فهرست مطالب

تحقیقات بتن ایران - سال چهاردهم شماره 1 (بهار 1400)

مجله تحقیقات بتن ایران
سال چهاردهم شماره 1 (بهار 1400)

  • تاریخ انتشار: 1400/02/30
  • تعداد عناوین: 10
|
  • پرویز قدوسی، لیلا عادل زاده سعدآبادی* صفحات 5-19

    شناخت ریزساختار فیزیکی از جمله توزیع اندازه منافذ و نفوذپذیری بتن در مقابل آب به دلیل اثر آن بر دوام بلند مدت، حایز اهمیت است. هدف تحقیق حاضر بررسی اثر ریزساختار فیزیکی منافذ در بتن های خودتراکم حاوی متاکایولین و میکروسیلیس بر درصد جذب آب و جذب مویینه آب و مقاومت فشاری است. بتن های خودتراکم با مقدار مواد سیمانی kg/m3450 و نسبت آب به سیمان 35/0، 45/0 و 55/0 طراحی شدند. ترکیب های دوتایی و سه تایی سیمان، میکروسیلیس و متاکایولین برای این تحقیق ساخته شد. به منظور بررسی تفاوت اثر متاکایولین و میکروسیلیس بر ریزساختار فیزیکی، مخلوط های حاوی متاکایولین و جایگزینی میکروسیلیس و متاکایولین با نسبت آب به سیمان 0.45 ساخته شد. مشخصات ریزساختار فیزیکی شامل اندازه میانه منافذ، حجم منافذ بزرگ و کوچک مویینه در بتن های خودتراکم پوزولانی توسط آزمایش تخلخل سنجی جیوه ای اندازه گیری شد. آزمایش های مقاومت فشاری، جذب حجمی و مویینه آب بر روی نمونه های بتن خودتراکم انجام شد. نتایج نشان داد که عامل موثر مهم بر مقاومت فشاری و نفوذ پذیری در برابر آب، اندازه میانه منافذ و حجم منافذ بزرگ مویینه است. بتن حاوی 20 درصد متاکایولین و 8 درصد میکروسیلیس علیرغم داشتن بیشترین مقاومت فشاری 77 مگاپاسکال، کمترین تخلخل را نداشت. کمترین تخلخل با مقدار 6/8 درصد، متعلق به بتن خودتراکم حاوی میکروسیلیس و نسبت آب به سیمان 35/0 است.

    کلیدواژگان: ریزساختار فیزیکی منافذ، بتن خودتراکم، متاکائولین، میکروسیلیس، جذب آب
  • محمد امیری*، افشین وطن پور اغچه مشهد، مرضیه آریانپور، صدیقه قاسمی صفحات 21-35

    حرارت چه در حالت گذرا چه در حالت پایدار موجب تغییر در خصوصیات فیزیکی و شیمیایی بتن می شود. از سوی دیگر استفاده از سرباره به همراه سیمان پرتلند بر توسعه ریزساختار بتن تاثیرگذار است.. محصولات اصلی فرآیند هیدراتاسیون خمیر سیمان و سرباره که نقش مهمی در افزایش مقاومت بتن دارد، نانوساختارهای هیدرات سیلیکات کلسیم (C-S-H) و هیدرات آلومینوفریت کلسیم (C-A-Fe-H) است. بر این اساس به منظور درک عمیق تر از تغییر رفتار نانوساختارهای C-S-H و C-A-Fe-H براثر اعمال درجه حرارت های زیاد، بتن حاوی درصدهای مختلف سرباره فولاد در این مقاله مورد بررسی قرارگرفته است. در این راستا حدود 150 نمونه مکعبی بتن با جایگزینی صفر، 5%، 10%، 15% و 20% سرباره فولاد به سیمان پرتلند به مدت 28 روز در حمام رطوبت عمل آوری شده است. سپس همه آزمونه ها به مدت 1 ساعت در دماهای 25 تا 800 درجه سلسیوس قرارگرفته است. درصد تغییرات وزنی، مقاومت فشاری و رفتار ترک خوردگی در تمام آزمونه ها موردبررسی قرارگرفته است. برای ارزیابی رفتار ریزساختاری آزمونه ها در دماهای مختلف از تصاویر میکروسکوپ الکترونیکی روبشی (SEM) و طیف سنجی پراکندگی انرژی پرتوایکس (EDS) استفاده شد. بر اساس نتایج پژوهش حاضر ماهیت رفتار آزمونه های بتنی وابسته به تغییرات نانوساختارهای C-S-H و C-A-Fe-H تحت دمای زیاد است. مقاومت فشاری نمونه های حاوی 5 تا 15 درصد سرباره فولاد نسبت به نمونه بتن معمولی افزایش داشتند. دلیل این افزایش بر اساس تصاویر SEM تراکم بیشتر نانوساختارهای C-S-H و C-A-Fe-H و هیدروکسید آهن FeO(OH) است.

    کلیدواژگان: سرباره فولاد، درجه حرارت زیاد، مقاومت فشاری، C-A-Fe-H، SEM
  • علی عبدالله یوسف، محمدرضا اصفهانی* صفحات 37-55

    چکیده در این تحقیق، چقرمگی و دوام بتن با سنگدانه بازیافتی و آب مغناطیسی در برابر چرخه های ذوب و انجماد و خواص مکانیکی نظیر مقاومت های فشاری و کششی بررسی می شود. متغیرها شامل تعداد چرخه های مختلف آب در میدان مغناطیسی، مقدارهای مختلف فوق روان کننده، الیاف فولادی و میکروسیلیس می باشند. مجموعا 242 نمونه در 11 طرح مختلف ساخته شد. لازم به ذکر است که نیمی از نمونه های ذکر شده دارای الیاف فولادی می باشند. نتایج اغلب آزمایشات نشان داد که آب مغناطیسی با اینکه تاثیر زیادی در خواص مکانیکی بتن داشته اما نباید از آن به تنهایی به عنوان عامل جبران کننده ی نقص های ناشی از سنگدانه های بازیافتی استفاده کرد. استفاده از افزودنی معدنی میکروسیلیس به همراه آب مغناطیسی، خواص بتن را به مقدار زیادی بهبود می بخشد. شاخص های چقرمگی توسط استاندارد هایASTM C1018 ، JSCE و روشPCS و آزمایش دوام بتن توسط استانداردBS EN 140:2003 انجام شد. از بین بتن های دارای سنگدانه بازیافتی، بهترین نتایج چقرمگی مربوط به نمونه های حاوی میکروسیلیس و الیاف فولادی بود. همچنین، ده دور مغناطیسی کردن آب طرح اختلاط منجر به افزایش دوام بتن سنگدانه بازیافتی حدود 25% در مقایسه با یک دور آن شد.

    کلیدواژگان: بتن سنگدانه های بازیافتی، آب مغناطیسی، دوام، چقرمگی، الیاف فولادی
  • محمدکاظم شربتدار*، اسفندیار نادری صفحات 57-72

    امروزه بررسی شرایط پذیرش بتن های جدید، فواصل اطمینان و ضوابط طرح اختلاط با روش های آماری ضروری است. در این مقاله اطلاعات میدانی و نتایج تحقیقات گذشته بتن های معمولی و ویژه با کمک نرم افزارهای آماری و استفاده از فرمول های ضرایب و فواصل اطمینان آیین نامه ها و مقاومت فشاری متوسط لازم مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفتند و ضریب اطمینان جزیی، فاصله اطمینان و مقاومت فشاری متوسط لازم برای هر بتن بصورت مجزا محاسبه گردید. نتایج تحلیل های آماری نشان داد که میزان انحراف و ضریب پراکندگی بتن های ساخته شده معمولی در شرکت های تولید کننده بتن آماده در بازه ی زمانی مرداد و شهریور کمتر از بازه ی مشابه اردیبهشت و خردادماه به دلیل دقت بیشتر درکارگاه ها و جلب رضایت مشتری بود. ضریب تنوع و ضریب اطمینان جزیی بتن شاتکریت تا 4 برابر و 40 % بتن متناظر معمولی بود که نشان از کیفیت پایین آن است. استفاده همزمان میکروسیلیس و الیافPPS باعث بهبود ضریب اطمینان جزیی، فاصله اطمینان و مقاومت فشاری متوسط لازم بتن شد که نشان از کیفیت بیشتر مطابق معیارهای استاندارد موسسه بتن آمریکا است. استفاده از الیاف باعث افزایش انحراف معیار و ضریب تنوع در بتن های الیافی شد و در نهایت باعث کاهش ضریب اطمینان بتن گردید. ولی انحراف معیار و ضریب تنوع ژیوپلیمرهای معمولی نسبت به نمونه الیافی تا 2 برابر افزایش و ضریب اطمینان جزیی هم تا 15 درصد کاهش داشت که نشان از کیفیت بیشتر ژیوپلیمر الیافی نسبت به نمونه معمولی مطابق معیارهای استاندارد بود.

    کلیدواژگان: بتن ویژه، مباحث آماری، ضریب اطمینان، مقاومت فشاری، انحراف معیار
  • مهسا دوست محمدی، سعید فرزین*، حجت کرمی، سید فرهاد موسوی، امید رضایی فر صفحات 73-84

    بتن متخلخل به ترکیبی از سیمان و آب و با دانه بندی، بدون ریزدانه یا با درصد ریزدانه کم، اطلاق می گردد که از نظر قدرت انتقال آب و قابلیت نفوذپذیری حایز اهمیت می باشد. این ماده می تواند به عنوان زهکش عمل نموده و آب باران را از خود عبور دهد و باعث تقویت آب های زیرزمینی شود. در مقاله حاضر، اثر جایگزینی افزودنی معدنی پومیس با سنگ دانه بتن متخلخل با درصد های حجمی 25، 50، 75 و100 درصد، بر خصوصیات مقاومت فشاری، ضریب نفوذپذیری و درصد تخلخل بررسی گردید. تحلبل نتایج آزمایشگاهی با استفاده از نرم افزار SAS 9.4 در سطح اطمینان 95% برای تمامی نمونه ها انجام شد. نتایج نشان می دهد که با جایگزینی افزودنی پومیس در ساختار بتن متخلخل و حذف متناظر سنگ دانه، مقاومت فشاری نمونه ها، به دلیل خلل و فرج موجود در ساختمان پومیس، کاهش و ضریب نفوذپذیری و درصد تخلخل افزایش می یابد. کاهش مقاومت فشاری با افزایش درصد پومیس برای تمامی نمونه ها نسبت به نمونه شاهد به ترتیب برابر 49/60، 86/83، 96/85 و 99/86 درصد می باشد. افزایش ضریب نفوذپذیری با افزایش درصد پومیس برای تمامی نمونه ها نسبت به نمونه شاهد به ترتیب13/10، 96/14، 7/18 و 94/24 درصد می-باشد.

    کلیدواژگان: بتن متخلخل، پومیس، مقاومت فشاری، ضریب نفوذپذیری، درصد تخلخل
  • رضا باغبانی جم، مهدی پورشاء* صفحات 85-95

    تخمین صحیح مقدار مقاومت فشاری بتن نقش کلیدی در ارزیابی عملکرد ساختمانهای بتن مسلح تحت بارهای ثقلی و لرزهایدارد. مطابق ضوابط مبحث نهم مقررات ملی ساختمان ایران، نمونه برداری و انجام آزمایشهای مقاومت فشاری جهت تعیین مقاومت فشاری متوسط بتن براساس ضوابط آییننامه و روابط آماری ارایه شده الزامی است. در این پژوهش با مطالعه آماری بر روی آرشیو نتایج حاصل از آزمایشهای تعیین مقاومت فشاری نمونه های بتن استخراج شده از ساختمانهای بتن مسلح ساخته شده طی ده سال اخیر در شهر تبریز، مقادیر پارامترهای آماری موثر بر مقاومت فشاری متوسط بتن نظیر ضریب تغییرات و انحراف استاندارد محاسبه شده است. تعیین پارامترهای فوق جهت بررسی عدم قطعیتها در پاسخهای بدست آمده از تحلیل سازه های بتن مسلح تحت بارهای لرزهای مخصوصا در محدوده تغییرشکلهای غیرخطی راهگشا خواهد بود. تابع چگالی احتمال و تابع توزیع تجمعی پارامترهای آماری بیان شده، جهت مقایسه با مقادیر ارایه شده در مقررات ملی ساختمان ایران و سایر استانداردهای بینالمللی و نیز استفاده در مطالعات آتی تعیین شده است. نتایج نشان میدهد در %30از ساختمانهای مورد مطالعه میزان انحراف استاندارد مقاومت فشاری بتن، فراتر از مقادیر ارایه شده در مبحث نهم مقررات ملی ساختمان ایران است. ضریب تغییرات مقاومت فشاری بتن در %22 از ساختمانهای مورد بررسی از مقادیر مجاز دستورالعمل) FEMA356 (2000بیشتر بوده و این مشکل در درصد بیشتری از ساختمانهای کوتاه مرتبه مشاهده شده است.

    کلیدواژگان: مقاومت فشاری بتن، ضریب تغییرات، انحراف استاندارد، تابع چگالی احتمال، تابع توزیع تجمعی
  • اشکان خدابنده لو*، سجاد بیضاء قلقاچی صفحات 97-108

    خرابی پیش رونده، گسترش زنجیروار خرابی از یک عضو به عضوی دیگر در یک سازه است که درنهایت باعث فروریزی کل یا انهدام بخش بزرگی از سازه می گردد. در این مقاله به بررسی خرابی پیش رونده در دو سازه بتن مسلح با تعداد طبقات مختلف (ساختمان‏های 10 و 16 طبقه) با استفاده از تحلیل دینامیکی غیرخطی پرداخته شده است. مدل سازی با ایجاد خرابی موضعی در ستون میانی و ستون گوشه تحت اثر سه شتاب نگاشت مختلف انجام شده است. تغییرمکان نسبی طبقات، شاخص مقاومت بر اساس حداکثر برش پایه وارده و شکل گیری مفاصل پلاستیک و امکان ایجاد خرابی پیش رونده بر اساس استانداردهای موجود و طراحی بر اساس روش مسیر جایگزین دستورالعمل GSA مورد بررسی قرارگرفته و نتایج حاصل نشان می دهد که در ساختمان های بتن آرمه قاب خمشی ستون های میانی بیشترین پتانسیل خرابی پیش رونده را دارند و همچنین سازه های با ارتفاع بیشتر عملکرد بهتری در برابر خرابی پیش رونده از خود نشان می دهند.

    کلیدواژگان: خرابی پیش رونده، قاب‏های خمشی بتن مسلح، شاخص مقاومت، تحلیل دینامیکی غیرخطی
  • مهدی رزمی، نهمت خدائی* صفحات 109-121

    پیوستگی مناسب بتن و فولاد از عوامل کلیدی در عملکرد کمپوزیتی سازه‎های بتن‎آرمه است. در این تحقیق، اثر افزودنی‎ فوق روان‎کننده بر روی مقاومت پیوستگی فولاد-بتن به‎صورت آزمایشگاهی مورد مطالعه قرار گرفته است. تعداد 18 نمونه در دو نسبت اختلاط بتن معمولی و بتن حاوی فوق روان‎کننده تهیه شده است. میلگردهای استفاده شده از سه اندازه قطر 8، 10 و 12 میلیمتر هستند که در طولی معادل با 5 برابر قطر میلگرد در داخل بتن محصور شده‎اند. مقاومت پیوستگی از طریق تست بیرون-کشیدگی مستقیم با دستگاه کشش یونیورسال تعیین شده است. 5 عدد نمونه مکعبی استاندارد بتن برای بررسی مقاومت فشاری و مشخصات نمونه‎های سخت شده تهیه شده است. نمونه‎ها در سن 42 روزه مورد آزمایش قرار گرفته اند و منحنی‎های نیرو-جابجایی آن‎ها با استفاده از روش بیرون‎کشیدگی مستقیم ترسیم شده است. مقادیر نیروی ماکزیمم و جابجایی متناظر با آن، تنش پیوستگی و سایر پارامترهای مهم برای حالات مختلف مورد بحث و بررسی قرار گرفته است. نتایج نشان داد مقاومت پیوستگی بتن-فولاد با افزایش قطر میلگرد کاهش می‎یابد. افزودنی فوق‎روان کننده تاثیر قابل توجهی در افزایش مقاومت پیوستگی بتن-فولاد و مقاومت فشاری نمونه‎ها دارد، به طور مثال، مقاومت پیوستگی متوسط برای بتن حاوی فوق روان کننده 3/2 برابر بتن معمولی است.

    کلیدواژگان: مقاومت پیوستگی، آزمایش بیرون کشیدگی میلگرد، فوق روان‎کننده، بتن با مقاومت بالا، سازه بتن آرمه
  • سید فتح الله ساجدی*، سید محمدحسین رجبی صفحات 123-147

    مهندسی ارزش نگرشی خلاق به منظور بهینه سازی هزینه های چرخه عمر، صرفه جویی در زمان، افزایش سود، بهبود کیفیت، و استفاده بهینه از منابع می باشد. این روش مدیریتی در ایران نیز دارای سوابق متعدد در پروژه ها است، و بسیاری از دستگاه های اجرایی کشور در پروژه ها استفاده می کنند. پیاده سازی روش مهندسی ارزش در سازه های هیدرولیکی، این امکان را می دهد تا با رفتار نظام مند در جهت ایجاد تعادل بین هزینه ها و کارکرد پروژه، با اتکاء به خلاقیت و کار گروهی، در راستای حذف هزینه های زاید، افزایش راندمان و بهره وری مناسب تر پروژه ها، گام های موثر برداشته شود. اجرای این روش، نتایج کاملا مطلوب و ملموسی را در دنیا و حتی در ایران به جا گذاشته که از آن می-توان به سد تنظیمی مارون، کانال کنترل سیلاب رامشیر، تونل انحراف سد کوهرنگ، و موارد دیگر اشاره نمود. سدهای مخزنی پروژه های عظیم ملی و چند منظوره ای هستند که ذخیره آب جهت مصارف شرب، کشاورزی، صنعت، تولید برق، مهار سیلاب ها، امور سیاحتی، فرهنگی و تفریحی از اهداف آنها است. عمده ترین معضلی که اغلب پروژه های بزرگ با آن مواجه هستند، عدم انجام مهندسی ارزش در آنها می باشد. هدف از انجام این تحقیق اعمال مهندسی ارزش در اجرای بدنه سد مخزنی کوثر گچساران واقع در استان کهگیلویه و بویراحمد می باشد. در انجام این تحقیق از روش شناسی مهندسی ارزش به کمک روش تحلیل سلسله مراتبی استفاده گردید. نتایج نشان داد که هزینه اجرای بدنه سد با کاربرد مهندسی ارزش، %47/8 معادل 8/5 میلیارد تومان کاهش یافت؛ از نظر زمان اجراء نیز حدود %25/20 کاهش ایجاد شد و %25/9 کیفیت اجراء نیز افزایش یافت.

    کلیدواژگان: مهندسی ارزش، سد مخزنی بتنی کوثر گچساران، کاهش زمان، کاهش هزینه، افزایش کیفیت
  • فرشید فرخی زاده*، علی زال نژاد صفحات 149-157

    تاثیر آب وهوای گرم در عملکرد بتن تازه خودتراکم سبب بروز مشکلاتی مثل پایین آمدن کارایی می شود این موضوع به علت ترکیبی از نیازهای متنوع بتن تازه خودتراکم، طرح مخلوط فوق العاده پیچیده تر و تنش جاری کم آن هست. بنابراین برای طراحی بتن خودتراکم علاوه بر اجزای تشکیل دهنده، شرایط محیطی نیز در نظرگرفته می شود. در این تحقیق، بتن های خودتراکم با مقادیر متفاوت پودرسنگ و افزودنی اصلاح کننده لزجت ساخته شده است و همچنین دمای مخلوط های بتن با توجه به شرایط محیطی فصل های مختلف انتخاب شده است. پس از رساندن دمای بتن به دمای محیط، خواص ریولوژی بتن تازه خودتراکم حاوی اثر پودرسنگ یا افزودنی اصلاح کننده لزجت به عنوان یک تابع از زمان اختلاط، دما با نسبت آب به سیمان 42/0، مورد بررسی قرار گرفته است. بر اساس نتایج به دست آمده، افزودنی اصلاح کننده لزجت نسبت به پودرسنگ، اثر بهتری در لزجت پلاستیک دارند و سبب کاهش 50 درصد افت اسلامپ می شوند بنابراین برای شرایط آب وهوای گرم، که هدفمان حفظ کارایی هست بتن های نوع اصلاح کننده لزجت می تواند بهترین انتخاب باشد.

    کلیدواژگان: بتن خودتراکم، پودرسنگ، افزودنی اصلاح کننده لزجت، رئولوژی، دما
|
  • Parviz Ghoddousi, Leyla Adelzade Saadabadi * Pages 5-19

    Understanding the physical microstructure, including pores size distribution and water absorption of concrete, because of its effect on long-term durability is important. The aim of the present study is to investigate the effect of physical microstructure of pozzolanic self-compacting concretes on compressive strength and water permeability. Self-compacting concrete mixes were designed with total cementitious material content of 450 kg/m3 with water to cementitious material ratio of 0.35, 0.45 and 0.55. The binary and ternary blends of cement, silica fume and metakaolin were used for the purpose of present study. In order to investigate the difference between the effect of metakaolin and silica fume on the physical microstructure, mixtures containing binary and ternary blends of cement, silica fume and metakaolin with water to cement ratio of 0.45 were considered. Pore physical microstructure characteristics including median pore size, volume of large and small capillary pore in self-compacting concretes were investigated. Pore size distribution of self-compacting concrete samples were measured by mercury porosity test. The compressive strength, water absorption and capillary water sorptivity were performed on samples. The results showed that an important effective factor on compressive strength and water permeability is the medium size of the pores and the volume of large capillary pores. The concrete containing 20% metakaolin and 8% silica fume did not have the lowest porosity despite having the highest compressive strength. The lowest porosity with 8.6% belongs to self-compacting concrete containing silica fume with water to cement ratio of 0.35.

    Keywords: pores physical micro-structure, Self-Compacting Concrete, Metakaolin, silica fume, water absorption
  • Mohammad Amiri *, Afshin . Vatanpour Aghjeh Mashhad, Marziyeh Aryanpour, Sedigheh Ghasemi Pages 21-35

    Heat, both in transient and steady state, changes the physical and chemical properties of concrete. In addition, the use of slag with Portland cement is very effective on development of concrete microstructure. The main products of hydration process are cement paste and slag, which plays important role in increasing concrete strength, C-S-H and C-A-Fe-H microstructures. Based on this, this paper has focused on the concrete containing varying degrees of steel slag in order to get a deeper perception of the changing behavior of C-S-H and C-A-Fe-H due to being exposed to high temperature. In this regard, 150 cubic samples of concrete with zero, 5%, 10%, 15% and 20% replacement of steel slag to Portland cement were treated for 28 days in a moisture bath. Then, all samples were exposed for 1 hour to 25 to 800 ºC. The percentage of weight change, compressive strength and cracking behavior of samples were investigated. Furthermore, in order to evaluate the microstructural behavior of test samples in different temperatures, SEM photos and EDS were used. Based on the results, the behavior of concrete samples depends on the variations of C-S-H and C-A-Fe-H microstructures under high temperature. The compressive strength of samples containing 5 to 15% steel slag increased as compared to conventional concrete sample. Based on SEM photos, the reason for this increase is higher density of C-S-H and C-A-Fe-H microstructures and FeO(OH).

    Keywords: Steel Slang, High Temperature, compressive strength, SEM
  • Ali Abdallah Youssef, Mohammad Reza Esfahani * Pages 37-55

    AbstractIn this study, the toughness and durability of concrete with recycled aggregates and magnetic water against melting and freezing cycles and mechanical properties such as compressive and tensile strengths are investigated. Variables include the number of different cycles of water in the magnetic field, different amounts of super-plasticizer, steel fibers and micro-silica. A total of 242 samples were made in 11 different mix designs. It should be noted that half of the samples mentioned contains steel fibers. The results of most experiments have shown that magnetic water, although having a very high effect on the mechanical properties of concrete, should not be used alone as a compensating agent for defects caused by recycled aggregates. Using microsilica as a mineral admixture with magnetic water improves the concrete properties, significantly. The toughness indices were determined by ASTM C1018, JSCE and PCS method and concrete durability test by BS EN 140: 2003. Among the recycled aggregate concrete mixes, the best toughness results were for the samples containing microsilica and steel fibers. Also, ten round magnetic water resulted in an increase in the durability of recycled aggregate concrete by approximately 25% compared to one round of magnetization.

    Keywords: Recycled Aggregates concrete, Magnetized Water, Durability, Toughness, steel fibers
  • Mohammad Kazem Sharbatdar *, Esfandiar Naderi Pages 57-72

    Considering the positive attitude of special concrete, the main focus should be on statistical relationships such as acceptance control and regulations. The purpose of this paper was to statistical analysis of the special concretes, the information from previous researches, and the statistical information was collected. The collected information and results were analyzed with the software SPSS and Minitab and the histogram curves were drawn and their standard deviation were calculated. And using the formulas of the coefficients and intervals of reliability and the average compressive strength obtained from the available research and 95 and 90% confidence intervals, these results have been analyzed and compared with the proposed formulas of the design codes. The results of the analyzes showed that the use of fibers can not have a positive effect on the compressive strength of concrete, but the standard deviation and the coefficient of variation were increased and the concrete's reliability were reduced. In the case of geopolymer concrete, it can be seen that the standard deviation and the coefficient of variation were improved. Statistical analysis of the results of compressive strength of samples manufactured in ready-made concrete companies that received quality control labs showed that the deviation standard and coefficient of variation the concretes made in August and September were less than the corresponding interval from May to June, the reason for this was the increased use of concrete precision manufacturing workshops and more customer focus in the summer as well as the quality of testing.

    Keywords: Special Concrete, Statistical Topics, Coefficient OF confidence, compressive strength, Standard Deviation
  • Mahsa Doostmohamadi, Saeed Farzin *, Hojat Karami, Sayed-Farhad Mousavi, Omid Rezaifar Pages 73-84

    Porous concrete refers to a combination of cement and water, without fine grains or with a small amount of fine grains, which is important in terms of water transferability and permeability. This material can act as a drainage and carry rainwater and enhance groundwater. In the present article, the effect of replacement of pumice mineral additive with aggregate of porous concrete with volumetric percentages of 25, 50, 75 and 100% was studied on compressive strength, permeability coefficient and porosity percentage. Laboratory analysis was performed using SAS 9.4 software at 95% confidence level for all samples. The results show that with the replacement of the pumice additive in the structure of the porous concrete and the corresponding removal of the aggregate, the compressive strength of the samples is reduced due to the porosity of the pumice structure and the permeability coefficient and porosity increase. The reduction of compressive strength with increasing pumice percentage for all samples was 60.49, 83.86, 85.96 and 86.98%, respectively. Increasing the permeability coefficient with increasing pumice percentage for all samples was 10.13, 14.96, 18.7 and 24.94%, respectively.

    Keywords: Porous concrete, Pumice, compressive strength, permeability, porosity
  • Reza Baghbanijam, Mehdi Poursha * Pages 85-95

    The correct estimation of compressive strength of concrete plays a key role in evaluating the performance of reinforced concrete (RC) structures under gravity and seismic loads. According to the provisions of Chapter 9 of the Iranian National Building Regulations, sampling and performing compressive strength tests are required to determine the average compressive strength of concrete. In this study, by statistically studying the results derived from analyzing the archive of the compressive strength of concrete samples extracted from reinforced concrete (RC) buildings constructed over the past ten years in Tabriz, the values of statistical parameters affecting the average compressive strength of concrete such as the coefficient of variation (COV) and the standard deviation were calculated. The probability density function (PDF) and the cumulative distribution function (CDF) of the above-mentioned statistical parameters were determined for the purpose of comparison with the values provided in the Iranian National Building Regulations and other international standards as well as for use in future studies. The results show that in 30% of the buildings studied, the standard deviation of compressive strength of concrete exceeds the amounts presented in Chapter 9 of the Iranian National Building Regulations. A similar result is obtained in 18% of the high-rise buildings studied. The coefficient of variation of compressive strength of concrete in approximately 22% of the buildings examined is higher than the allowable values of FEMA356 (2000) and this problem was observed in a higher percentage of the low-rise buildings.

    Keywords: Compressive Strength of Concrete, coefficient of variation (COV), Standard deviation, probability density function (PDF), cumulative distribution function (CDF)
  • Ashkan Khodabandehlou *, Sajad Beyza Ghalghachi Pages 97-108

    Progressive failure is the spread of a chain of damage from one member to another in a structure that, following local damage caused by the removal of one or more load-bearing members, begins and is disproportionately transferred to the other members of the structure. The whole or destruction becomes a large part of the structure. In the discussion of progressive failure, determining the element that has the greatest potential for progressive failure is important. Because by strengthening this element, the performance of the structure can be improved. In this paper, the progressive failure of two reinforced concrete structures with a different number of floors (10 and 16-storey buildings) using nonlinear dynamic analysis is investigated. The analysis and design of this structure has been done in SAP 2000 software and modeling has been done by creating local failure in the middle column and corner column under the influence of three different acceleration angles. The relative displacement of the floors, the viscosity index based on the maximum base cut and the formation of plastic joints, and the possibility of progressive failure based on existing standards and design based on the GSA guideline alternative method have been investigated. The results of this study show that in reinforced concrete buildings, the bending frame of the corner columns has the highest potential for progressive failure. In addition, the results show that structures with higher heights perform better against progressive failure.

    Keywords: Progressive Collapse, Reinforced Concrete Frames, Structural Robustness Index, Nonlinear Dynamic Analysis
  • Mehdi Razmi, Nahmat Khodaie * Pages 109-121

    The bond between concrete and reinforcing steel is essential for the composite action in reinforced concrete structures. In the present study, the effects of super-plasticizer additive on the steel-concrete bond strength is experimentally investigated. A total of 18 pullout samples are prepared in two concrete mix design cases, including ordinary and high-strength concrete. The used steel bars are of diameters 8, 10 and 12 mm, which are embedded inside the concrete in a length five times the rebar diameter. The steel-concrete bond strength is evaluated using direct pullout test method with the universal testing machine. Besides preparing the pullout specimens, 5 standard cube samples of concrete are casted to examine the concrete compressive strength and dimensions of the hardened concrete cubes. The specimens are tested at the 42-day ages and the slip-force curves are obtained using the pullout test. The maximum force and the corresponding slip, bond stress and other important parameters are determined and discussed for the different studied conditions. The results indicate that the rebar-concrete bond strength decreases by increasing the rebar diameter and the super-plasticizer additive has an important effect on the bond strength. For instance, the average bond strength for the concrete mix containing superplasticizer is 2.3 time of that for the normal concrete.

    Keywords: Bond strength, Super-plasticizer, Pullout test, high-strength concrete, RC structures
  • Seyed Fathollah Sajedi *, Seyed Mohammad Hossein Rajabi Pages 123-147

    Value engineering is a creative approach to optimizing life cycle costs, saving time, increasing profits, improving quality, and optimizing the use of resources. This management approach in Iran also has numerous project backgrounds, and many of the country's executive agencies use it in projects. Implementing a value engineering approach in hydraulic structures enables systematic behavior to balance project costs and performance, relying on teamwork and creativity to eliminate unnecessary costs and increase efficiency. And take more effective steps to make projects more efficient. Implementation of this method has yielded tangible results worldwide and even in Iran, from which the Maroun Regulatory Dam, the Ramshir Dam Control Channel, the Kuhrang Dam diversion tunnel, and more can be mentioned. Reservoir dams are major national and multipurpose projects that aim to conserve water for drinking, agriculture, industry, power generation, flood control, tourism, cultural and recreational activities. The major problem most large projects face is the lack of value engineering. The purpose of this research is to apply value engineering in the implementation of Kowsar Gachsaran reservoir dam located in Kohgiluyeh and Boyer Ahmad province. In this research, value engineering methodology was used by "Analytical Hierarchy Process" method. The results showed that the cost of implementation of dam body with value engineering application decreased by 8.47%, equivalent to 5.8 billion Tomans; about 20.25% decrease in execution time and 9.25% increase in performance quality.

    Keywords: Value engineering, Kowsar Gachsaran concrete dam, Time reduction, Cost reduction, Quality improvement
  • Farshid Farokhizadeh *, Ali Zal Nezhad Pages 149-157

    The effect of hot climate on the performance of fresh self-compacting concrete causes a number of problems including the reduced workability. This issue is due to the various demands of the fresh self-compacting concrete, much more complicated mix design and low yield stress of this type of concrete. Therefore, in design of the self-compacting concrete, in addition to the constituent elements the ambient conditions also are taken into consideration. In this research, the self-compacting concrete specimens with different amounts of limestone and viscosity-modifying admixture were made. Also the temperature of the concrete mixtures was selected with respect to the ambient conditions of different seasons. After the concrete specimen temperature reached the ambient temperature, the rheological properties of the fresh self-compacting concrete specimens containing limestone or viscosity-modifying admixture being a function of mixing time, and temperature with water to cement ratio of 0.42 were investigated. According to the obtained results the viscosity-modifying admixture has a better effect on the plastic viscosity with respect to limestone and reduces the slump loss by 50%. Thus in the hot climate where our goal is to maintain workability, the concretes with viscosity-modifying agents are the best options.

    Keywords: Self-consolidating concrete, limestone, Viscosity-Modifying Admixture, Rheology, Temperature