملیات نگهداری و تعمیرات و با بیشترین طول عمر مفید در هنگام قرارگیری در داخل یا مجاورت بتن و عوامل مخرب مشابه در سازه ها ی بتنی است. عمده تمرکز این پژوهش بر دوره های اولیه ی شکل گیری و تشکیل یافتن بتن است. در این پژوهش برای نیل به هدف مذکور چهار تکنولوژی مختلف مورد ارزیابی عملی قرار می گیرد. اولین روش عبارت است از استفاده از ترمیستور با ضریب حرارتی منفی و IRIS mote در قالب توپولوژی شبکه ی IEEE 802.15.4. نتایج نشان می دهد که اندازه گیری این سنسور در حدود 5 °C بین مقادیر واقعی و مقادیر اندازه گیری شده از خود انحراف معیار استاندارد بروز می دهد. روش دوم از یک سنسور SHT15 (دما و رطوبت) به همراه میکروکنترلر PIC16F4680 و یا برد آردینهو استفاده می کند. روش سوم شامل استفاده از سنسور SHT21S (دما و رطوبت) به همراه برد کاربردی eZ430-RF2500 با پردازنده ی MSP430 می باشد. در این حالت قرائت مقادیر دما در طول 16 ساعت اولیه به خوبی انجام می گیرد در حالی که مقادیر رطوبت برای 24 ساعت اول آزمایش به خوبی اندازه گیری و ثبت گردیدند. با وجود این که مقادیر اندازه گیری شده برای سنسورهای SHT15 و SHT21S مطابقت خوبی دارند، هر دو سنسور بعد از گذشت مدت زمان مشخصی از کار ایستادند که نشان دهنده ی رابطه ی معکوس بین طول عمر سنسور و شدت قلیایی بودن محیط بتن است و بطور ضمنی لزوم ایجاد پوشش برای سنسور های مذکور را برای کاربرد در داخل بتن متذکر می شود. در روش چهارم از هر دو سنسور SHT15 و SHT21S بصورت محافظت شده برای مانیتورینگ درازمدت استفاده گردید. از آن جا که در مورد اخیر دو سنسور SHT15 و SHT21S با وجودتحت تاثیر قرار گرفتن بواسطه ی محیط قلیایی بتن، موفق به اندازه گیری به مدت نزدیک به دو ماه گردیدند، امکان نظارت بلادرنگ و پیوسته با کمک سنسورهای ویژه در قالب شبکه های حس گر بی سیم با حداقل قیمت تمام شده محقق می گردد.
    کلیدواژگان: شبکه های حس گر بی سیم، نظارت بر سلامت سازه، بتن، سنسور، دما، رطوبت
|
  • Tahmasb Khazaeni, Mahmud Miri *, Mehrollah Rakhshani Mehr, Abdol.Ghaium Dehvari Pages 5-17
    This paper discussed the effect of adding a pumice pozzolans and metakaolin composition on durability properties of self-compacting concrete (SCC) to present a corrosion-resistant mixed to be used for decks and piers of bridges in sea areas, and marine structures. Replacement of 10% pumice and 10% metakaolin and their 10% and 15% compositions as the replacement of some part of cement were used for making mix plans of the research. Compressive strength, water permeability, specific electrical resistivity, rapid chloride migration tests (RCMT), and accelerated corrosion tests were carried out. The tests were performed at the ages of 7, 14, 28, 56, 90, and 180 days. The results showed that a pumice and metakaolin composition maintained SCC’s mechanical properties, improved concrete durability, and increased age cracking in the accelerated tests considerably as compared with a control sample. The samples reduced RCMT up to 28.1% and increased age cracking by 26.4%.
    Keywords: SCC, Pumice, Metakaolin, Rebar Corrosion
  • Ali Sadr Momtazi, Hamid Reza Naser Saeed*, Abolfazl Ali Zadeh Sahraei Pages 19-27
    Application of nanoparticles in cement, regarding their synthesis and utilization procedure, provides various mechanical, electrical and thermal properties to cement based composites. The superior properties of carbon nanotubes (CNTs) have made them as one of the most beneficial nano-reinforcement material. On the other hand, metal particles have been known to be effective for enhancing electrical properties. Accordingly, it seems that the synergistic incorporation of CNTs and copper particles can introduce suitable piezoelectric properties to cement matrices. To this end, in the current investigation, in order to prepare the reinforcement material, copper coated CNTs were prepared using an efficient electroless deposition process. The synthesized samples were characterized using SEM, TEM, XRD, TGA, ICP and AAS. Our results revealed that the process covers most surfaces of the CNTs. Furthermore, the calculated bath efficiency showed to be more than 99%
    Keywords: Carbon Nanotubes, Smart Concrete, Copper, Electroless Coating
  • Ali Ghasemi *, Payam Hosseini, Hormoz Famili Pages 29-37
    Utilization of pozzolanic materials is one of the strategies applied to reduce pollution emitted during cement production. In this regard, rice husk ash produced through controlled incineration shows high pozzolanic performance which causes reasonable improvement in mechanical and durability properties of concrete materials. Moreover, acid treatment before incineration process is one of the most effective methods which is attracted less attention.
    According to the above mentioned issues, in the current study, the influence of acid treated rice husk ash on mechanical and durability characteristics of concrete was investigated. In addition, to make an exact comparison, concrete mixtures incorporating untreated rice husk ash, zeolite, and silica fume were fabricated and tested. Testing program includes compressive strength, water penetration under pressure, electrical resistivity, half-cell potential, and rapid chloride permeability tests.
    Results indicated that acid treated rice husk ash performed much better than untreated one and zeolite in increasing compressive strength and durability indices. Moreover, concrete containing silica fume had higher durability compared to concrete incorporating treated rice husk ash; however, the influence of treated rice husk ash on compressive strength was very similar to silica fume.
    Keywords: Rice husk ash, Acid treated rice husk ash, Compressive strength, Durability
  • J. Esmaeili *, J. Kasaei, A. Rostamimehr, B. Atashfaraz Pages 39-55
    The development of new types of high performance concrete such as self-consolidating concrete (SCC) and lightweight concrete (LWC)responds to some of the urgent needs of the construction sector. The use of lightweight aggregates in the production of SCC combines the favorable properties of LWC and SCC in self-consolidating lightweight concrete (SCLC). However, there are few studies on properties of SCLC up to now. In this study, the effects of polypropylene fibers on strength and transport properties of SCLC were investigated. Two types of polypropylene fibers, 6mm and 12mm long, were used in SCLC mixtures at different contents of 0%, 0.025%, 0.05% and 0.1% by total volume of concrete. The fresh properties of SCLCs were observed through slump flow time and diameter, V-funnel flow time and J-ring tests. Unit weight, compressive strength, flexural strength, pulse velocity, water absorption, and sorptivity were measured in all SCLC mixes and compared with that of the control mixture. It has been found that using polypropylene fibers in SCLC can lead to improvement in both strength and transport properties of concrete
    Keywords: Polypropylene fibers, Self, consolidating lightweight concrete, Strength properties, Transport properties
  • Ladan Hatami, Masoud Jamshidi* Pages 57-69
    Colored self-compacting mortar (C-SCM) is a novel technology used in architectural construction, decoration and concrete rehabilitation. Obtaining an optimum mix design for C-SCM requires sufficient mechanical properties along with emergence of the desired colors. Therefore, it is important to define proper pigment content in the mixture. In addition, if pigment can act as a coloring filler, it will appropriately apply to SCM matrix. In this research, the effect of combinative (mixture of organic and inorganic) pigment on mechanical and colorimetric properties of SCM at pigment contents of 2, 5 and 10% were investigated. Furthermore, replacing pigment with siliceous filler was performed to study the filling ability of the pigment. Results indicated that the combinative pigment could efficiently function as coloring filler and contents of less than 5% led to superior colors and mechanical properties.
    Keywords: Colored Self, Compacting Mortar (C, SCM), Combinative Pigment, siliceous filler, Colorimetric Properties, Mechanical Properties
  • M. Rahmanpour *, H. Afshin Pages 71-82
    From the vulnerable part of reinforced concrete in bending frames resistant to earthquake, the near column area. In the beams retrofitting realm, the reinforcement of this area due to high shear forces enjoys an extreme importance. Among the main retrofitting methods, two methods are retrofitting by steel covers and CFRP Polymer coating which has their own special merits and demerits. In order to enjoy the merits and overcome the demerits, these to methods can be combined together. In this laboratory research, first 4 samples built with light reinforced concrete were destroyed under cycling loading. Then, 2 samples of concrete beams close to the joint area were made resistant by the concurrent using of steel plates and CFRP jackets and for the other two samples just CFRP was used. The steel plates were used for bending resistance and CFRP was used for making confinement and shear reinforcement. The results revealed good performance of these combined method in reinforcement of light structural concrete beams in the area close to the joint. That is, the coefficient index of reconstructed beams forming by combination compared with the use of CFRP only, was increased almost a hundred percent. Also, the sudden collapse of resistance during the loading was not registered in these samples.
    Keywords: Retrofitting, Steel Plate, reinforced light structural, Fiber Polymer Carbon, cycling loads
  • S. Manie, E. Jami *, S. Rostami Pages 83-95
    Fiber reinforced polymer (FRP) composites are widely used in retrofit and strengthening of reinforced concrete (RC) structures. FRP composites are applicable for strengthening various structural elements including beams, columns and plane elements such as floor slabs and shear walls. Despite their broad usage, available guidelines typically do not contain a comprehensive procedure for retrofitting design of RC elements under general loading conditions. As RC columns are essentially subjected to simultaneous axial force and bending moment in monolithic construction, their evaluation and retrofit under such combined effects are of major importance in the retrofit design process. It appears that available expressions in most design guidelines merely accounts for the possible increase in the compressive strength of concrete due to the enhanced confinement on the concrete core provided by the FRP jackets. Theoretical and experimental studies on the behavior of columns confined by FPR composites subjected to axial force and bending moment are available in the literature. Those studies have demonstrated that FRP jacketing enhances the elements behavior in term of both strength and ductility. Most of studies are primarily devoted to the strengthening of RC elements under pure axial force. In recent years, however, studies have been conducted on response of RC elements under combined effects of axial load and uniaxial bending. Rocca (2009), among others, conducted a very precise and valuable practical study on the effects of bending moments on retrofitting of RC columns using FRP composite. He introduced the interaction curves of retrofitted RC columns with FRP jackets based on the principles of equilibrium and strain compatibility. Moreover, results of various experimental tests are found in the literature emphasizing the behavior of RC elements under eccentric loading conditions. Such tests have investigated the effects of various parameters including the strength of FRP composites, number of FRP layers, orientation of FRP layers, etc. on both the strength and ductility of the retrofitted members.
    Keywords: RC columns strengthening, biaxial bending, FRP, retrofitting, interaction curve
  • H. Dabbagh *, R. Chobdarian Pages 97-111
    Strut-and-Tie model is an analytical approach to predict the strength of reinforced concrete members with geometric or statical discontinuous regions. This method based on load paths throughout the members, provides a corresponding truss. Then the failure load is predicted by analyzing the truss model. Although the strut-and-tie model is usually applied for monotonically loaded members, we need more studying about cyclic loading. The behavior of structures under cyclic loads due to the complex nature of this type of load on the structural performance requires the use of advanced finite element method which requires expertise in this base. The estimated failure load and its corresponding deformation are the main objective of this research. Forty and four samples including short shear walls, short columns and deep beams tested by other researchers throughout the literature have been selected. Then their truss models as well as their three dimensional finite element models are analyzed using ABAQUS software. The comparison of experimental and analytical results shows fair correlation between them.
    Keywords: Strut, and, Tie model, finite element analyze, reinforced concrete, cyclic loading, discontinues area
  • Reza Farokhzad*, Sajad Yaseri, Mohammad Hosein Entezarian, Amir Yavari Pages 113-130
    Today, one of the most important indices in the design, construction, and operation of concrete structures is paying particular attention to sustainable development and environmental issues so that the useful life of structures is increased in order for economic savings and environmental protection. Accordingly, researchers have proposed permanent concrete durability idea along with strength concrete and improved the strength and durability of concrete and also reduced cement consumption by replacing natural additives. In this regard, to assess the durability of pozzolan-containing concrete against sulfate attacks, in this paper, a variety of additives including zeolite, fly ash, metakaolin, as well as micro and nano silica was used as an alternative for a part of cement. In order to investigate the effect of different types of sulfates, concrete was placed within four saturation environments containing iron, magnesium, sodium, and calcium sulfates and the control saturation sample was made in limewater to compare all the designs. The samples were evaluated using compressive strength test and ultrasonic test at the ages of 7, 14, 28, 60, 180, and 360 days. The results showed the concrete containing micro and nano silica had maximum strength against sulfate attacks and the devastating effects of magnesium, sodium, and calcium sulfates and low effect of iron sulfate were respectively demonstrated. Investigating the velocity of ultrasonic waves also showed that wave velocity increased by increasing the age from 180 to 360 days and increasing the formation of Ettringite, a destructive substance, in concrete. The highest effect of increased velocity was observed by increasing Ettringite in the calcium sulfate samples.
    Keywords: Pozzolan Concrete, Ettringite, Concrete Durability, Sulfate, Ultrason
  • Saman Shoorabi Sani *, Mona Kalate Arabi, Ali Akbar Khazae Pages 129-149
    This paper presents the development of an automatic wireless sensor monitoring system for civil engineering structures. The objective is to provide a solution to measure both temperature and humidity inside a concrete structure. The research has been focused in the early age and curing phase period. Four solutions have been addressed. The first one involves the use of a negative temperature coefficient (NTC) thermistor and an IRIS mote allowing for the creation of an IEEE 802.15.4 network. However, the results have shown that the sensor measurements present a 5 C standard deviation between the actual and the experimental values. The second one considers the use of the SHT15 (humidity/temperature) sensor, together with the PIC18F4680 microcontroller or the Arduino platform. The third solution involves the use of the SHT21S (humidity/temperature) sensor and the eZ430-RF2500 wireless development tool platform for the MSP430 microcontroller. In this case, the temperature readings were successfully performed for the first 16 h, while the humidity values were successfully obtained for the first 24 h of the experiment. Although the set of measured values is very promising for the SHT15 and SHT21S sensors, both sensors have stopped working after some time, showing that direct contact between the sensor and the concrete alkaline environment causes its breakdown. Finally, the fourth solution considers both the SHT15 and SHT21S sensors completely shielded allowing for the creation of a long-term solution. As, the SHT15 and SHT12S sensors have not been affected by the alkaline environment for more than two months of operation, enabling real-time and continuous monitoring with almost non-intrusive tiny devices, the potential of applying the proposed inexpensive wireless sensor network approach is verified.
    Keywords: Wireless sensor networks, Structural health monitoring, Concrete, Sensor, Temperature, Humidity