فهرست مطالب

مجله تحقیقات بتن ایران
سال دوازدهم شماره 4 (زمستان 1398)

  • تاریخ انتشار: 1398/10/01
  • تعداد عناوین: 10
|
  • ابراهیم حسامی*، داود مستوفی نژاد، محمدرضا افتخار صفحات 5-18
    بتن به عنوان پر مصرف‏ترین مصالح ساختمانی، مدت‏هاست جواب‏گوی نیازهای رو به گسترش جامعه‏ی بشری است، که پارامترهای آن مدام در حال تغییر است. تحقیقات دانشمندان طی دو دهه‏ی اخیر منجر به پیدایش نوع جدیدی از بتن با خواص فوق العاده و مقاومت فشاری بالا شده است که این بتن تحت عنوان بتن با عمکرد بسیار بالا (بتن فوق توانمند) شناخته شده است. هدف اصلی در تحقیق حاضر رسیدن به یک طرح اختلاط با مقاومت فشاری مناسب برای بتن با عملکرد بسیار بالا، بدون استفاده از الیاف می‏باشد. ابتدا طرح اختلاط پایه‏ای در نظر گرفته شده است و با تغییر در نوع و اندازه‏ی مصالح و هم چنین با اعمال عمل آوری‏های متفاوت مقاومت فشاری نمونه‏ها به 212 مگاپاسگال رسیده است. جهت ایجاد شکل پذیری و جذب انرژی در بتن ساخته شده با طرح اختلاط تحقیق حاضر از الیاف پلی وینیل الکل، الیاف پلی پروپیلن و الیاف فولادی به صورت تکی و هیبریدی جهت مسلح کردن بتن استفاده شده است. حداکثر الیاف قابل استفاده، شکل پذیری، و مقاومت فشاری که الیاف ذکر شده به صورت تکی و هیبریدی برای این بتن ایجاد کرده تعیین، و با یکدیگر مورد مقایسه و بررسی قرار گرفته شده است. نتایج به‏دست آمده از این مطالعه آزمایشگاهی نشان می‏دهد نمونه‏های حاوی 2 درصد الیاف بهترین عملکرد مکانیکی را داشته، و هم چنین نمونه‏های داری 1.5 درصد الیاف پلی پروپیلن و 0.5 درصد الیاف پلی وینیل الکل بیش‏ترین شکل پذیری را برای بتن ایجاد کرده است.
    کلیدواژگان: بتن با عملکرد بسیار بالا، طرح اختلاط، عمل آوری، خواص مکانیکی
  • کیاچهر بهفرنیا، حامد تقوائی یزدلی* صفحات 19-28
    چسباننده های قلیا فعال سرباره ای (AAS) ، می توانند به عنوان یک جایگزین برای سیمان پرتلند به کار روند. بتن AAS از فعال سازی سرباره با مواد قلیایی و بدون استفاده از سیمان پرتلند ساخته می شود. با توجه به تاثیر مواد قلیایی بر خصوصیات بتن AAS، در این تحقیق اثر غلظت محلول قلیایی و مدول سیلیکات سدیم بر زمان گیرش، اسلامپ، مقاومت فشاری و جمع شدگی خشک شدگی بتن قلیا فعال سرباره ای به صورت آزمایشگاهی بررسی گردید. بدین منظور تعداد 20 طرح اختلاط با نسبت های مختلف غلظت قلیایی و مدول سیلیکات سدیم ساخته شدند و آزمایش های زمان گیرش خمیر و اسلامپ بتن در حالت تازه انجام شد و علاوه بر آن مقاومت فشاری 7، 28 و 90 روزه بتن و جمع شدگی خشک شدگی نمونه های بتنی تا 400 روز اندازه گیری شد. در بیشتر طرح ها، افزایش غلظت قلیایی و مدول سیلیکات سدیم محلول فعال ساز سبب افزایش اسلامپ بتن تازه و سرعت کسب مقاومت فشاری اولیه طرح مخلوط ها می شود ولی زمان گیرش را کاهش می دهد. با این حال در غلظت های قلیایی و مدول های سیلیکات بالا کاهش مقاومت فشاری و افزایش زمان گیرش با افزایش پارامترهای محلول فعال ساز دیده می شود. هرچند که با افزایش مدول سیلیکات سدیم و همچنین افزایش غلظت محلول قلیایی فعال ساز، سرعت اولیه جمع شدگی نمونه ها افزایش یافت اما مشاهده شد که تاثیر مدول سیلیکات سدیم نسبت به غلظت محلول قلیایی بر مقدار نهایی جمع شدگی خشک شدگی نمونه ها بسیار بیشتر است.
    کلیدواژگان: قلیا فعال سرباره ای، فعال ساز قلیایی، مقاومت فشاری، کارایی، جمع شدگی خشک شدگی
  • مهدی سعیدیان*، محمدقاسم وتر، حمیدرضا محمدی صفحات 29-39

    با پیشرفت های انجام شده در زمینه بتن، امروزه ساخت بتن پر مقاومت چندان سخت نیست و تنها هزینه ی ساخت بسته به نوع و میزان مواد افزودنی افزایش می یابد. با این وجود در کارهای اجرایی، ساخت بتن با مقاومت فشاری بیش از 60 تا 70 مگاپاسکال به شکل کارا سخت و هزینه بر است. افزایش مقاومت بتن شکل پذیری آن را کم کرده و سبب رفتار ترد شکن در بتن می شود. برای اینکه بتوان همراه با افزایش مقاومت بتن شکل پذیری آن را نیز افزایش داد، محصور سازی بتن با پوشش های فیبر کربن و فیبر شیشه پیشنهاد شده است. در این پژوهش رفتار بتن با مقاومت فشاری 60 مگاپاسکال ساخته شده با سنگ دانه های غیر استاندارد موجود در اغلب کارگاه های ساختمانی محصور شده با پوشش های فیبر کربن مورد بررسی و آزمایش قرار گرفته است. رفتار این نوع بتن با استفاده از روش های تحلیلی ارائه شده توسط محققین این زمینه نظیر آتارد و سیان مورد ارزیابی قرار گرفته است. مدل رفتاری حاصل از محاسبات تحلیلی بتن پر مقاو مت و بتن پرمقاومت محصور شده با مطالعات آزمایشگاهی تطابق مناسبی داشته است. نتایج به دست آمده نشانگر تاثیر زیاد پوشش فیبر کربن در میزان شکل پذیری و مقاومت فشاری بتن بوده است. با این روش، ساخت بتنی پرمقاومت، اقتصادی و کاملا اجرایی با مقاومت فشاری بالای 100 مگاپاسکال و شکل پذیری بسیار عالی محقق شده است.

    کلیدواژگان: محصور سازی بتن، پلیمر مسلح شده، بتن پرمقاومت
  • مطالعه تجربی تعیین مشخصات دینامیکی ساختمان پنج طبقه قاب خمشی بتنی با استفاده از آزمایش ارتعاش اجباری
    حمیدرضا خوشنود*، علیرضا حیدری صفحات 41-51

    خلاصه خواص دینامیکی سازه ها شامل پریود های طبیعی، مودهای ارتعاشی و نسبت میرایی مهمترین عواملی هستند که تعیین کننده عکس العمل های سازه در مقابل زلزله می باشند. مدل های نرم افزاری که جهت تعیین خصوصیات دینامیکی سازه مورد استفاده قرار می گیرند، معمولا دارای فرضیات ساده کننده می باشند و اثرات اجزای غیر سازه ای مانند میانقاب ها و همچنین اثرات اندرکنش در نظر گرفته نمی شود. در این تحقیق برای تعیین خصوصیات دینامیکی از آزمایش ارتعاش اجباری بر روی یک ساختمان شش سقف واقع در خیابان مطهری رشت بروی زمین نوع IV استفاده شد. در این آزمایش دستگاه ارتعاش اجباری در طبقه پنجم در نزدیکی مرکز جرم سازه نصب گردید سازه در فرکانس های مشخص مورد ارتعاش قرار گرفت. پاسخ سازه توسط چهار عدد شتاب سنج ثبت و داده های مربوطه در نرم افزار پردازش سیگنال تحلیل گردید. در ادامه خصوصیات دینامیکی سازه مانند پریود ها و فرکانسهای اصلی در هر دو راستا و همچنین نسبت میرایی سازه بدست آمد. نتایج بدست آمده توسط آزمایش ارتعاش اجباری با مقادیر تجربی آیین نامه مورد مقایسه قرار گرفت و نشان داد که زمان تناوب بدست آمده توسط آزمایش ارتعاش اجباری بر روی سازه واقعی مقدار کمتری از زمان تناوب محاسبه شده بر مبنای آیین نامه 2800 می باشد. همچنین میزان ضریب میرایی بدست آمده از آزمایش نیز کمتر از مقدار تعیین شده در آیین نامه بدست آمد.

    کلیدواژگان: آزمایش ارتعاش اجباری، مشخصات دینامیکی سازه، زمان تناوب، ضریب استهلاک، قاب خمشی بتنی
  • مهدیه صباغیان، علی خیرالدین* صفحات 53-68
    کامپوزیت های سیمانی توانمند الیافی (HPFRCC) ، ملات هایی هستند که تحت آزمایش کشش، رفتار سخت شوندگی کرنشی نشان می دهند و همچنین ویژگی هایی ازجمله، انعطاف پذیری، دوام و ظرفیت جذب انرژی بالا را دارا می باشند. در این مقاله، اثر الیاف بر مشخصات مکانیکی، الگوی شکست و ظرفیت جذب انرژی HPFRCC ها پرداخته شد. ازآنجایی که برای مصالح HPFRCC، آیین نامه مشخصی وجود ندارد، لذا ابتدا، 18 طرح اختلاط با نسبت های متفاوت مصالح ساخته شد، طرح اختلاطی که مناسب ترین مشخصات مکانیکی را داشت، انتخاب شده است و طرح اختلاط منتخب، با 60 نمونه در سه حالت بدون الیاف، با یک و دو درصد الیاف در سنین مختلف مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج حاکی از آن است که با افزایش سن نمونه ها در هر 3 حالت، مقاومت کششی و فشاری افزایش داشته است، همچنین الگوی شکست نمونه ها با افزودن الیاف از حالت ترک های عمیق و تکه تکه شدن نمونه به ریزترک های سطحی بهبود یافته است. ظرفیت جذب انرژی را به ترتیب برای 1 و 2 درصد الیاف، 24 و 52 درصد افزایش داده است. سپس روابطی که جهت تعیین مقاومت فشاری در سنین مختلف و همچنین محاسبه مقاومت کششی برحسب مقاومت فشاری، برای بتن های معمولی در آیین نامه ها ارائه شده است، برای HPFRCC ها نیز ارزیابی شد.
    کلیدواژگان: کامپوزیت های سیمانی توانمند الیافی، مقاومت فشاری وکششی، الگوی شکست، ظرفیت جذب انرژی، HPFRCC
  • محمد امیری*، مرضیه آریانپور صفحات 69-80
    رفتار بتن در درجه حرارت های زیاد، از نظر تامین ایمنی سازه تحت بارهای مشخص و اندازه گیری ظرفیت باربری برای ادامه بهره برداری سازه اهمیت دارد. از این رو هدف این مقاله بررسی تاثیر حرارت های مختلف بر پارامترهای مقاومتی بتن با سیمان پرتلند از منظر ریزساختاری با نگرش به تغییرات نانوساختار هیدرات سیلیکات کلسیم (C-S-H) است. در این راستا حدود 300 نمونه به مدت 1، 3، 7، 14 و 28 روزه درحمام رطوبت عمل آوری شده است. سپس همه آزمونه ها به مدت 2 ساعت در دمای 25، 50، 100، 200، 300، 500، 700 و 900 درجه سلسیوس قرار گرفته است. درصد تغییرات طولی و وزنی، مقاومت فشاری و رفتار ترک خوردگی در نمونه های بتن مورد بررسی قرارگرفته است. همچنین برای ارزیابی رفتار ریزساختاری آزمونه ها در دمای متفاوت از تصاویر میکروسکوپ الکترونیکی روبشی (SEM) استفاده شد. براساس نتایج پژوهش حاضر به دلیل ماهیت رفتاری نانو ساختار C-S-H، تغییرات وزن، طول ومقاومت فشاری نمونه ها وابسته به رفتار نانو ساختار C-S-H است. با شروع تجزیه نانو ساختار C-S-H بر اثر حرارت، افت مقاومت فشاری و افت وزنی مشاهده شده و ترک ها نیز گسترده تر می شود. بر اساس نتایج حاصل شده مقاومت فشاری نمونه 14 و 28 روزه تحت دمای 900 درجه سلسیوس به ترتیب از kg/cm2262 و kg/cm2270 به مقدار kg/cm236 و kg/cm244 کاهش یافته است. دلیل این کاهش براساس نتایج SEM، تجزیه کامل نانوساختار C-S-H و پرتلندیت در ساختار سیمان است.
    کلیدواژگان: حرارت زیاد، بتن با سیمان پرتلند، مقاومت فشاری، نانوساختار C-S-H، SEM
  • علیرضا مرتضایی*، آرزو طحان، سید امیر تهامی، مهدی گلپایگانی صفحات 81-95
    با بررسی های انجام شده در خصوص تاثیر نانوذرات بر بتن مشخص شده که نانوذرات با یک فرآیند فیزیکی، شیمیایی و مکانیکی بتن را متراکم ساخته و در مقاومت بتن تاثیر مطلوبی می گذارند. ازاینرو در پژوهش حاضر رفتار بتن های درشت دانه و ریزدانه (بتن اولیه و ملات بتنی) حاوی نانواکسید تنگستن و نیز عملکرد تیرهای ترمیم شده با ملات بتنی حاوی نانواکسید تنگستن مورد بررسی قرار می گیرد. برای این منظور جهت آزمایش مقاومت فشاری از نمونه های استوانه ای با ابعاد mm75×mm150 و مکعبی با ابعاد mm50×mm50×mm50، جهت آزمایش مقاومت کششی از نمونه های استوانه ای با ابعاد mm75×mm150 و برای تیرهای خمشی ساده و ترمیم شده از نمونه های به ابعاد mm76×mm76×mm305 استفاده گردید. در این پژوهش، تعداد 115 نمونه استوانه ای، 100 نمونه مکعبی و 70 نمونه تیر خمشی ساده و ترمیم شده (تیر مرکب) ساخته و مورد آزمایش قرار گرفتند. نتایج نشان داد که با افزایش حضور نانوذرات در بتن اولیه و ملات بتنی، مقاومت فشاری، کششی و خمشی نسبت به نمونه شاهد روند صعودی داشته است.
    کلیدواژگان: نانواکسید تنگستن، پوشش تقویتی، مقاومت فشاری، مقاومت کششی، مقاومت خمشی
  • علی پرمنون، امیر هوشنگ اخویسی* صفحات 97-109

    مسئله ی شکست همه ساله هزینه ی مالی و جانی بسیاری برای جوامع گوناگون به بار می آورد. از اوایل قرن بیستم، نگاه علمی به این مسئله آغاز شد. از این رو بررسی مسئله شکست در مواد مختلف از جمله بتن، که یکی از پرکاربرد ترین مواد در صنعت ساخت و ساز می باشد امری ضروری به نظر می رسد. برای تحلیل سازه های بتنی در مقیاس ماکرو فرض می شود بتن یک ماده همگن است، در صورتیکه در واقعیت بتن شامل اجزا مختلفی مانند خمیر سیمان، شن، ماسه و هوا می باشد که وجود این اجزا در تعیین رفتار بتن حائز اهمیت است. بنابراین در این بررسی برای محاسبه پارامترهای شکست بتن، خمیر سیمان و 4 سایز مختلف سنگدانه مدل سازی شد تا بتوان تاثیر وجود سنگدانه ها در داخل خمیر سیمان بررسی گردد. با توجه به توزیع اتفاقی سنگدانه ها در خمیر سیمان، 100 نوع مختلف توزیع سنگدانه در خمیر سیمان مدل سازی شد تا محدوده وسیعی از پاسخ ها مورد بررسی قرار گیرد. با بررسی نتایج 100 نمونه عددی تیر خمشی تحت آزمایش سه نقطه، بر خلاف انتظار که تحت این آزمایش فقط باید ضریب شکست مود اول ایجاد شود به علت توزیع سنگدانه ها ضرایب شکست مود دوم و سوم نیز ایجاد شد، مقدار این مود ها احتمالا به شکل سنگدانه ها و محل قرارگیری آنها وابسته می باشد. وجود هر سه مود شکست، توزیع نرخ رهایی انرژی را در ضخامت از حالت یکنواخت خارج کرده، که می تواند باعث شکست زود هنگام نمونه گردد.

    کلیدواژگان: مکانیک شکست الاستیک خطی، اجزای محدود، مودهای شکست، مقیاس مزو
  • حمیدرضا اسماعیلی، علیرضا حاجیانی بوشهریان* صفحات 111-122

    یکی از پارامترهای تاثیرگذار بر دوام بتن، نفوذپذیری آن می باشد. علاوه بر آن پارامتر نفوذپذیری در سازه-هایی نظیر مخازن و منابع بتنی نگهداری سیالات دارای اهمیت زیادی است. از طرف دیگر، نفوذ مواد مخرب در بتن باعث کاهش مقاومت بتن می گردد. بنابراین برای تخمین میزان دوام بتن، بهبود و اصلاح هر دو پارامتر مقاومت بتن در کنار نفوذپذیری دو عامل اساسی می باشند. امروزه استفاده از افزودنی های مختلف به جهت افزایش دوام بتن افزایش چشم گیری داشته است. مواد نانوساختار با توجه به ویژگی های رفتاری بارزی که از خود نشان داده اند مورد توجه بخش صنعت قرار گرفته اند. در این تحقیق تاثیر نانو ذرات دی اکسید تیتانیوم بر مقاومت فشاری و میزان نفوذپذیری آب در بتن مورد بررسی قرار گرفت. در روند تحقیق از یک طرح اختلاط با نسبت آب به سیمان 5/0 و عیار سیمان 40 کیلوگرم بر مترمربع استفاده شد. در ادامه با افزودن نانو ذرات با درصدهای مختلف به طرح اختلاط، مخلوط های بتنی جدید ساخته شد. نتایج آزمایش های انجام شده نشان داد که افزودن نانو ذرات دی اکسید تیتانیوم تا درصد بهینه ای به مخلوط بتن باعث افزایش چشمگیر مقاومت فشاری وکاهش میزان نفوذپذیری آن نسبت به طرح شاهد می شود. افزودن نانو ذرات بیشتر از درصد بهینه باعث کاهش مقاومت فشاری بتن نسبت به مخلوط دارای درصد بهینه می شود.

    کلیدواژگان: نفوذپذیری بتن، مقاومت فشاری بتن، نانو دی اکسید تیتانیوم
  • رضا بهراملو *، سعید گوهری صفحات 123-133

    در این پژوهش تاثیر مقادیر مختلف افزودنی حباب ساز و عیار سیمان بر میزان جذب آب مویینه پوشش کانال های آبرسانی مورد بررسی قرار گرفته است. بدین منظور 15 طرح اختلاط با نسبت آب به سیمان 45/0 و کاربرد 4 سطح عیار سیمان 275، 325، 350، 375و 400 کیلوگرم بر مترمکعب و سه سطح افزودنی هوا ساز صفر، 01/0و 03/0 درصد وزنی سیمان، در نظر گرفته شد. سپس آزمایش های مختلف شامل: مجموع هوای بتن، چگالی و اسلامپ بر روی بتن تازه و آزمایش جذب آب مویینه، بر روی آزمونه های بتن سخت شده انجام گرفت. نتایج آزمایش ها روی بتن تازه نشان داد که با افزایش مقدار حباب هواساز مصرفی، در عیارهای 275 و 325 (عیارهای کمتر از 330)، مقدار هوای کل مخلوط کاهش و چگالی افزایش یافت ولی برای عیارهای بالای 330 (350، 375 و 400) کیلوگرم بر مترمکعب، مقدار هوای کل افزایش و چگالی کاهش نشان داد. نتایج آزمایش بر روی آزمونه های بتن سخت نشان داد که با افزایش عیار سیمان مقدار جذب آب مویینه افزایش می یابد. همچنین با افزایش مقدار حباب هواساز، مقدار جذب آب مویینه برای عیار سیمان کمتر از 330 کیلوگرم بر مترمکعب افزایش و برای عیار سیمان بیشتر از آن کاهش یافته است. با بررسی نتایج ارایه شده مشخص گردید که برای مخلوط بتنی مناسب برای پوشش بتنی در کانالهای آبرسانی، عیار سیمان نباید کمتر از 330 کیلوگرم بر مترمکعب باشد در عیارهای بالای 330 کیلوگرم بر مترمکعب اختلاف زیادی بین 01/0 و 03/0 درصد افزودنی حباب هواساز نیست و لذا مقدار 01/0 درصد وزن سیمان توصیه می گردد.

    کلیدواژگان: جذب آب موئینه، پوشش بتنی، کانال های آبیاری، افزودنی حباب هواساز، دوام بتن
|
  • Ebrahim Hesami *, Davood Mostofinejad, Mohammad Reza Eftekhar Pages 5-18
    Concrete as the most consuming material Construction has long been a response to the growing needs of the human community, whose parameters are constantly changing. Scientists' research over the past two decades has led to the emergence of a new type of concrete with high properties and high compressive strength, which is known as concrete with ultra high performance. The main goal of the present study is to achieve a mixing design with a compressive strength suitable for ultra high performance concrete, without the use of fibers. First, the basic mixing plan has been considered, and with the change in the type and size of materials and also by applying different curing, the compressive strength of the samples has reached 212 MPa. To create ductility and absorption of energy in concrete made with mixing design The present research has used polyvinyl alcohol fibers, polypropylene fibers and steel fibers as a single and hybrid for the reinforcement of concrete. Maximum usable fibers, ductility, and compressive strength that make the fibers mentioned Single and hybrid for this concrete are determined and compared with each other. The results of this experimental study showed that samples containing 2% fiber had the best mechanical performance, as well as samples of 1.5% polypropylene fibers and 0.5% polyvinyl alcohol fibers The most ductility for concrete has been created.
    Keywords: High performance concrete, mixing plan, curing, Mechanical properties
  • Kiachehr Behfarnia, Hamed Taghvayi Yazdeli * Pages 19-28
    Alkali activated slag (AAS) binders can be used as a replacement to Portland cement. AAS concrete is made by slag activation with alkalis without the use of Portland cement. Due to the effect of alkalis on the properties of AAS concrete, in this study the effect of alkali concentration and sodium silicate modulus of alkaline solution on the setting time, slump, compressive strength and drying shrinkage of AAS concrete were investigated experimentally. For this purpose, 20 mix designs with different ratios of alkali concentration and sodium silicate modulus were cast and the setting time of paste and slump were tested in fresh state and in addition, concrete compressive strength of 7, 28 and 90 days and drying shrinkage of concrete samples up to 400 days, were measured. In most mixes, with increasing the alkali concentration and the sodium silicate modulus of the activator solution, the slump of fresh concrete was increased and the rate of the initial compressive strength development of the mixtures was enhanced but the setting time was lowered. However, in high alkali concentrations and silicate moduli, a decrease in compressive strength and an increase in setting time were observed with increasing the parameters of activator solution. However, with increasing the sodium silicate modulus and the concentration of the alkaline solution, the initial shrinkage rate was increased, but it was observed that the effect of the sodium silicate modulus is much higher than the alkali concentration on the final amount of the drying shrinkage of the samples.
    Keywords: Alkali activated slag, Alkaline activator, compressive strength, Workability, Drying shrinkage
  • Mahdi Saeidian *, Mohammad Ghasem Vetr, Hamizdreza Mohammadi Pages 29-39

    Nowadays, manufacturing of high strength concrete is not an arduous work due to progress of concrete technology. In executive projects, the construction of the concrete with a compressive strength of 60 to 70 MPa is efficient but expensive. Increasing the strength of concrete reduces its ductility and causes brittle behavior in concrete. Confinement of concrete with glass and carbon fiber can decrease the brittle behavior. In this study, the behavior of the concrete with a compressive strength of 60 MPa made with non-standard aggregates in most construction workshops enclosed with carbon fiber coatings was tested. The behavior of this type of concrete was studied using the analytical methods presented by the researchers in this field such as Atard and Ciyan. There is an appropriate adaptation between theoretical and experimental results. The obtained results indicated the high effect of carbon fiber coating on the rate of ductility and compressive strength of concrete. A high-strength, economic, and fully executive concrete with a compressive strength of over 100 MPa and perfect ductility was constructed by this method

    Keywords: Concrete confinement, Fiber Reinforced Polymer, high strength concrete
  • Experimental study to evaluate dynamic specifications of reinforced concrete moment resistant frame based on forced vibration test with structure-foundation-soil interaction
    Hamid Reza Khoshnoud *, Alireza Heydari Pages 41-51

    Structures dynamic characteristics including natural periods, mode shapes and damping ratios are the most important factors of the structure's response to earthquakes. Numerical models used to determine the dynamic characteristics of structures are usually based on simple assumptions. The effects of non-structural components such as infill walls and also the soil structure interaction effects are not considered, as well as the damping rate in the structure depends on the materials consumed and the construction methods that can be measured only by field testing on the structure. In this research, forced vibration test was utilized to determine the dynamic characteristics of a six-roof building located at Rasht's Motahari Avenue. In this test, an exciter was placed on the 5th floor near the center of mass of the floor and the structure was vibrated at specific frequencies. The structure response was recorded by accelerometers and the data obtained from the experiments were analyzed by the SeismoSignal software. The dynamic characteristics of the structure, such as period and main frequencies, were obtained in both directions, as well as the damping and torsion of 5th floor. The results obtained based on forced vibration testing were compared with the empirical values of the Iranian Code 2800 and indicated that the main period obtained by forced vibration test on the actual structure is less than the calculated period according to the Code 2800. In addition, the amount of damping coefficient obtained the test was also less than the amount suggestion in the Code 2800.

    Keywords: Forced vibration test, dynamic characteristics, Time period, damping ratio, Concrete moment resistant Frame
  • Mahdieh Sabbaghian, Ali Kheyroddin * Pages 53-68
    High-Performance Fiber Reinforced Cement Composites (HPFRCC), are mortars exhibit strain hardening behavior in the tensile test also have features such as flexibility, Durability, and high energy absorption capacity. In this paper, the effect of the fiber on the characteristics of the HPFRCC mechanical properties, the Fracture pattern and the energy absorption capacity have been investigated. Since there is no specific standard test available for HPFRCC, first, 18 mixing designs with different material proportions were made, the mixing that was the most economical and has the most appropriate mechanical properties has been selected. Finally, the selected mixing was evaluated with 60 specimens in three states of non-fibers, one and two percent fibers at different ages. The results indicate that with increasing age of specimens in all three conditions, the tensile and compressive strength increased, also the pattern fracture of the specimens has been improved by adding the fibers has moved from the deep cracks and the fragmentation of the specimens to the surface cracks .Also energy absorption capacity increased by 1 and 2 percent fiber, 24 and 52 percent, respectively. Then the relations for determining the compressive strength at different ages and the calculation of tensile strength with compressive strength for plain concrete presented in the standard were also evaluated for HPFRCCs.
    Keywords: High Performance Fiber Reinforced Cement Composites, Tensile, Compressive Strength, pattern fracture, Energy Absorption Capacity, HPFRCC
  • Mohammad Amiri *, Marziyeh Aryanpoor Pages 69-80
    Concrete behavior at high temperatures has significant implications for structural safety under specific loads and for measuring the load-bearing capacity of a structure for its continued utilization; however, its behavior varies with changes in temperature. Thus, this paper aims to investigate the effect of different temperatures on the strength parameters of concrete made with Portland cement from a nanostrucrual viewpoint based on the nanostrucrual changes in C-S-H. Accordingly, 300 samples were cured for 1, 3, 7, 14, and 28 days in a moisture room. After that, all samples were exposed to temperatures of 25, 50, 100, 200, 300, 500, 700, and 900 degrees Celsius for two hours. The changes in length and weight, compressive strength, and cracking behavior in the concrete samples were studied. Moreover, scanning electron microscopy (SEM) was used to analyze the microstructural behavior of samples at different temperatures. Based on the results, the behavior of C-S-H nanostructure causes the changes in length, weight, and compressive strength of the samples to be dependent on the C-S-H nanostructure behavior. With the onset of C-S-H decomposition due to heat, the compressive strength and weight decrease and the cracks spread. The results indicated that the compressive strengths of the 14- and 28-day samples reduced from 262 kg/cm2 and 270 kg/cm2 to 36 kg/cm2 and 44 kg/cm2, respectively. SEM analysis indicated that this reduction was due to the complete decomposition of the C-S-H nanostructure and Portlandite in the cement structure.
    Keywords: High Temperatures, concrete, Compressive Strengths, C-S-H, SEM
  • Alireza Mortezaei *, Arezoo Tahan, Seyed Amir Tahami, Mehdi Golpaygani Pages 81-95
    The present study examines the behavior of concrete coarse-grained and fine-grained (raw concrete and concrete mortar) containing tungsten oxide Nanoparticles as well as the performance of concrete beams repaired with concrete mortar containing tungsten oxide Nanoparticles. For this purpose, two types of designs, including primary concrete and concrete mortar containing 0.5, 1.5 and 2.5 weight percent of cement were used. The compressive and tensile strength tests 0f 3, 7, 28 and 63 days specimens and 1 , 3, 7 and 28 days specimens were carried out on the primary and mortar concrete, respectively. Four-point bending strength tests on the primary concrete by 28 and 63-day duration and concrete mortar was performed on 28 day. For the repair of concrete beams, the contact surface of concrete and concrete mortar were prepared in a smooth and coarse manner and subjected to a four-point bending test in order to evaluate compatibility between the repair materials and the primary concrete. The results showed that with the increasing presence of nanoparticles in raw concrete and mortar, increase compressive strength, flexural tensile, by compared to the control samples and about the repairing beams with rough surface samples have a flexural strength more than the sampler with a smooth surface that part of this increase in flexural strength can be used to increase the compressive and tensile strength of mortar and other restorative effect of tungsten oxide nanoparticles.
    Keywords: tungsten oxide nanoparticles, repair, compressive strength, Tensile strength, Flexural strength
  • Ali Permanoon, Amirhushang Akhaveissy * Pages 97-109

    The problem of failure brings about considerable financial and living costs to various societies every year. The issue came under a scientific scrutiny since the beginning of the twentieth century. For the macro scale analysis of concrete structures, concrete is assumed as a homogeneous material, whereas in reality concrete contains various components such as cement paste, sand and air, which are important for concrete behavior determination. Therefore, in the current research, to calculate concrete failure parameters, cement paste and 4 different aggregate sizes were modelled to examine the effect of aggregates in the cement paste. According to the random distribution of the aggregates in the cement paste, 100 different types of the aggregate distribution in the cement paste were modeled to evaluate a wide range of responses. By examining the results obtained from 100 numerical samples of the bending beam under the three-point test, an unexpected result was obtained. It is normally expected that only the failure coefficient of the first mode should be created under this experiment. However, the failure coefficients of the second and third modes were also created due to the distribution of aggregates. The amount of these modes are probably dependent on aggregates and their location. The existence of all three failure modes contributes to the inconsistency of energy release rate distribution in the thickness, and the final result is the early failure of the sample.

    Keywords: linear elastic fracture mechanic, Finite element, fracture’s mode meso scale
  • Hamidreza Esmaeili, Alireza Hajiani Boushehrian * Pages 111-122

    The improvement properties of concrete such as strength and durability are functions of number, type, size and the way of void connections in hardened cement paste. The permeability parameter has an important role in structures such as tanks and water concrete reservoirs. In the other side, seep the destructive materials into the concrete decrease the concrete compression strength. So for prediction the concrete durability are two basic properties. Nowadays utilization of various additives for increasing the durability and quality of concrete has been growth. Nanostructure materials, based on the special behavior characteristics, are widely used in industrial division. In this study the effect of Titanium dioxide Nano materials on the concrete compression strength and permeability has been investigated. The mix design utilized in tests has been prepared with the water-cement ratio equal to 0.5 and cement content value equal to 40 kg/m3. In addition by adding the nanoparticles with various percent into mix design, new concrete mixtures have been produced. The experimental results indicate that adding the Titanium dioxide particles up o optimum percent into concrete, causes the significant increase in compression strength and noticeable decrease in concrete permeability with respect to evidence samples. Adding the particles more than optimum percent makes reduction in the concrete compression strength in comparison with the sample with optimum percent. Some applicable relationships have been presented in this study to predict the compression strength and permeability of concrete versus various Nano particles percent.

    Keywords: Nano Titanium Dioxide, Concrete Permeability, Compression strength
  • Reza Bahramloo*, Saeed Gohari Pages 123-133

    In this study, the effect of different amounts of AEA and amount of cement on the capillary water absorption of concrete was studied. For this purpose, 15 concrete mix designs with w/c of 0.45, Dmax=19mm and 4 levels of cement: 275, 325, 350, 375 and 400 kg/m3, and three levels of AEA( zero, 0.01% and 0.03% of cement weight) was considered. Various experiments included: total air, density and slump on fresh concrete and capillary water absorption on specimens of hardened concrete were studied. The results showed that in non-AEA mixtures, the total air content decreased and the density increased with increasing cement content. By increasing the amount of AEA, in mixtures with 275 and 325 kg/m3 of cement, the amount of total air of mixture decreased and the density increased, but for mixtures with higher than that, the total amount of air was increased and the density decreased. The results on specimens hardened concrete showed that increasing the cement content increased the amount of capillary water absorption. Also, for concrete samples with cement of 275 and 325, by increasing the amount of AEA, the amount of capillary water absorption increased, while for concrete samples with cement of 350, 375 and 400 kg/m3, decreased. Based on results, it was found that in concrete lining in conveyance canals, amount of cement should not be less than 330 kg/ m3. There is not difference between 0.01% and 0.03% of AEA, and therefore, an amount of 0.01% cement weight is recommended.

    Keywords: Air Entertainment Admixture (AEA), concrete mixtures, capillary water absorption, conveyance canals