فهرست مطالب

  • سال یازدهم شماره 4 (زمستان 1397)
  • تاریخ انتشار: 1397/12/15
  • تعداد عناوین: 10
|
  • مقاله پژوهشی
  • پرویز قدوسی *، امیر مسعود صالحی صفحات 5-15
    اگر چه بتن خودتراکم برای مدت زمانی حدود 2 دهه است که توسعه یافته، اما همچنان استفاده وسیع و گسترده از آن محدود می باشد. یکی از مهمترین عوامل، عدم شناخت کامل خواص (بویژه در حالت تازه) این بتن و اثر تغییر نسبت های ترکیب مصالح و افزودنی ها بر عملکرد آن می باشد. در تحقیق حاضر با ساخت 7 مخلوط بر اساس یک مخلوط پایه (با تغییر در نسبت های ترکیب و استفاده از افزودنی ها)، تغییر سه خاصیت اصلی کارایی (پرکنندگی، عبور و مقاومت جداشدگی)، پارامترهای رئولوژی با استفاده از رئومتر بتن خودتراکم و مقاومت فشاری مورد بررسی قرار گرفته است. نتایج این تحقیق نشان می دهد که کاهش حجم خمیر باعث ایجاد نامناسب ترین تغییرات بر بتن خودتراکم می گردد. بر اساس نتایج رئوگراف، افزایش همزمان ویسکوزیته و تنش جاری باعث کاهش مقاومت جداشدگی گردیده و برای بهبود مقاومت جداشدگی بتن، کاهش تنش جاری و کاهش ویسکوزیته می تواند مناسب باشد. از سوی دیگر بر اساس نتایج تحقیق حاضر، در بتن های خودتراکم با نسبت آب به سیمان یکسان، افزایش همزمان تنش جاری و ویسکوزیته بتن نشاندهنده مقاومت فشاری کمتر بتن ها می باشد.
    کلیدواژگان: بتن خودتراکم، کارایی، خواص رئولوژی، مقاومت فشاری
  • امیر حسین کریمی *، محمد سعید کریمی، علی خیرالدین، عبدالعظیم امیر شاه کرمی صفحات 17-32
    در این تحقیق بررسی پارامتریک بر روی معیار پلاستیسیته بتن آسیب دیده که برای مدل سازی بتن و سایر مواد ترد و شکننده در نرم افزار آباکوس می باشد انجام شده است. از این معیار برای شبیه سازی دیوار مصالح بنایی تحت بارگذاری چرخه ای داخل صفحه استفاده شده است. در ابتدا معادلات این روش ارائه شده و سپس از این معیار برای شبیه سازی یک دیوار مصالح بنایی که نتایج آزمایشگاهی آن در دسترس می باشد استفاده شده است. ابعاد دیوار بررسی شده 195×1500×1720 میلی متر (ضخامت×ارتفاع×طول) بوده که تحت بارگذاری چرخه ای داخل صفحه قرار گرفته است. اثر پارامترهایی همچون زاویه اتساع، کرنش ترک خورگی، آسیب، بازیابی سختی، تنش ترک خورگی و غیره بررسی شده و نحوه تاثیر هر یک از آنها در منحنی چرخه ای بار-تغییر مکان دیوار مصالح بنایی ارائه شده است. نتایج حاصل از این تحقیق نشان داد که معیار پلاستیسیته بتن آسیب دیده قادر به شبیه سازی دیوار مصالح بنایی تحت بارگذاری چرخه ای می باشد. بررسی پارامتریک انجام شده درک قابل توجهی در زمینه تاثیر هر کدام از آنها در منحنی چرخه ای بار-تغییر مکان حاصل از شبیه سازی عددی ارائه می دهد همچنین این معیار قادر به شبیه سازی اثر جمع شدگی (پینچینگ) در منحنی چرخه ای بار-تغییر مکان نمی باشد و برای مواردی که اثر جمع شدگی در آن زیاد نمی باشد قابل اطمینان می باشد.
    کلیدواژگان: مدل پلاستیسیته بتن آسیب دیده، دیوار مصالح بنایی، مدل سازی عددی، بارگذاری چرخه ای، رفتار غیر خطی
  • مهرداد حجازی *، حسین عبدالهی صفحات 33-48
    در این تحقیق اثر پودر شیشه، نانو سیلیس، الیاف شیشه ای و پلی پروپیلن بر خصوصیات مکانیکی بتن پودری واکنش پذیر مورد بررسی قرار گرفته است. در به منظور به دست آوردن طرح اختلاط نمونه شاهد، تاثیر نوع، مقدار و حداکثر بعد ماسه، مقدار و بعد پودر کوارتز و نسبت میکروسیلیس به سیمان بر مقاومت فشاری 7 روزه بررسی گردید. سپس به بررسی تاثیر استفاده از پودرشیشه به عنوان جایگزین ماسه و سیمان، نانوسیلیس به عنوان جایگزین سیمان، ترکیب پودر شیشه و نانو سیلیس به صورت همزمان به عنوان جایگزین سیمان و اثر استفاده از الیاف شیشه ای و الیاف پلی پروپیلن بر مقاومت های فشاری و خمشی 7 و 28 روزه 19 طرح اختلاط پرداخته شد.
    نتایج نشان داد افزودن پودر شیشه به عنوان جایگزین ماسه باعث کاهش %5/8 مقاومت فشاری و افزایش %5 مقاومت خمشی گردید. همچنین افزودن پودر شیشه به عنوان جایگزین سیمان تاثیر چندانی بر مقاومت خمشی و فشاری نداشت. افزودن نانو سیلیس بجای سیمان باعث افزایش %4 مقاومت فشاری و %17 مقاومت خمشی گردید. افزودن نانو سیلیس و پودر شیشه بصورت همزمان به عنوان جایگزین سیمان باعث افزایش %12 مقاومت فشاری گردید ولی تاثیر چندانی بر مقاومت خمشی نداشت. افزودن الیاف شیشه ای باعث کاهش %6 مقاومت فشاری و افزایش چشمگیر مقاومت خمشی تا %30 شد. الیاف پلی پروپیلن باعث کاهش %12 مقاومت فشاری و افزایش %15 مقاومت خمشی گردید.
    کلیدواژگان: بتن پودری واکنش پذیر، پودر شیشه، نانوسیلیس، الیاف شیشه و پلی پروپیلن، مقاومت فشاری و خمشی
  • هادی چهرازی سفیددشتی، سید حسام مدنی*، علی سعیدی کیا صفحات 49-61
    در مطالعه آزمایشگاهی حاضر تاثیر دو نوع پلیمر اتیلن وینیل استات و استایرن اکریلیک بر مشخصات مخلوط های پایه سیمانی مورد بررسی قرار گرفته است. مخلوط های ساخته شده حاوی پلیمر به میزان 5، 10، 15 و 20 درصد وزنی سیمان بوده و نسبت آب به سیمان برابر با 33/0 لحاظ شده است. به منظور ارزیابی تاثیر مواد پلیمری بر مخلوط ها، مشخصات مکانیکی شامل مقاومت های فشاری، خمشی، کششی، مقاومت در برابر ضربه، چقرمگی خمشی و مشخصات دوام شامل ضریب مهاجرت تسریع شده یون کلراید و مقدار نفوذ موئینه و جمع شدگی بررسی گردید. نمونه های مورد مطالعه تحت دو دوره عمل آوری شامل نگه داری در شرایط مرطوب برای سنین اولیه (7 روز ابتدایی) و دوره شرایط خشک در سنین بالا (روز هشتم تا زمان آزمون) قرار گرفته اند. نتایج نشان دهنده بهبود در برخی از مشخصات مکانیکی از جمله مقاومت خمشی، کششی و مقاومت در برابر ضربه و اثر بخشی قابل توجه موادپلیمری بر کاهش نفوذپذیری مخلوط های پایه سیمانی در ضریب مهاجرت تسریع شده یون کلراید و نفوذ موئینه می باشد.
    کلیدواژگان: مشخصات مکانیکی و دوام، مخلوط اصلاح شده پلیمری، اتیلن وینیل استات، استایرن اکریلیک
  • سید محمد فرنام *، فریدون رضایی، مهدی بیات آورزمانی صفحات 63-74
    تراورس های بتنی پیش تنیده به علت ظرفیت بالای مقطع در خطوط سنگین تا ton 30 و با سرعت های بالا تا km/hr 200 استفاده می شود. به منظور بررسی پارامترهای مکانیک شکست، تراورس بتنی پیش تنیده با 6 طول شکاف اولیه از mm 0/0 تا mm 40 با گام افزایش mm 10 و mm 45 تحت بار خمشی سه نقطه ای مثبت در نشیمن گاه ریل قرار گرفته است. مدل سازی تراورس در این پژوهش با استفاده از نرم افزار اجزای محدود ABAQUS انجام شده است. در این مقاله، پارامترهای مهم تحلیل و طراحی مکانیک شکست از جمله اولیه، نهایی، نمودار بار-تغییرمکان، بار نهایی و انرژی قطعه محاسبه شده اند. نتایج نشان می دهد که ویژگی های شکست بتن پیش تنیده ی تراورس با بتن معمولی متفاوت است به طوری که برخلاف بتن معمولی که ضریب شدت تنش به طول شکاف اولیه وابستگی ندارد، در بتن پیش تنیده با افزایش نسبت طول ترک اولیه به ارتفاع مقطع هر دو مقدار ضریب شدت تنش اولیه و نهایی افزایش می یابند. همچنین نتایج نمودار بار-تغییرمکان نشان می دهد، بار نهایی و انرژی قطعه تراورس بتنی پیش تنیده با افزایش این نسبت به صورت تقریبا خطی کاهش می یابند. نتایج نشان می دهد با افزایش 25 درصدی طول پیش ترک، سطح زیر نمودار بار-تغییرمکان 37 درصد کاهش می یابد، در حالی که بار نهایی 22 درصد کاهش میابد.
    کلیدواژگان: مکانیک شکست، تراورس بتنی پیش تنیده، ضریب شدت تنش، نسبت طول پیش ترک به ارتفاع مقطع
  • علی سیفی *، عبدالله حسینی، محمدصادق معرفت، محمد خان محمدی صفحات 77-93
    ساختمان های بتن مسلح قدیمی که قبل از دهه 1970 ساخته شده اند، غالبا بر مبنای بارهای ثقلی طراحی شده اند و فاقد جزئیات لرزه ای هستند. در این ساختمان ها معمولا اصل ستون قوی-تیر ضعیف رعایت نشده است و به سبب احتمال وقوع طبقه نرم، در مقابل بارهای لرزه ای آسیب پذیر می باشند. بر این اساس مقاوم سازی خمشی ستون ها به عنوان یکی از اولویت های بهسازی لرزه ای این ساختمان ها مطرح است. در این پژوهش مقاوم سازی خمشی ستون های بتن مسلح قدیمی با میلگردهای ساده فاقد جزئیات لرزه ای به روش تسلیح گذاری در نزدیک سطح (NSM) به صورت آزمایشگاهی مورد بررسی قرار گرفت. شش نمونه ستون با مقیاس نیم شامل دو نمونه کنترلی و چهار نمونه تقویت شده به روش NSM با میلگردهای GFRP و فولادی تحت اثر بار محوری ثابت و بار جانبی افزاینده آزمایش شدند و اثر روش مقاوم سازی و مصالح تقویتی مختلف مورد بررسی قرار گرفت. مقاومت خمشی و ظرفیت استهلاک انرژی ستون های تقویت شده با میلگردهای GFRP نسبت به ستون های کنترلی متناظر به طور متوسط به ترتیب 62% و 46% افزایش پیدا کرد، ولی میرایی هیسترزیس معادل این ستون ها افزایش چندانی نداشت. همچنین مقاومت خمشی، ظرفیت استهلاک انرژی و میرایی هیسترزیس معادل ستون های تقویت شده با میلگردهای فولادی نسبت به ستون های کنترلی متناظر به طور متوسط به ترتیب 86%، 197% و 104% افزایش یافت. نتایج نشان می دهد که روش NSM به طور قابل ملاحظه ای باعث افزایش مقاومت خمشی و بهبود پارامترهای لرزه ای ستون ها می گردد، به خصوص اگر از میلگرد فولادی به عنوان تسلیح تقویتی استفاده شود.
    کلیدواژگان: ستون بتن مسلح قدیمی، میلگرد ساده، تسلیح گذاری در نزدیک سطح، تقویت خمشی، بهسازی لرزه ای
  • ساسان معتقد *، محمد رضا حلاوت، محمد صالحی ویسی صفحات 95-107
    هدف نهایی استفاده از بتن به عنوان مهمترین و پرکاربردترین مصالح ساختمانی ایجاد خواص مقاومتی دراز مدت پایدار می باشد. بتن خود تراکم به عنوان گزینه ای که مشکلات عمده بتن تازه در آن حل شده است، به دلیل استفاده از مواد افزودنی خاص و درشت دانه کمتر هزینه تمام شده بیشتری دارد. همچنین وجود ریز دانه بیشتر پتانسیل ترک خوردگی این بتن را افزایش داده است. در این پژوهش تاثیر استفاده از سنگدانه ها با دانه بندی های مختلف و الیاف فولادی بر خواص تازه و سخت شده بتن خود تراکم سنجیده می شود. به این منظور از مجموع 39 طرح مخلوط ساخته شده، در 27 طرح نسبت مقدار درشت دانه به کل سنگدانه به صورت 70/0 ، 65/0 ، 60/0 ، 55/0 ، 50/0 ، 45/0 ، 40/0 ، 35/0 و 30/0 تغییر کرده است. در 12 طرح دیگر، مخلوط با دوزهای الیاف صفر درصد، 50/0 درصد، 00/1 درصد، 50/1 درصد، 00/2 درصد و 50/2 درصد وزن سیمان ساخته شده است. بر اساس نتایج این پژوهش بتن با %50 درشت دانه با حفظ خواص خود تراکمی، خصوصیات سخت شده خوبی نیز از خود نشان می دهد. افزودن الیاف فولادی جریان پذیری بتن و به طور کلی کارایی بتن را کاهش می دهد. افزودن الیاف باعث کاهش ترک های انقباضی بتن و بهبود مقاومت کششی شود. در مورد مقاومت فشاری تاثیر چندان مطلوبی مشاهده نگردید. بهترین درصد الیاف فولادی قلابدار، هم از لحاظ خواص تازه و هم از حیث خواص سخت شده, میزان 5/1 درصد (وزن سیمان) می باشد.
    کلیدواژگان: آزمایشات بتن تازه، ترک خوردگی، نسبت شن به کل سنگدانه
  • محمد حسین ثقفی *، علی گل افشار صفحات 109-122

    آسیب های ناشی از زلزله های گذشته و مطالعات آزمایشگاهی نشان داده است که اتصالات تیر- ستون در سازه های بتنی فاقد جزئیات لرزه ای ویژه در ناحیه هسته اتصال آسیب پذیر بوده و می تواند موجب فروریزش سازه گردد.
    در این پژوهش به ارزیابی رفتار لرزه ای قاب های بتن مسلح که دارای کامپوزیت های سیمانی الیافی توانمند در نواحی مفاصل پلاستیک و اتصالات هستند، پرداخته شده و پس از صحت سنجی مدل های تحلیلی با نتایج آزمایشگاهی، بررسی رفتار لرزه ای قاب های 5 و 10 طبقه که در آن ها از مصالح توانمند استفاده شده انجام گرفته و با قاب بتن معمولی مقایسه شده است. استفاده از مصالح توانمند در نواحی مفاصل پلاستیک تیرها و ستون ها، سبب تغییر مود شکست اتصالات از شکست برشی اتصال، به تشکیل مفاصل پلاستیک خمشی در المان های تیر و ستون و همچنین بهترین عملکرد لرزه ای در حالتی است که از مصالح توانمند، در نواحی مفاصل پلاستیک تیرها و ستون ها و نیز پای ستون های طبقه اول استفاده شود.
    کلیدواژگان: کامپوزیت های سیمانی الیافی توانمند (HPFRCC)، سخت شوندگی کرنش، اتصالات تیر به ستون، هسته اتصال، رفتار چرخه ای
  • یادداشت پژوهشی
  • عطااله بهرامی *، حسن مومی وند، فاطمه کاظمی، ابوصالح دهقانی، مهدی موتاب صفحات 123-131
    اندیس کار باند مهمترین پارامتر تعیین کننده میزان انرژی مصرفی و بررسی کارایی مدار آسیاکنی است. در این تحقیق اندیس کار مواد معدنی خوراک کارخانه سیمان ارومیه با استفاده از روش استاندارد باند تعیین شده است. مقدار اندیس کار باند برای نمونه های سنگ آهن، آهک کم عیار، آهک پرعیار و پوزولان بترتیب 75/14، 61/11، 87/11 و 80/10 کیلووات ساعت بر تن محاسبه شد. به منظور بررسی رابطه بین اندیس کار باند و ویژگی های فیزیکی و مکانیکی سنگ ها، آزمایش های تعیین ویژگی های فیزیکی و مکانیکی سنگ انجام گرفت. بین اندیس کار باند و تخلخل نمونه های موجود یک رابطه معکوس (7253/0=R2) برقرار است، اما با افزایش چگالی با یک رابطه لگاریتمی افزایش پیدا می کند. همچنین اندیس کار باند با افزایش ویژگی های مکانیکی سنگ نظیر مقاومت فشاری، کششی و ضریب ارتجاعی بصورت تابع لگاریتمی با همبستگی خوبی (80/0=R2) افزایش می یابد. براساس نتایج، اندیس کار باند همبستگی بسیار بالایی (حدود 93/0) با مقاومت های کششی و فشاری یک محوری نسبت به سایر ویژگی های سنگ دارد. با استفاده از نتایج و روابط بدست آمده می توان اندیس کار باند مواد معدنی خوراک کارخانه سیمان ارومیه را با استفاده از ویژگی های فیزیکی و مکانیکی برآورد نمود.
    کلیدواژگان: اندیس کار باند، ویژگی های فیزیکی و مکانیکی، سنگ آهن، سنگ آهک، پوزولان
  • میلاد عقیلی لطف، امیر محمد رمضانیان پور *، علی رضا حبیبی صفحات 133-143
    در سال‏های اخیر، استفاده از پودر بازیافتی بتنی (پودر حاصل از بازیافت نخاله‏های ساخت و تخریب) به عنوان جایگزین سیمان و فیلر در ساخت ملات بنایی و سایر کاربردهای سیمانی رواج فراوانی یافته است. در این پژوهش مجموعا 8 طرح اختلاط ملات بنایی در سه گروه با هدف کاربرد پودر بازیافتی بتنی در نظر گرفته شد؛ در گروه اول پودر بازیافتی بتنی در نسبت‏های جایگزینی 25، 50 و 75% جایگزین سیمان شد. در گروه دوم میکروسیلیس در نسبت‏های جایگزینی 10 و 15% جایگزین سیمان شد و در گروه سوم نیز 35% از سیمان پرتلند با 25% پودر بازیافتی بتنی و 10% میکروسیلیس و همچنین 40% از سیمان پرتلند با 25% پودر بازیافتی بتنی و 15% میکروسیلیس جایگزین شدند. نتایج حاصل از انجام آزمایشات ملات تازه و سخت‏شده نشان داد که با جایگزینی 35% از سیمان با 10% میکروسیلیس و 25% پودر بازیافتی بتنی می‏توان نتایج مشابهی با طرح شاهد اخذ نمود.
    کلیدواژگان: پودر بازیافتی بتنی، میکروسیلیس، ملات بنایی، سیمان پرتلند، مقاومت فشاری
|
  • parviz ghoddousi*, Amir Masoud Salehi Pages 5-15
    Although self-consolidating concrete (SCC) has been developed for about 2 decades, but its widespread use is still limited. One of the most important factors is the lack of complete recognition of the properties (especially in fresh state) of this concrete and the effect of changing the composition ratios and additives on its performance. In the present study, 7 mixtures has been designed based on a mixture (by changing the composition ratios and the use of additives),and the three main fresh properties (filling and passing ability and segregation resistance) and rheological parameters (by rheometer) have been measured. The results of this study show that reducing the amount of paste volume causes the most improper changes to SCC fresh properties. According to the results of rheograph, the simultaneous increase in plastic viscosity and yield stress has reduced the segregation resistance and reducing yield stress and plastic viscosity could be suitable for improving the concrete stability. On the other hand, based on the results of this study, in self-consolidating concrete with the same water-to-cement ratio, the simultaneous increase in yield stress and the plastic viscosity indicates the lower compressive strength of the concrete.
    Keywords: Self Consolidating Concrete, Workability, Rheology parameters, compressive strength
  • Amir Hossein Karimi*, Mohammad Saeed Karimi, Ali Kheyroddin, Abdulazim Amir shahkarami Pages 17-32
    In this paper, the parametric investigation was carried out on the concrete damaged plasticity criterion which was used for modeling concrete and other brittle and crispy materials in ABAQUS software. This criterion was used to simulate masonry wall under in-plane cyclic loading. The equations of the criterion were first presented, and then the criterion was used to simulate masonry wall the laboratory results of which is available. The dimensions of the wall under investigation were 195×1500×1720 mm (thickness, height, and length, respectively) which were under in-plane cyclic loading. The effect of parameters such as cracking strain, dilation angle, damage, cracking stress, stiffness recovery, and the like was investigated, and the impact of each was presented in the hysteretic curve of the masonry wall. The results indicated the concrete damaged plasticity criterion was useful in simulating the masonry wall under in-plane cyclic loading, but not useful in simulating the effect of pinching on the hysteretic curve. The parametric investigation gave us a substantial understanding of the impact of each of them in the hysteretic curve derived from numerical simulation.
    Keywords: Concrete Damaged Plasticity Model, Masonry Wall, Numerical Modeling, Cyclic Loading, Non-Linear Behavior
  • Mehrdad Hejazi*, Hossein Abdollahi Pages 33-48

    In this paper, the effect of glass powder, nanosilica, glass fibres and polypropylene fibres on the mechanical properties of reactive powder concrete is studied.
    At first, in order to obtain the proper control mix design, the effect of the type, amount and the maximum dimension of the sand, the amount and dimension of the glass powder, and the microsilica to cement ratio on the 7-day compressive strength of the reactive powder concrete was studied. Then, the effect of the glass powder as a substitute for sand and cement, nanosilica as a substitute for the cement, the combination of glass powder and nanosilica as a substitute for the cement, and the use of glass fibres and polypropylene fibres on 7-day and 28-day compressive and flexural strength was studied.
    Obtained results showed that adding the glass powder as a substitute of sand reduced the compressive strength by 8.5% and increased the flexural strength by 5%. Replacing the cement with nanosilica increased the compressive and flexural strengths by 4% and 17%, respectively. Adding the combination of nanosilica and glass powder as a substitute of cement increased the compressive strength by 12% but it had not a considerable effect on flexural strength. Adding glass fibres reduced the compressive strength by 6% and increased the flexural strength by 30%. Polypropylene fibres decreased the compressive strength by 12% and increased the flexural strength by 15%
    Keywords: Reactive Powder Concrete, Glass Powder, Nanosilica, Glass, Polypropylene Fibres, Compressive, Flexural Strength
  • Hadi Chehrazi Sefiddashti, Hesam Madani*, ali saeedikia Pages 49-61

    In this experimental study the effects of two types of polymers including ethylene vinyl acetate and styrene acrylic on the properties of cement mixtures have been investigated. Polymer contents of the mixtures were 5, 10, 15 and 20% by weight of cement and the ratio of water to cement was 0.33. In order to investigate and evaluate the effect of polymer materials on the properties mixtures, the compressive, flexural and tensile strengths, impact resistance, shrinkage, rapid chloride migration coefficient and the capillary water absorption contents were investigated. The specimens were cured under wet conditions at early ages (7 days) and dry periods at later ages (After 7 days). The results indicate an improvement in several mechanical characteristics such as flexural strength, tensile strength, impact resistance and a significant influence on reducing the permeability of cement mixtures in the rapid chloride migration and water absorption tests by use of polymers.
    Keywords: mechanical properties, Durability, Polymer modified mixtures, Ethylene vinyl acetate, Styrene acrylic
  • Seyed Mohammad Farnam*, Freydoon Rezaie, Mahdi Bayat Avarzamani Pages 63-74
    High-speed heavy-haul pre-stressed concrete sleepers are used in railway lines with bearing capacity up to 30 tons and with an allowable speed up to 200 km/hr due to their high performance capability. In this study, it is tried to analyze the fractural behavior of pre-stressed concrete sleepers based on fracture mechanics of concrete. To determine the parameters, a positive three-point bending load is applied to the rail seat of a sleeper with 6 different initial crack (notch) lengths, starting from 0 to 40 mm, with an increasing increment of 10 mm, and also 45 mm. The modelling of high-speed heavy-haul sleeper is done by ABAQUS finite element software. In this paper, some paramount parameters of fracture mechanics for concrete are considered for analyzing and designing e.g. the initial and final stress intensity, load-displacement diagram, final load and the sleeper energy. The results indicate that the fracture parameters of pre-stressed concrete sleeper are different from plain concrete. Unlike plain concrete which the stress intensity factor does not depend on the initial length of the notch, in pre-stressed concrete by increasing the crack length, both of the initial and final stress intensity factors are increased. Also, the results of the time-displacement diagram show that by increasing the crack length, the final load and energy of the pre-stressed concrete sleeper decreases almost linearly. Results represent that by increasing the notch length up to 25%, the area under load-displacement curve decreases up to 37%; while the final load decreases up to 22%.
    Keywords: Fracture Mechanics, Pre-stressed Concrete Sleeper, Stress Intensity Factor, Crack to Depth Ratio
  • Ali Seifi*, Abdollah Hosseini, Mohammad Sadegh Marefat, Mohammad Khanmohammadi Pages 77-93
    The old-type RC buildings constructed before 1970s are mostly designed according to gravity loads and lack seismic detailing. In these buildings, the strong column-weak beam concept is not usually observed, and due to the probability of soft-storey event, they are vulnerable to seismic loads. Therefore, the flexural strengthening of the columns is proposed as one of the top priorities in seismic retrofitting of these buildings. This paper experimentally studies the flexural strengthening of old-type RC columns with near surface mounted (NSM) technique. Six half-scale columns, including two control columns and four columns strengthened via NSM method with GFRP and steel bars, were tested under constant axial load and increasing lateral load; the effect of strengthening method and materials were also investigated. The mean flexural strength and energy dissipation capacity of the strengthened columns with GFRP bars increased respectively by 62% and 46% compared to corresponding control columns; but the equivalent hysteresis damping of these columns did not have a substantial increase. In addition, the mean flexural strength, energy dissipation capacity, and equivalent hysteresis damping of the strengthened columns with steel bars increased respectively by 86%, 197%, and 104% compared to the corresponding control columns. The results indicate that NSM technique remarkably increases the flexural strength and improves the seismic parameters of columns, especially when steel bar are used as NSM reinforcement.
    Keywords: Old-type reinforced concrete column, plain bar, near surface mounted (NSM), flexural strengthening, seismic retrofitting
  • sasan motaghed*, mohammad reza halavat, mohammad salehi vaysi Pages 95-107
    The ultimate goal of concrete as the most important and most used building material is the durable resistance properties. Self-compacting Concrete, as an option to solve the major problems of conventional concretes, has a higher cost due to the use of special additives and aggregates size. Also, the presence of fine grains increases the cracking potential of the concrete. The aim of this paper is to assess the effect of coarse aggregate ratio and steel fibers on the properties of self-compacting concrete (SCC). For this purpose, 27 SCC mixtures with C/T(coarse aggregates as a fraction of the total combined aggregate mass) for 70%, 65%, 60%, 55%, 50%, 45%, 40%, 35% and 30% and 12 SCC mixtures containing hook end steel fibers with volume fractions of 0%, 0.5%, 1.0%, 1.5%, 2.0% and 2.5% were prepared. The effect of C/T ratio on the fresh properties and mechanical properties of SCC was studied. The test results indicated that aggregate with C/T ratio for 50% has the best fresh and hardened properties. With the change in fiber ratio from 0% to 2.5%, the slump flow, blocking and segregation ratio are increasing, while in the fiber ratio above 2%, the self-consolidation property is lost. Fibers increase the tensile strength above than 40 % and decrease shrinkage cracking more than 50%. Fiber has no positive effects on compressive strength. According to the results, the best percentage of hook end steel fibers which can be recommended for self-compacting concrete is 1.5%.
    Keywords: fresh concrete tests, cracking, coarse to total aggregates ratio
  • MOHAMMAD HOSSEIN SAGHAFI*, Ali Golafshar Pages 109-122
    Because of the high strain capacity of (HPFRCC), using this material in the beam-column connection is more attention paid by researchers. After verification of numerical models for 3 type of beam-column connections using OPENSEES software and comparison with experimental results, two 2D frames with 5 and 10 stories has been created to study. Each frame is considered in 4 format containing conventional concrete in all elements (RC), containing of (HPFRCC) in beam-column connections (RCH1) and at the end of beams, containing of (HPFRCC) in beam-column connections, end of beams and first story column base (RCH2) and containing of (HPFRCC) in beam-column connections, end of beams, first story column base and end of other columns. Results from nonlinear time history analysis show using of (HPFRCC) in frames has been decreased maximum story drift angle, maximum roof displacement and has been increased maximum base shear based on average results from seven earthquake records. With regard to Higher dissipated energy and stiffness in beam column connections with (HPFRCC) respect to conventional concrete, result show the average of maximum drift angle of 5-RCH1, 5-RCH2 and 5-RCH3 frames have been decreased up to 35%, 31% and 38% with respect to 5-RC frame. Also these parameters for 10-RCH1, 10-RCH2 and 10-RCH3 frames have been decreased up to 44%, 41% and 49% with respect to 10-RC frame.
    Keywords: HPFRCC, Strain Hardening, Beam-Column Connection, Connection Joint, Cyclic Behavior
  • Ataallah Bahrami*, Hasan Moomivand, Fatemeh Kazemi, Abusaleh Dehghani, Mehdi Mutab Pages 123-131
    The bond work index is the most important parameter that determines the amount of energy consumed and examines the efficiency of the grinding circuit. In this research, the bond work index of mineral feed of Uremia cement plant was determined using by standard bands method. The bonding index for iron ore, low grade and high grade limestone and pozzolan were calculated to be 14.75, 11.61, 11.87 and 10.80 Kwh/t, respectively. In order to investigate the relationship between the bond index and the physical and mechanical properties of rocks, experiments were conducted to determine the physical and mechanical properties of rocks. The bonding index with the porosity of the samples, there is an inverse relationship (R2=0.7253), but increased with logarithmic relationships by increasing the density. Also, the bond index increases with increasing mechanical properties of rock such as compressive strength, tensile strength and elastic coefficient as logarithmic function with good correlation (R2=0.80). According to the results, the bond work index has a very high correlation (about 0.93) with tensile strength and one-axial compressive strength compared to other rock properties. By Using the results and formulas, we can estimate the bond work index of mineral feeds of Uremia cement plant using physical and mechanical properties.
    Keywords: Bond work index, Physical, mechanical properties, Iron ore, limestone, pozzolan
  • milad aghili lotf, Amir Mohammad Ramezanianpour*, alireza habibi Pages 133-143
    Portland cement is the most energetically demanding component among all cement-based materials. It not only consumes high levels of energy, but also is one of the important CO2 emission sources in the world. So any efforts to reduce the consumption of cement can lead to lower environmental pollution. One way to handle this problem is using recycled powders (remained at construction and demolition waste recycling sites) as a partial replacement of cement. According to the literature, recycled concrete powders can be successfully used as cement replacement or filler in cement-based products. This strategy can lead to consumption of construction waste recycling products as well as reduction in the greenhouse emissions. However, due to lower hydration activity of recycled concrete powder compared to cement, utilization of it in masonry mortars seems more practical as opposed to concrete. In this research three different groups of mortar mixes were designed. The first group consisted of mixes in which 25%, 50% and 75% of the total ordinary Portland cement were replaced with recycled concrete powder. In the second group, 10% and 15% silica fume were replaced with ordinary Portland cement, and finally in the third one, both 10% and 15% silica fume was used in mixes containing 25% recycled concrete powder. The results of physical (both fresh and hardened states) and mechanical tests showed that utilizing 10% or 15% silica fume in mortar containing 25% recycled concrete powder can lead to a similar or even better physical and mechanical performance compared to reference mix.
    Keywords: Recycled concrete powder, Silica fume, Ordinary Portland cement, Masonry mortar, compressive strength