فهرست مطالب

تحقیقات بتن ایران - سال نهم شماره 2 (پاییز و زمستان 1395)
  • سال نهم شماره 2 (پاییز و زمستان 1395)
  • تاریخ انتشار: 1395/12/25
  • تعداد عناوین: 10
|
  • مقاله پژوهشی
  • امیررضا پیلوار، علی اکبر رمضانیانپور، حسین رجایی صفحات 5-15
    تاکنون روش های تسریع یافته مختلفی جهت تعیین مقاومت بتن در مقابل نفوذ یون های کلرید، ارائه شده است. رویکرد غالب در این روش ها، استفاده از شاخص های الکتریکی می باشد. در این تحقیق عملکرد چهار روش تسریع یافته ارزیابی بتن در مقابل نفوذ یون های کلرید شامل روش های RCPT، مهاجرت تسریع یافته الکتریکی (RCMT)، مقاومت الکتریکی سطحی (SR) و روش ارائه شده در دانشگاه صنعتی امیرکبیر (MRCPT) مورد بررسی قرار گرفته است. در این تحقیق، از دوده سیلیس به عنوان ماده جای گزین سیمان به میزان 5/7 و 15 درصد استفاده شده است. نتایج چهار روش، کاهش قابل توجهی در نفوذپذیری کلریدی نمونه های بتن حاوی دوده سیلیس نسبت به طرح های کنترل نشان دادند. دو روش RCPT و SR، بهبود عملکرد را بیش از حد واقع نشان می دهند. این بهبود در نتایج روش RCMT تا حدودی تعدیل می یابد اما روش MRCPT کمترین تاثیر را از جایگزینی دوده سیلیس از خود نشان داد. با توجه به نتایج بدست آمده، تغییرات رسانایی مایع منفذی بر نتایج آزمایش های RCPT و SR بسیار تاثیرگذار می باشد و روش MRCPT کمترین تاثیر را از تغییرات رسانایی مایع منفذی دارد.
    کلیدواژگان: بتن، نفوذ یون های کلرید، رسانایی، مقاومت الکتریکی، مایع منفذی
  • مصطفی خانزادی، ساسان معتقد، علیرضا اسدیان اردکانی صفحات 17-27
    استفاده از بتن خود متراکم بدلیل مزایای فراوان در سازه ها رو به افزایش است. درعملکرد و ایمنی اعضای سازه، خواص بتن سخت شده نقش کلیدی دارد. تعیین میزان بهینه مواد تشکیل دهنده بتن به منظور حصول همزمان بهترین مجموعه از خواص مفید انجام می گیرد. هر چه محدوده ارائه شده برای مواد تشکیل دهنده فشرده تر باشد، می توان با هزینه کمتر و دقت بیشتر به خواص مورد نظر در طرح اختلاط رسید. در این مقاله بر اساس بهینه سازی چند معیاره با استفاده از الگوریتم ازدحام ذرات محدوده ای باریک برای طرح اختلاط بتن های خود متراکم بر اساس نیازهای تیرهای پیش ساخته- پیش تنیده ارائه شده است. این روش با محدود نمودن بازه مواد انتخابی در محدوده بهینه دقت طرح اختلاط را افزایش و هزینه را کاهش خواهد داد. نتایج این پژوهش کاربرد موفقیت آمیز روش بهینه سازی پارتو را در تسهیل طرح اختلاط بهینه بتن های خود متراکم نشان می دهد. در این صورت فرایند ارائه طرح اختلاط در مدت زمان کم ممکن خواهد شد
    کلیدواژگان: مقاومت فشاری، خزش، مدول الاستیسیته، بهینه پارتو، الگوریتم بهینه سازی ازدحام ذرات
  • محمدحسین ثقفی، هاشم شریعتمدار، علی خیرالدین صفحات 29-42
    کامپوزیت های سیمانی الیافی به صورت موادی مرکب با دو مولفه اصلی شامل الیاف و ملات تعریف می شوند. الیاف و ملات به سبب وجود پیوستگی با یکدیگر کار می کنند که منجر به تشکیل یک کامپوزیت قوی می گردد. کامپوزیت های سیمانی الیافی توانمند (HPFRCC) یک نوع خاص از کامپوزیت های سیمانی الیافی هستند که علامت مشخصه ی آن ها رفتار سخت شوندگی کرنش درکشش پس از اولین ترک خوردگی است. هدف از این مقاله درک بهتر رفتار سخت شوندگی کرنش در کامپوزیت های سیمانی الیافی توانمند تحت بارهای فشاری تک محوری، خمش چهار نقطه ای و برش خالص است. پارامترهای موثر در این پژوهش نوع الیاف و مسیر بارگذاری است. در این آزمایش ها از سه نوع الیاف شامل الیاف فولادی قلاب دار، الیاف فولادی موجدار، الیاف پلی پروپیلن، به صورت الیاف تنها و ترکیبی با میزان حجمی 5/1% در مخلوط ملات استفاده شده است. جهت دستیابی به رفتار سخت شوندگی کرنش قابل قبول نسبت های اختلاطی مختلفی موردبررسی قرار گرفته است و بهترین طرح اختلاط معرفی گردیده است. مسیرهای بارگذاری انتخاب شده شامل بارگذاری فشاری تک محوری، خمش چهار نقطه ای و برش خالص است. خصوصیات مکانیکی در فشار با استفاده از نمونه های استوانه ای تعیین شده است. آزمایش های خمش چهار نقطه ای بر روی نمونه های منشوری بدون شکاف و آزمون های برش مستقیم بر روی نمونه های شکاف دار (جهت کاهش سطح مقطع با گسیختگی اجباری) انجام شده است. نتایج به دست آمده از آزمایش ها، جهت ارزیابی تاثیر نوع الیاف، بر طاقت خمشی، برشی و شکل پذیری در فشار مورد آنالیز بیشتر قرارگرفته اند. نتایج نشان می دهد که خصوصیات مکانیکی HPFRCC، افزایش قابل توجهی نسبت به بتن معمولی در آن ها ایجاد می گردد. استفاده از HPFRCC با توجه به عملکرد مناسب در فشار، کشش و برش می تواند به عنوان راهکاری به منظور جلوگیری از تراکم آرماتور، کاهش میزان زیاد آرماتورهای عرضی در اتصالات تیر به ستون و افزایش ظرفیت برشی و شکل پذیری اعضا باشد.
    کلیدواژگان: کامپوزیت های سیمانی الیافی توانمند (HPFRCC)، سخت شوندگی کرنش، ضریب طاقت خمشی، ضریب طاقت برشی
  • مرتضی نقی پور، مهدی تازیکه، باقر حسینیان صفحات 43-53
    با توجه به منابع زیاد زباله زغال سنگ و اثرات مخرب آن بر محیط زیست و طبیعت ، ارائه راهکارهای مهندسی جهت بهره برداری از این زباله ها در ساخت بتن، می تواند اثر بسیار زیادی در استفاده از این زباله ها و به دنبال آن کاهش خطرات زیست محیطی ناشی از دپوی این زباله ها در طبیعت شود. در مقاله حاضر از زباله زغال سنگ جیگ و فلوتاسیون، که از اطراف کارخانه زغال شویی البرز مرکزی در شهرستان زیراب استان مازندران بدست آمده است، به عنوان جایگزین بخشی از سیمان و ریزدانه مصرفی جهت ساخت بتن با مقاومت های فشاری هدف 20 و31 مگاپاسکال استفاده شده است و سپس تاثیر درصدهای مختلف این جایگزینی بر خواص مقاومت فشاری بتن های حاصل مورد بررسی قرار می گیرد. براساس نتایج مقاومت های فشاری بدست آمده، بهترین درصد جایگزینی ماسه مصرفی با ریزدانه زباله زغال سنگ جیگ ، 10% و بهترین درصد جایگزینی سیمان مصرفی با پودر زباله زغال سنگ جیگ و فلوتاسیون ، 5% برای نمونه های با سن 28 روزه حاصل شده است.
    کلیدواژگان: زباله زغال سنگ جیگ و فلوتاسیون، بتن، مقاومت فشاری
  • علی دلنواز صفحات 55-63
    بتن سبک از جمله مواد جدیدی می باشد که در سالیان اخیر به خاطر مزایای عملی استفاده از آن، به عنوان یکی از مصالح سازه ای مهم شناخته شده و تقاضا برای استفاده از آن در حال افزایش است. در این تحقیق اثر میکروسیلیس بر دوام بتن سبک و میزان نفوذپذیری آنها در مقابل یون کلرید بررسی شده است. به این منظور پارامترهای اساسی در طرح اختلاط بتن مانند نسبت آب به سیمان و همچنین درصد میکروسیلیس به عنوان پارامترهای اصلی تعیین گردیده اند و اثر آن بر مقاومت فشاری، دوام و ضریب نفوذپذیری یون کلراید در بتن مورد بررسی قرار گرفته و در انتها یک مدل مبتنی بر شبکه عصبی برای تعیین ضریب نفوذ کلراید در بتن ارائه شده است.
    کلیدواژگان: بتن سبک، میکرو سیلیس، کلرید، ضریب نفوذپذیری
  • محمد مقصودی، علی اکبر مقصودی، سعید شجاعی صفحات 65-77
    پیش تنیدگی اعضای بتنی، بمنظور غلبه بر ضعف ذاتی کششی بتن و با هدف به کارگیری کل ظرفیت فشاری بتن و بهبود شرایط بهره برداری سازه معرفی شد. در چنین سازه هایی، نیاز به بتن های با مقاومت بالاتر نسبت به سازه های بتن آرمه، بدلیل افت کمتر نیروی پیش تنیدگی، تشخیص داده شده است. تحقیقات بسیار اندکی در مورد کاربرد ابربتن های خودتراکم (مقاومت فشاری بیش از 80 مگاپاسکال)، در چنین اعضایی در اختیار است. در تحقیق حاضر روش های مدل سازی عددی اجزا محدود، شامل فنر و فرمول بندی تماس در اعضای پس کشیده با کابل بدون پیوستگی، مورد بررسی قرار گرفت. سپس در مقیاس واقعی، تیر I- شکل پس کشیده، دو دهانه با یک عدد کابل بدون پیوستگی و خروج از مرکزیت متغیر دارای ابربتن خودتراکم مقاوم سازی شده با الیاف CFRP در دو ناحیه ممان منفی و مثبت، ساخته و در حین آزمایش بارگذاری، بکمک انواع حسگرهای نصب شده بر آن، پایش شد. مقایسه نتایج مدل سازی عددی به روش فرمول بندی تماس و پایش تیر مزبور برای الگوی ترک خوردگی و انواع شکل پذیری ها (که در نواحی زلزله خیز حائز اهمیت است)، مورد ارزیابی قرار گرفته و این نتایج حاصل شد: با استفاده از مدل سازی انجام شده و با مش بندی بهینه بدست آمده، آنالیز حساسیت نسبت به زاویه اتساعانجام گرفت که زاویه اتساع 36 درجه بهترین تطابق را برای نتایج عددی و آزمایشگاهی تیر مزبور، بدست داد. علیرغم عدم پیوستگی تاندون در طول دو دهانه تیر مقاوم سازی شده، الگوی ترک خوردگی آزمایشگاهی و عددی در مراحل مختلف بار گذاری تا مرحله تخریب عضو، از تطابق بسیار مطلوبی برخوردار است.
    کلیدواژگان: پایش، تیر سراسری پس کشیده، ابربتن خودتراکم، مقاوم سازی، اجزاء محدود
  • ریحانه اسکندری، داود وفائی ملامحمود، حمید شهرآبادی صفحات 79-95
    در این تحقیق عملکرد لرزه ای سیستم دوگانه قاب خمشی بتنی با دو نوع مهاربند همگرای ویژه و مهاربند کمانش ناپذیر تحت زلزله های حوزه دور و نزدیک گسل مورد مطالعه قرار گفته است. برای این منظور قابهای 4، 8، 12 و 16 طبقه برای منطقه با خطر لرزه خیزی خیلی شدید بر اساس روش آئین نامه ای طراحی شده و تحت تحلیل های غیرخطی قرارگرفتند. جهت در نظر گرفتن خصوصیات مختلف زلزله های نزدیک گسل، 10 رکورد با خصوصیت رو به پارگی گسل و 10 رکورد باخصوصیت حرکت پرتابی انتخاب و نتایج با مشاهدات حاصل از 10 رکورد حوزه دور مورد بررسی و مقایسه قرار گرفت. نتایج بدست آمده حاکی از آن است که روش طراحی بکار گرفته شده مناسب بوده و هر دو سیستم خمشی مهاربندی عملکرد قابل قبولی داشتند. برای هر دو سیستم دوگانه زلزله های حوزه نزدیک، بخصوص با خصوصیت رو به پارگی گسل، خطرناکتر بوده و برخی از رکوردهای این حوزه تغییرمکان های نسبتا شدیدی در سازه ها ایجاد می کردند. با توجه به میانگین نتایج، برای قاب کوتاه مرتبه سیستم خمشی با مهاربندی همگرای ویژه عملکرد نسبتا بهتری داشت، در حالیکه برای قابهای متوسط و بلند مرتبه عملکرد مطلوبتر مربوط به سیستم خمشی با مهاربندی کمانش ناپذیر بود.
    کلیدواژگان: سیستم دوگانه، قاب خمشی بتنی، مهاربند فلزی، زلزله های حوزه دور و نزدیک گسل
  • سید سعید میررضائی، مجید برقیان *، حسین غفارزاده، مسعود فرزام صفحات 97-110
    پل های یکپارچه پل های بدون درزی هستند که دارای شالوده انعطاف پذیر با یک ردیف شمع فلزی می باشند. از مهم ترین عوامل در تعیین حداکثر طول پل یکپارچه، ظرفیت حرکت جانبی شمع ها در برابر بارهای جانبی ناشی از تغییرات دمایی و نظایر آن می باشد. با افزایش ظرفیت حرکت جانبی شمع ها، می توان پل های طویل تری را ساخت. نحوه اتصال شمع به کوله در ظرفیت حرکت جانبی شمع موثر می باشد. میزان طول دفن شدگی شمع در داخل کوله، نقش مهمی در مقاومت اتصال دارد. در این مقاله رابطه ای جهت یافتن طول گیرایی شمع در داخل کوله بر اساس مقاومت خمشی شمع ارائه شده است. برای ارزیابی کارآیی این روش، دو نمونه آزمایشگاهی با طول های دفن شدگی مختلف ساخته شدند. نتایج حاصله از بارگذاری جانبی شمع ها به همراه مطالعه عددی نشان داد که با افزایش طول دفن شدگی از مقدار کمتر به مقدار بیشتر از رابطه پیشنهادی، ظرفیت خمشی اتصال را تا دو برابر افزایش داد.
    کلیدواژگان: پلهای یکپارچه، ظرفیت حرکت جانبی شمع، اتصال شمع فلزی به کوله بتن آرمه، مقاومت خمشی شمع فلزی، طول دفن شدگی شمع
  • احمدرضا گلستان *، علیرضا حاجیانی بوشهریان صفحات 111-121
    الیاف فلزی دارای مدول الاستیسیته و کرنش شکست بالایی بوده که با توجه به قابلیت شکل پذیری مناسب و مقاومت کششی بالا از مناسب ترین و اقتصادیترین نوع الیاف به حساب میآید. همچنین نفوذ مواد به شکل سیال به داخل بتن سخت شده اثر نامطلوبی بر دوام بتن خواهد داشت. مقدار نفوذ، بستگی به میزان نفوذپذیری بتن سخت شده دارد. اصولا در اجرای مخازن و سدهای بتنی، پارامتر مقاومت و نفوذپذیری بتن در مقابل آب، بسیار مهم می باشد و استفاده از بتن های خاص در این گونه پروژه ها رایج می باشد. لذا در این پژوهش سعی شده است که رفتار بتن های الیاف فلزی در برابر نفوذپذیری آب در بتن و مقاومت فشاری آن را با تغییر در درصدهای الیاف فلزی و مقدار مصالح درشت دانه، بررسی نموده و در نهایت، طرح اختلاط مناسبی ارائه گردد. برای این منظور، 4 طرح اختلاط بر مبنای مقاومت فشاری 40 مگاپاسکال و 42/0 = W/C و بزرگترین درشت دانه ی مصالح سنگی که به ترتیب 19، 5/12، 5/9 و 75/4 میلی متر بودند، طراحی شدند و سپس جهت بهبود خواص بتن، درصد توصیه شده ای از میکروسیلیس و فوق روان کننده اضافه گردید. هر طرح اختلاط نیز شامل الیاف فلزی با درصدهای حجمی صفر و 3/0، 6/0، 9/0 و 2/1 از حجم بتن می باشد. در ادامه مقاومت فشاری آزمونه های مکعبی شاهد و الیافی در سنین مورد نظر 7 و 28 روزه توسط دستگاه بتن شکن تعیین و ثبت شد. همچنین آزمونه های استوانه ای شاهد و الیافی نیز در سن 28 روزه توسط دستگاه تست نفوذپذیری، آزمایش گردیدند. نتایج آزمایش ها حاکی از آن بودند که کاربرد الیاف فلزی در درصدهای پایین (3/0 و 6/0)، تاثیر چندانی بر مقاومت فشاری نمونه ها ندارد، اما در درصدهای بالای الیاف فلزی (9/0 و 2/1)، مقاومت فشاری نمونه ها نیز افزایش می یابد. همچنین در تمامی موارد نفوذپذیری بتن الیاف فلزی در مقایسه با بتن معمولی کمتر است، بطوریکه در اکثر طرح اختلاط‎ها با افزایش درصد الیاف فلزی، و کاهش اندازه سنگدانه ی شن، ضریب نفوذپذیری کاهش می‎یابد. در نهایت با توجه به بررسی نتایج، بتن الیاف فلزی با بزرگترین سنگدانه ی شنی 5/9 میلی متر و درصد الیاف 2/1، به عنوان برترین طرح اختلاط معرفی شد.
    کلیدواژگان: مقاومت فشاری، نفوذپذیری، الیاف فولادی، میکروسیلیس، فوق روان کننده
  • الهام اسراری *، فیروز شجاع پور صفحات 123-130
    پساب حاصل ازتصفیه فاضلاب واستفاده مجدد از آن، به عنوان یکی ازمسائل مهم در طرح های جمع آوری وتصفیه فاضلاب صنعتی می باشد. در این تحقیق از فاضلاب شهری حاصل از حوضچه های ته نشینی اول، حوضچه ته نشینی دوم، فیلتر شنی و حوضچه خروجی نهایی بعد از تصفیه(به عنوان آب اختلاط بتن) در تهیه قالب های منشوری116*40*40 استفاده گردید. سپس مقاومت خمشی وفشاری 3، 7 و28 روزه نمونه ها با بتن تهیه شده ازآب آشامیدنی مقایسه گردید. درتمام آزمایش ها طرح اختلاط بتن یکسان است و تنها کیفیت آب اختلاط متغیر است. نتایج نشان می دهد که اثر ناخالصی های پساب درمقاومت خمشی و فشاری 7 و 28 روزه محسوس است .در صورتی که ناخالصی های پساب روی مقاومت خمشی 3 روزه تاثیر چندانی ندارد. مقاومتهای اندازه گیری شده،  بالاتر از بتن تهیه شده با آب آشامیدنی است. با توجه به نتایج ، استفاده از پساب تصفیه شده صنایع برای تهیه بتن سیمان سفید توصیه می گردد.
    کلیدواژگان: بتن، پساب تصفیه شده، سیمان سفید، مقاومت فشاری، مقاومت خمشی
|
  • A. Pilvar, A.A. Ramezanianpour, H. Rajaie Pages 5-15
    The present study is an exploratory research that appraise and compare the performance of four rapid tests for assessing the chloride penetration of concrete; RCPT, RCMT, SR and MRCPT. Due to the concern raised by some scholars about the effect that the conductivity of the pore solution impinges upon the results on some of these rapid tests, Silica fume was used as Supplementary cementitious material in portions of 7.5% and 15%. All four methods exhibited substantial decrease in the chloride permeability of the concrete samples with silica fume as compared to control samples, at the age of 28 days. The increase in performance caused by Silica fume usage was significant for RCPT and SR methods, moderate for RCMT and marginal for MRCPT. The results show that the variation in the conductivity of the pore solution significantly alters the results of SR and RCPT tests, and marginally alters those of MRCPT.
    Keywords: concrete, Chloride Permeability, Conductivity, Resistivity, Pore solution
  • Mostafa Khanzadi, Sasan Motaghed, Alireza Asadian Ardakani Pages 17-27
    Because of the many advantages, using of self competing concrete (SCC) in structures is increasing. Construction of precast-prefabricated components, with the use of concrete has also recently been considered. Concrete properties have significant role in precast-prefabricated girders behavior. Exact prediction of these properties is the base of members analysis and design. Determine the optimum composition is the mean to obtain the best set of useful concrete properties. In this paper, SCC mix design optimization method is presented based on multi-criteria optimization using particle swarm algorithm (PSO). The results show the Successful application of Pareto optimization method in the optimization of scc mix design used in bridge girders.
    Keywords: compressive strength, Early age strength, Pareto optimal, Particle swarm optimization algorithm (PSO)
  • M.H. Saghafi, H. Shariatmadar, A. Kheyroddin Pages 29-42
    High Performance Fiber Reinforced Cementitious composites (HPFRCCs) are basically integrated with two main components including fiber and mortar. These two ingredients are interactively affected due to interfacial bonding which develop a strong composite. HPFRCCs are specific kinds of Fiber Reinforced cementitious composites which can undergo strain hardening behavior after initial cracks. In the present study, it is aimed to understand the strain hardening behavior of HPFRCCs under uniaxial compression, four-point flexural loads and pure shear. The types of fibers and loading path are the effective parameters in this study. Three types of fibers including Hooked end steel fibers, wavy steel fibers and Poly propylene fibers have been solely used or compounded 1.5% by volume of fibers in mortar mixtures. Different mix ratios have been evaluated to achieve the acceptable strain hardening behavior and the best mix ratio has been introduced. Uniaxial compression, four-point flexural loads and pure shear have been chosen as loading paths. The four-point flexural tests on splitless prisms and direct shear tests on split specimens (to decrease the non-optional failure cross section) have been applied. The test results have been more evaluated to assess the effects of types of fibers on shear and flexural toughness and ductility under compression. It is revealed that the mechanical properties of HPFRCCs have been considerably enhanced rather than normal concretes. HPFRCCs can be applied as an appropriate technique to restrain the reinforcement congestion, decrease the high value of transverse reinforcements at beam-column joints and also improve the shear capacity and ductility of the members.
    Keywords: HPFRCC, Strain hardening, Flexural Toughness Factor, Shear toughness factor
  • M. Naghipour, M. Tazikeh, B. Hoseinian Pages 43-53
    With respect of a lot of resources of coal waste and its destructive impacts on environment & nature, presentation of engineering solutions for apply of this waste in concrete construction can have great impact on use of these coal wastes & subsequently, the decrease of environmental risks due to coal waste depot in nature. In this article from jig and flotation coal waste that is obtained around of the central Alborz markazi coal washing Factory in Zirab city of Mazandaran province, it use in concrete as substitution a part of cement and fine aggregate with two different resistance (20&31 MPa). Afterwards, the impact on various percentages of this substitution is reviewed on compressive strength properties of concrete. Base on gained compressive strength results, the best substitution percentage of used sand with fine aggregate of jig coal waste is 10% & the best substitution percentage of used cement with the powder of jig and flotation coal waste is 5% for the sample with 28 days age.
    Keywords: jig, flotation coal waste, concrete, compressive strength
  • A. Delnavaz Pages 55-63
    Light weight concrete, because of its practical benefits, is known as one of the most important structural materials in recent years. However, due to the high porosity of aggregates in the concrete, permeability models, specifications for durability and compressive strength of light weight concrete is different with ordinary concrete. In this article the effects of silica fume on the properties and durability of light weight concrete against chloride ion permeability is investigated. For this purpose, the basic parameters such as the ratio of water to cement in the concrete mix design and percentage of silica fume as the main parameters were analyzed And its effect on compressive strength, durability and permeability of chloride ion in lightweight concrete was studied. According to the chloride ion concentrations at various depths in concrete, the chloride penetration coefficient for concrete was determined according to the Fick's second law. Finally, a neural network based model for determining chloride penetration in concrete is presented.
    Keywords: Lightweight Concrete, Silica Fume, Chloride Permeability
  • M. Maghsoudi, A.A. Maghsoudi, S. Shojaee Pages 65-77
    The prestressed concrete was first introduced to predominance the concrete tension weakness and use the concrete compressive capacity to improve the serviceability state of such members. In these members the need of utilization of concrete with higher strength due to their lower prestressed losses have been recognized. There are very little investigations on prestressed members consisting of ultra high strngthed concrete, UHSC (concret with a compressive strength higher than 80MPa). This has led to concrete constructions with posttensioned ultra-high strength self-consolidating concrete, UHSSCC, which is relatively new category of concrete. Over the last two decades, numerous studies (experimentally and theoretically) have been conducted on the behavior of simply-supported and continuous reinforced concrete (RC) beams, that were strengthened with fiber reinforced polymer (FRP) composites. This paper investigates the finite element methods for modeling the unbounded posttensioned concrete beams. This objective is achieved by conducting flexural testing of unbonded post-tensioned UHSSCC continuous (full scale) I-beam strengthened by carbon fiber reinforced polymer, CFRP sheets in sagging and hogging regions. The numerical results was compared with experimental results in terms of crack pattern and different ductility indexes (which are significant is seismic zones) and the following results were drawn: Considering the optimized mesh density and the sensitivity analysis to dilation angle, a dilation angle of 36 yielded the best results comparing the numerical and experimental results. Despite the the application of unbounded tendon along the two span of the beam, the numerical and experimental crack pattern at different load steps were reasonably matched.
    Keywords: Monitored, Unbounded post, tensioned tendone, strengthened, Finite element, UHSSCC
  • Reyhaneh Eskandari, Davoud Vafaei, Hamid Shahrabadi Pages 79-95
    In this study, the seismic performance of reinforced concrete (RC) frames equipped with two different kinds of braces, i.e. special concentric braces (SCB) and buckling restrained braces (BRB), was investigated. Eight frames with various numbers of stories (four-, eight-, 12- and 16-story for each dual system) were designed on the basis of a code-design method for a high risk seismic zone. Nonlinear static and dynamic analyses of the frames have been performed using OpenSees software. To consider different ground motion characteristics, an array of time-series from ordinary far-fault records to near-fault motions with forward-directivity and fling-step effects was employed. Results from the analytical study indicate that the utilized design method for both dual systems was reasonable and the mean maximum drift of the frames under all ground motion sets were in acceptable range. Near-fault motions, especially records with forward-directivity effects, imposed higher demands than far-faults. For low-rise frames structural system of RC-SCBshowed better performance than RC-BRB, while better performance of the other frames were shown for RC-BRB system.
    Keywords: Reinforced concrete, Steel braces, Dual system, Far, Near, fault records
  • Seyed Saeed Mirrezaei, Majid Barghian *, Hosein Ghaffarzadeh, Masoud Farzam Pages 97-110
    Integral bridges are jointless bridges that typically are constructed with flexible foundations which include one row of steel H piles. Because the main criterion limiting the length of integral bridges is the lateral displacement capacity of their supporting piles, longer integral bridges can be built by increasing that capacity. Detailing and the embedded length of pile inside the abutment of the bridges have a key role to provide shear and flexural resistance of pile - abutment connections. In this paper, first, a theoretical method was developed by authors to calculate the required embedded length of the pile, based on the plastic moment of the steel pile. Then, to evaluate the efficiency of proposed theoretical method, two specimens of pile-abutment connections were constructed with different embedded lengths of pile inside the abutment. The results of the experiment in conjunction with numerical and analytical studies showed that by increasing the embedded length less than the proposed method to the value of more than the proposed method increased the flexural capacity of the joint up to 100%.
    Keywords: Integral Bridge, Steel Pile-Abutment Connection, Flexural Strength of Steel Pile, Embedded Length of Pile
  • Ahmadreza Golestan *, Alireza Hajiani Boushehrian Pages 111-121
    Steel fibers have high elasticity modulus and failure strain. According to their deformability and high tensile strength, these products are considered as one of the most suitable and economic types of fibers. Additionally, seeping the fluid materials into the hardened concrete has an unfavorable effect on the concrete endurance. The amount of seepage depends on the permeability rate of hardened concrete. Essentially, in construction of the concrete tanks and dams, compression strength and permeability parameters of concrete against water is very important and it is so common to use the special concretes in these types of projects. Therefore, in the present study it has been tried to investigate the behavior of steel fibers concrete against permeability and its compression strength with a change in percentages of steel fibers. The effects of maximum coarse aggregate size on the compression strength and concrete permeability have also been studies. To achieve this goal, 4 mixing plans were designed based on the compression strength 40 MPa, water to cement ratio (W/C) equal to 0.42, the maximum coarse aggregate were respectively 19, 12.5, 9.5, 4.75 and then a suggested percentage of micro-silica and super-plasticizer was added in order to enhance the concrete properties. Each mixing design also includes steel fibers with volumetric percentages 0, 0.3, 0.6, 0.9 and 1.2 of the concrete. In the next step, compression strength of fiber cubic samples in considered ages of 7 and 28 days were determined and registered by the concrete- compression test apparatus. Meanwhile, the fiber cylindrical specimens in age of 28 days were also tested by the permeability tests apparatus. Results of these experiments showed that applying the metal fibers in low percentages (0.3 and 0.6), does not have considerable effect on the compression strength of samples, but in high percentages of metal fibers (0.9 and 1.2), compression strength of samples also increases. Additionally, in all cases, the concrete permeability of metal fibers is less than the ordinary concrete, so that in most designs, as steel fiber percentage increases and size of gravel aggregate decreases, the permeability coefficient tends to reduce. Finally, based on the experimental results, steel fiber concrete with the maximum gravel aggregate (9.5 mm) and the percentage fiber equal to 1.2 was introduced as the best mixing design
    Keywords: Compression Strength, permeability, Fiber Steel, Micro-silica, Super-plasticizer
  • Elham Asrari *, Firooz Shoja Pour Pages 123-130
    Disposal of effluent from wastewater treatment and reuse it is, one of the important issues in the collection and wastewater treatment industry. In this study, white cement has been produced by wastewater after treatment. For this purpose, wastewater has been gathered from first settling; second settling tank, sandy filter and final wastewater effluent. Actually, 116*40*40 mm rhomb models have been made. The wastewater has been used as mixing water. Bending strength compression 3, 7 and 28 days has been measured. In all experiments except quality of mixing water, other conditions were constant and the same. Therefore using wastewater on bending strength of 3 day has not effect. Actually, effect of impurities in the waste water and resistance to bending and compression 7 and 28 days were more tangible than 3 days bend in resistance. Actually, using industrial treatment wastewater to prepare white cement can be recommended.
    Keywords: concrete, municipal wastewater, white cement, Compressive strength, bending resistance