فهرست مطالب

مجله تحقیقات بتن ایران
سال چهاردهم شماره 2 (تابستان 1400)

  • تاریخ انتشار: 1400/06/10
  • تعداد عناوین: 10
|
  • سیما آرامش*، علی خیرالدین صفحات 5-21
    در ساختمان های بلندمرتبه بتنی، سیستم سازه ای شبکه خارجی از یک پوسته بتن آرمه تشکیل شده است، که این پوسته دارای تعداد زیادی بازشو و مقاوم در برابر بارهای ثقلی و جانبی است. در این مقاله به مطالعه تاثیر توزیع بازشو در شبکه خارجی ساختمان های بلند بتن آرمه پرداخته می شود. برای این منظور سازه های بلندمرتبه بتن آرمه 20، 30 و 40 طبقه با شبکه خارجی و در سه حالت مختلف قرارگیری بازشو در شبکه خارجی در نظر گرفته می شوند. در مدل 1 (مدل مبنا)، بازشوها به صورت منظم در شبکه خارجی ساختمان توزیع می شوند؛ اما در مدل 2، بازشوها در قسمت های میانی وجوه شبکه و در مدل 3، بازشوها در گوشه های پوسته متمرکز می شوند. پارامترهای انتخابی جهت تخمین محل بهینه بازشو در شبکه خارجی ساختمان های بلندمرتبه بتن آرمه عبارتند از تغییرمکان جانبی طبقه و شاخص دریفت هر طبقه. همچنین به منظور تعیین محل بهینه قطع هسته مرکزی، درصد جذب برش و ممان ناشی از نیروی زلزله بین هسته مرکزی و شبکه خارجی مورد بررسی قرار می گیرد. نتایج نشان داد که در ساختمان های با نسبت وجوه پایین، بهترین حالت قرارگیری بازشو، توزیع منظم بازشوها در شبکه خارجی بوده، اما در ساختمان های با نسبت وجوه بالاتر، بهترین محل قرارگیری بازشو، در قسمت های میانی شبکه خارجی است.
    کلیدواژگان: ساختمان بلندمرتبه، بتن آرمه، بازشو، شبکه خارجی، شاخص دریفت
  • محمود نیلی*، امیرحسین قربانخانی صفحات 23-34

    استفاده از بتن در سازه های خاص همواره با چالش هایی در اجرا مواجه است. در اعضای حجیم بتن مسلح با تراکم زیاد میلگرد استفاده از بتن خودتراکم باعث سهولت اجرا خواهد شد. از طرف دیگر افزایش مقدار سیمان جهت افزایش مقاومت،گرادیان حرارتی بین سطح و مرکز تنش حرارتی را افزایش خواهد داد و لذا شناخت رفتار حرارتی این بتن و ارزیابی ترک خوردگی ضروری است. در این مقاله مطالعه آزمایشگاهی مشخصات حرارتی و مکانیکی بتن خودتراکم حجیم و تحلیل تنش حرارتی انجام گرفته است. نتایج حاکی از آن است که به منظور کاربرد بتن خودتراکم در المان های حجیم پرمقاومت، این بتن در مقایسه با بتن معمولی علاوه بر مشخصات مکانیکی مطلوب تر در سطح و مرکز بتن حجیم، رژیم حرارتی متفاوت و مناسب تری داشته است. مقدار کرنش کمتر و افزایش زمان رخداد تبدیل تنش منجر به کاهش تنش حرارتی شده و در نهایت ریسک ترک خوردگی تا سی و شش درصد کاهش یافته است.

    کلیدواژگان: بتن حجیم، خودتراکم، مدول الاستیسیته، رژیم حرارتی، ریسک ترک خوردگی
  • محمد فتاحی، محمد مهدی خبیری*، علیرضا یاراحمدی بافقی صفحات 35-51

    روسازی بتنی بارهای دینامیکی واثرات ضربه و تماسی آنها راتحمل می کند و در معرض اثرات مخرب محیطی و حضور مواد ریزدانه زاید قرار دارد. دوام روسازی بتنی شامل مقاومت سایشی، مقاومت در برابر ضربه ، مقاومت فشاری، نفوذ پذیری و چرخه های ذوب و انجماد است.تحت بسیاری از شرایط،سطوح بتن در معرض سایش قرار می گیرد. امروزه عوامل موثر بر سایش و دوام رویه های بتنی، از اهمیت ویژه ای برخوردار است، لذا در این مطالعه با مقایسه ی استفاده از سنگدانه های سخت، دانه بندی و طرح اختلاط متفاوت در بتن پرداخته خواهد شد. در مجموع حدود سی نمونه استوانه ای ساخته، که حدود نصف این مقدار با کرگیری برای آزمایشهای سایش دوری ودیسکی بکارگرفته شدند. نتایج نشان می دهد،.نوع وجنس کانی ها و عناصر تشکیل دهنده مصالح سنگی تاثیر مستقیمی بر مقاومت سایشی بتن غلتکی دارد به طوری که افزایش مقاومت سایش مصالح سنگی موجب افزایش مقاومت به سایش بتن می گردد.از بین تمامی سنگدانه های استفاده شده در این تحقیق سنگدانه شماره 3 تهیه شده از معدن چغارت بلوک تکتونیکی یک دارای بیشترین مقاومت به سایش و مقاومت فشاری بوده که جهت استفاده در نقاطی که روسازی بتن غلتکی در معرض سایش و تنش قرار دارد بسیار مناسب می باشد.نتایج مقاومت لغزندگی تمامی نمونه ها در حد مناسب می باشد و سنگدانه های شماره 4 و 3 بیشترین مقاومت به لغزندگی را در سطح مرطوب از خود نشان دادند. همچنین یافته های تحقیق نشان می دهد، آزمایش سایش دوری با ضریب وابستگی 80 درصد در بتن غلتکی به سایش سنگدانه ها وابسته است.

    کلیدواژگان: مصالح سنگی، بتن غلتکی، عملکردسطحی، آزمایش دوری، مشخصات سایشی
  • میلاد آرام پرتان، حمید اسکندری، مجتبی لزگی نظرگاه*، مرتضی قارونی نیک صفحات 53-67

    در این مطالعه آثار ناشی از افزودن الیاف فورتا و پلی پروپیلن بر رفتار نمونه های استوانه ای بتنی بررسی شده است. در این راستا به پارامترهایی مانند مقاومت فشاری، مدول الاستیسیته، الگوی رشد ترک ها و انرژی جذب شده پرداخته شده است. برای ساخت نمونه ها از الیاف فورتا با نسبت های حجمی 1/0 و 15/0 و الیاف پلی پروپیلن با نسبت های 2/0، 3/0 و 35/0 استفاده شده است. نمونه ها به صورت استوانه هایی با ابعاد 150× 100 میلی متر با دستگاه سروو کنترل تحت آزمایش فشاری قرار گرفته و نتایج به صورت نمودارهای تنش-کرنش ارایه شده است. همچنین برای بررسی دقیق تر جابجایی و تغییر شکل نمونه ها، روش همبستگی تصاویر دیجیتال به کار گرفته شده و برای صحت سنجی این نتایج از نرم افزار اجزا محدود آباکوس استفاده شده است. نتایج نشان می دهند که استفاده از الیاف پلیمری با درصدهای حجمی پایین باعث افزایش شکل پذیری نمونه اما کاهش مقاومت فشاری نمونه ها می گردد. همچنین عمق و طول ترک ها در نمونه های الیافی کاهش پیدا کرده و میزان جذب انرژی افزایش می یابد.

    کلیدواژگان: مدول الاستیسیته، شکل پذیری، انرژی جذب شده، الیاف پلیمری فورتا و پلی پروپیلن، همبستگی تصاویر دیجیتال
  • رضا فرخ زاد*، بهروز کریمی صفحات 69-82
    امروزه بتن یکی از اصلی ترین مصالح در صنعت ساخت و ساز محسوب شده، ولی این ماده ساختمانی علاوه بر مزایایی که دارد ترد و شکننده بوده و همچنین مقاومت کششی آن نسبت به مقاومت فشاری پایین تر می باشد. با توجه به گسترش علم و تکنولوژی استفاده از الیاف های مختلف نظیر فلزی، پلیمری، شیشه ای و طبیعی در صنعت ساخت و ساز به عنوان یک گام موثر در رفع ضعف مقاومت کششی بتن معمولی محسوب شده است. لذا در این پژوهش به بررسی الیاف فولادی و ماکروسنتتیک بر مدل رفتاری بتن و تاثیر متقابل بر خواص مکانیکی (مقاومت فشاری، کششی، مدول الاستیسیته) و دوامی (مقاومت الکتریکی، میزان نفوذ پذیری در بتن تحت فشار آب) پرداخته شده است. بدین منظور در این تحقیق از 10 طرح اختلاط با سه نوع الیاف متفاوت شامل الیاف فولادی و ماکروسنتتیک پلی الفین و ماکروسنتتیک پلی پرو پیلن با 5/0، 1، 5/1 درصد حجمی مورد آزمایش قرار گرفت که نتایج نشان می دهد استفاده از الیاف فولادی تاثیر به سزایی روی مقاومت فشاری در درصد بالا تر از 5/0 نداشته و مقاومت کششی را به صورت محسوسی افزایش داده و مقاومت الکتریکی را کاهش می دهد و همچنین الیاف ماکروسنتتیک پلی الفین و پلی پروپیلن تاثیر چندانی روی مقاومت فشاری نداشنه و حتی در درصد های بالا مقاومت فشاری را کاهش داده است و تاثیر مثبتی روی مقاومت کششی و مقاومت الکتریکی و نفوذ آب تحت فشار داشته است و استفاده از الیاف باعث افزایش مساحت زیر منحنی تنش-کرنش شده است
    کلیدواژگان: بتن الیافی، الیاف فولادی، ماکروسنتتیک، خواص مکانیکی، دوام
  • میلاد اورک، سید فتح الله ساجدی*، شهریار طاووسی تفرشی صفحات 83-105

    بتن خودتراکم به سبب استفاده از مقادیر بیش تر پرکننده و فوق روان کننده، لزجت خمیری بیش تر و تنش جاری شدن کم تر دارد. برای ساخت بتن خودتراکم توانمند، لازم است علاوه بر ریولوژی، خواص مکانیکی و دوام بتن نیز بهبود یابند. به این منظور باید مقدار سیمان افزایش یابد یا از مواد جایگزین سیمان استفاده شود. این موضوع سبب بالارفتن قیمت تمام شده یک مترمکعب بتن و بنابراین کاهش تمایل به استفاده از آن می شود. در این تحقیق با ساخت 20 طرح بتن خودتراکم توانمند، خواص مکانیکی با انجام آزمایش های مقاومت فشاری، مقاومت کششی دونیم شدن و ضریب ارتجاعی استاتیکی، و خواص دوام با آزمایش های تعیین عمق نفوذ آب، نفوذ تسریع شده یون کلراید و مقاومت در برابر سولفات، تعیین شده و بر این اساس، میزان مطلوبیت فنی بتن های ساخته شده، مشخص شدند. هم چنین با بررسی قیمت تمام شده یک متر مکعب بتن، میزان مطلوبیت اقتصادی و مطلوبیت فنی و اقتصادی بتن ها محاسبه شدند. نتایج نشان داد که کاربرد پوزولان ها در بتن خودتراکم توانمند، مطلوبیت فنی ناشی از خواص مکانیکی را تا حدود %40 کم کرده، ولی مطلوبیت فنی متاثر از دوام به طور چشم-گیری افزایش یافت، تا جایی که در سن 91 روزه، حدود 5 برابر بیشتر شده است. بر این اساس، عامل نهایی مطلوبیت فنی در مخلوط های خودتراکم تحقیق حداقل %26 و حداکثر %250 بیشتر از بتن مرجع نتیجه شد. به دلیل قیمت بیشتر مواد پوزولانی نسبت به سیمان، با افزایش میزان جایگزینی پوزولان ها، عامل مطلوبیت اقتصادی تا بیش از %50 کاهش یافت، ولی عامل مطلوبیت فنی و اقتصادی تا حدود %60 بهبود پیدا نمود.

    کلیدواژگان: بتن خودتراکم توانمند، پوزولان، خواص مکانیکی، دوام، مطلوبیت فنی و اقتصادی
  • معین پاکرو*، بنیامین عامری کردیانی، حمید وارسته پور صفحات 107-117

    بسیاری از سازه های بتن آرمه به خاطر حوادث طبیعی مانند نیروی زلزله، باد و یا بر اثر خستگی مصالح و یا عوامل خورنده در معرض آسیب قرار گرفته اند. از این رو استفاده از فناوری های جدید جهت نوسازی و بهسازی این سازه ها حایز اهمیت است. امروزه کامپوزیت های پلیمری الیافی (CFRP) با مقاومت بالا به طور گسترده در بهسازی و مقاوم سازی سازه های بتنی مورد استفاده قرار می گیرد. این کامپوزیت ها برای تقویت اجزای مختلف سازه از جمله تیرها، ستون ها و اجزای صفحه ای مانند دال های سقف و دیوارهای برشی قابل کاربرد است. در این مقاله به بررسی تاثیر آمادگی سطوح تیرهای بتنی تقویت شده با CFRP بر ظرفیت خمشی آنها پرداخته شده است. 8 عدد تیر بتن مسلح توسط الیاف کامپوزیتی ساخته شد و مورد آزمایش بارگذاری خمشی چهار نقطه ای قرار گرفت. با بررسی نتایج آزمایشگاهی روش ابداعی ارایه شد که در آن آماده سازی در حالت سند بلاست علاوه بر افزایش ظرفیت خمشی منجر به تعویق جداشدگی زودرس در تیرهای مورد آزمایش گردید. همچنین مشاهده شد میزان ظرفیت خمشی در تیر با یک لایه تقویت CFRP به میزان 9/45 درصد و دو لایه تقویت CFRP به میزان 8/64 درصد نسبت به تیر شاهد بیشتر شد.

    کلیدواژگان: آمادگی سطح، تیر بتن مسلح، CFRP، مطالعه آزمایشگاهی، جداشدگی سطحی
  • علی قربانی* صفحات 119-127

    مطابق گزارشهایی که از تحقیقات اخیر در بررسی پارامترهای دخیل در مقاوم سازی و تحلیل قابلیت اعتماد اتصال دالهای بتنی متکی به ستونها ارایه شده است، شبیه سازی مونت کارلو روش مناسبی معرفی گردیده است. لیکن برای بدست آوردن احتمال خرابی مناسب، تعداد زیادی آنالیز جهت شبیه سازی مورد نیاز می باشد. این مساله حجم محاسبات لازم را افزایش می دهد. در تحقیق حاضر یک روش سودمند جهت بدست آوردن احتمال خرابی اتصال دالهای بتنی متکی به ستونها و تعیین میزان تاثیر پارامترهای آماری متغیر های تصادفی بر احتمال خرابی با ارایه فرمولبندی لازم تشریح می گردد. کلیه روابط پیشنهادی، بصورت تحلیلی اثبات می شوند و ضمن ارایه مثال عددی، کارآیی این روابط تبیین می شود. روش پیشنهادی بر پایه شبکه های عصبی تابع بنیادی شعاعی ارایه می گردد تا جایگزین تحلیل دقیق در روش مونت کارلو شده و حجم محاسبات کاهش یابد. بنابراین با یک روش ترکیبی از روش های عصبی و روش مونت کارلو روش نوینی در تحلیل قابلیت اعتماد دالهای بدون فولاد گذاری برشی ارایه می گردد. همچنین آنالیز حساسیت جهت تعیین پارامترهای موثر در تحلیل قابلیت اعتماد طراحی پانچ ارایه می گردد. ابعاد ستون ، مقاومت فشاری بتن، بار زنده، میلگردهای خمشی دال و ضخامت دال، بعنوان پارامترهای متغیر و احتمالاتی مورد ارزیابی دقیق در روش جدیدی مبتنی بر روش مونت کارلو قرار می گیرد و میزان تاثیر این پارامترها در خرابی اتصال دال به ستون براساس روابط دو آیین نامه معتبر اروپا،  EC2 (2004) وامریکا، ACI 318_11  بررسی گردیده است. نتایج صحت سنجی در روش پیشنهادی، بیانگر آنست که روش ترکیبی مونت کارلو و شبکه عصبی با توابع بنیادی شعاعی دارای سرعت مناسب و دقت کافی می باشد. همچنین مقایسه ضوابط دوآیین نامه مذکورنشان دهنده آنست که ضوابط EC2 (2004) طرح اقتصادی تری نسبت به آیین نامه امریکا (ACI) ارایه می کند. دلیل این امر در نظرگرفتن اثر میلگردهای خمشی در ظرفیت برش پانچ می باشد. میزان تاثیر این پارامتر طراحی به همراه سایر پارامترها تحلیل حساسیت گردید و نتایج تحقیق حاضر نشان می دهد که اگر چه در هردو آیین نامه ضخامت دال بیشترین اثر بر احتمال خرابی اتصال را دارا می باشد، اما در روابط آیین نامه اروپا، نسبت درصد فولاد خمشی دارای تاثیری در حدود پارامترهایی نظیر ابعاد ستون و مقاومت فشاری بتن می باشد و در روابط آیین نامه ACI پس از ضخامت دال، تنها مقاومت فشاری بتن تاثیر بسزایی در احتمال خرابی خواهد داشت. بنابراین می توان نتیجه گرفت اگرچه آرماتور خمشی، مقاومت خمشی دال را تامین می کند اما علاوه بر آن با کاهش میزان دوران دال، منجر به بهبود مقاومت برش پانج نیز می گردد. در مجموع روش پیشنهادی با توجه به  کاهش حجم محاسبات و دقت مناسب می تواند در بررسی سایر ضوابط طرح، بخصوص در مقاوم سازی هدفمند اتصالات بتنی مورد استفاده قرار گیرد.

    کلیدواژگان: مقاوم سازی، تحلیل قابلیت اعتماد، مونت کارلو، دال بتنی، شبکه عصبی
  • نوشین محمدزاده چاوشان*، حمید رحمانی صفحات 129-139
    بتن پودری واکنشی یک نوع بتن پر مقاومت بر پایه مصالح سیمانی با عیار بالا است. در تولید این بتن سنگدانه های درشت حذف و از مصالح پودری بسیار ریزدانه مانند ماسه سیلیسی، دوده سیلیس و پوزولان ها استفاده می شود که تشکیل بتنی همگن با ریزساختار عالی را می دهد. در این پژوهش تاثیر پودر سنگ آهک بر مشخصات فیزیکی و مکانیکی بتن پودری واکنشی مورد بررسی قرار گرفته است. پودر سنگ آهک با درصد های مختلف جایگزین ماسه سیلیسی شده و مقاومت فشاری، مقاومت خمشی، انقباض و درصد جذب آب نمونه های ساخته شده در سنین 7، 28 و90 روزه اندازه گیری شدند. نتایج آزمایش ها نشان می دهد که مقاومت فشاری 28 روزه این بتن ها بیشتر از 100 مگاپاسکال بوده و خواص فیزیکی و مکانیکی بتن ها با افزایش میزان پودر سنگ آهک بهبود می یابد به طوریکه طرح اختلاط با جایگزینی 54 درصد پودر سنگ آهک بالاترین مقاومت فشاری و کم ترین درصد جذب آب را داراست. همچنین جایگزینی ماسه سیلیسی با پودر سنگ آهک باعث افزایش انقباض ناشی از خشک شدن و کاهش انقباض ذاتی بتن های پودری واکنشی می گردد.
    کلیدواژگان: بتن پودری واکنشی، پودر سنگ آهک، ماسه سیلیسی، دوده سیلیس
  • فرهاد پیرمحمدی علیشاه*، احمد جهاندیده شندی صفحات 141-159
    امروزه روش های هوشمند و الهام گرفته از طبعیت در حل مسایل پیچیده طرفداران زیادی دارد. یکی از پرطرفدارترین و کاراترین این ساختارها، شبکه های عصبی مصنوعی هستند که قادرند یک رابطه کلی بین اطلاعات حجیم و پیچیده ناشی از آزمایشها و مثالهای تجربی به دست آورند. با گسترش روزافزون جمعیت و افزایش میزان ساخت و ساز و همچنین به دلیل محدود بودن منابع و مصالح مصرفی، تقاضا برای استفاده از مصالح جدید و مقاوم در برابر زلزله، در صنعت ساختمان افزایش پیدا کرده است. در این تحقیق، با در نظرگیری پارامترهای طرح اختلاط بتن به عنوان ورودی، از مدل سازی شبکه عصبی استاتیکی و سری زمانی برای پیش بینی مقاومت فشاری بتن استفاده خواهد شد. طرح های اختلاط با درصدهای مختلف خاکستر بادی و میکروسیلیس (%1، %5 ، %7 ، %10 ، % 12، %15، %18) و مخلوط میکروسیلیس و خاکستر بادی با درصدهای یکسان (%1 و %1 ، %3 و %3 ، %5 و %5 ، %7 و %7 ، %9 و %9 ، %10و %10) به عنوان درصدی از وزن سیمان، جهت بررسی عملکرد مدل های مورد استفاده، به کار گرفته شده است. بر اساس نتایج به دست آمده مدل های شبکه عصبی سری زمانی با 5 نورون عملکرد بسیار مناسبی برای پیش بینی مقاومت فشاری بتن با دقت و قابلیت اعتماد بیشتر، از خود نشان می دهد. همچنین جایگزینی میکروسیلیس به عنوان بخشی از سیمان در درصد های مختلف، عملکرد بهتری نسبت به خاکستر بادی و مخلوط این دو (سیلیس و خاکستر بادی) در افزایش مقاومت بتن نسبت به نمونه شاهد دارد.
    کلیدواژگان: مقاومت فشاری بتن، شبکه عصبی مصنوعی، مدل سری زمانی، میکروسیلیس، خاکستربادی
|
  • Sima Aramesh *, Ali Kheyroddin Pages 5-21
    In high-rise concrete buildings, the external grid consists of a reinforced concrete shell, which has a large number of openings and is resistant to gravity and lateral loads. In this paper, the effect of opening distribution on reinforced concrete external grid is studied. For this purpose, high-rise reinforced concrete structures of 20, 30, 40 and 50 floors with external grid and in three different modes of opening in the external grid are considered. In model 1 (base model), the openings are regularly distributed in the external grid of the building, but in Model 2, the openings are concentrated in the middle of the grid funds and in Model 3, the openings are concentrated in the corners of the external grid. Selective parameters for estimating the optimal opening location in the external grid of high-rise reinforced concrete buildings are the lateral displacement of the floor and the drift index of each floor. Also, in order to determine the optimal location of the core, the percentage of shear absorption and moment due to the seismic force between the core and the external grid is investigated. The results showed that in buildings with low aspect ratio, the best position of the opening is the regular distribution of openings in the external grid, but in buildings with higher aspect ratio, the best location of the opening is in the middle parts of the external grid.
    Keywords: High-rise building, reinforced concrete, Distribution of opening, External grid, Drift index
  • M. Nili *, AmirHosein Ghorbankhani Pages 23-34

    The use of concrete in special structures always faces challenges in implementation. By increasing the amount of cement to increase the compressive strength, the thermal gradient between the surface and the center of the concrete due to hydration heat will lead to an increase in thermal stress. On the other hand, due to the highly congested rebars in massive structural members of reinforced concrete such as columns of high-rise structures, the use of self-compacting concrete will facilitate the implementation and therefore understanding the thermal behavior of concrete and comparing it with ordinary concrete can be a good ground for studying crack risk. In this paper, the evaluation of thermal and mechanical properties affected by the application of high strength self-compacting mass concrete regime with three ratios of water to cement ratio and two cement content has been done in the form of twelve mixed designs. The results show that self-compacting concrete in addition to better mechanical properties on the surface and core of high strength mass concrete had different and more suitable thermal regime compared to ordinary concrete. Its lower strain and higher stress conversion time reduces thermal stress and ultimately reduces the risk of cracking up to thirty-six percent.

    Keywords: Mass concrete, Self-compacting, Modulus of Elasticity, Thermal regime, Risk of cracking
  • Mohammad Fatahi, MohammadMehdi Khabiri *, Alireza Yarahmadi Bafgi Pages 35-51

    Concrete pavement bears dynamic loads and is exposed to destructive environmental effects. Abrasion resistance is one of the items that will be very effective in increasing the durability of concrete pavement. The abrasion resistance of concrete is more effective and drier under the influence of compressive strength, concrete surface curing technique, type of setting, curing, aggregate properties and test conditions. Today the factors affecting the wear and durability of concrete procedures, is of particular importance, so this study evaluates the strategies affecting the performance of compressive strength and Abrasion and durability of pavement concrete. A total of thirty cylindrical samples were created, with approximately half of them being used for Dorry wear evaluations. The type and of minerals type and constituents of stone materials has a direct effect on the abrasion resistance of roller concrete, so that increasing the abrasion resistance of stone materials increases the abrasion resistance of concrete. Of all the aggregates used in this research, aggregate No. 3 prepared from Choghart mine, tectonic block 1, has the highest wear resistance and compressive strength, which is very suitable for use in places where roller concrete pavement is exposed to wear and stress. The results of friction resistance are suitable for all samples and aggregates No. 4 and 3 showed the highest friction resistance on wet surfaces. The findings also show that Dorry wear test results with a dependence coefficient of 80% in roller concrete pavement is dependent on the wear of aggregates.

    Keywords: Aggregate Characteristic, Roller compacted concrete pavement, Dorry Test Method, Wear Characteristics Abrasion Test
  • Milad Aram Partan, Hamid Eskandari, Mojtaba Lezgy Nazargah *, Morteza Gharouni Nik Pages 53-67

    This study is aimed to examine the effect of Forta and polypropylene fibers on compressive behavior, modulus of elasticity, deformation, crack growth pattern, and absorbing energy of concrete materials. The laboratory specimens were made as cylindrical samples of 150 mm height and 100 mm diameter in two groups and 7 mix designs. Group A consists of two mix designs with 0.1 and 0.15 percentages of macrostetic fibers (Forta) with a water to cement ratio of 0.4. Group B specimens include three mixing designs with 0.2, 0.3 and 0.35 percentages of microsatellite fibers (Polypropylene) and with a water to cement ratio of 0.5. Digital Images Correlation (DIC) method has been used for measurement of displacements and strains in concrete specimens while finite element analysis (Abaqus software) has been used for the validation. The obtained results show that the absorbing energy is directly related to the amount of fiber used in the test. The fibers have a controlling effect on the cracks of the specimens so that they reduce the depth and the length of cracks. However, it should be noted that the number of cracks increased. The use of polypropylene fibers as reinforcing material reduced the compressive strength of the concrete specimens while it increased the ductility of specimens.

    Keywords: Modulus of Elasticity, Ductility, Absorbed Energy, FORTA, Polypropylene Polymer Fibers, Correlation of Digital Images
  • Reza Farokhzad *, Behrooz Karimi Pages 69-82
    Today, concrete is regarded as one of the main materials in the construction industry, but besides its advantages, it is brittle and fragile and its tensile strength is lower than compressive strength. Due to the development of science and technology, the use of metal, polymer, glass and natural fibers in the construction industry is considered as an effective step in eliminating the poor tensile strength of ordinary concrete. Thus, in this research, the effect of steel and macro synthetic fibers on the behavioral model of concrete and mechanical properties (compressive and tensile strength, modulus of elasticity) and durability (electrical resistance, water permeability of concrete) have been investigated. Hence, in this research, 10 mixing designs with three different types of fibers, including steel, macro synthetic, polyolefin, and polypropylene fibers with 0.5, 1, 1.5 vol% were tested, and the results show that the steel fibers have no considerable effect on the compressive strength at a percentage higher than 0.5 and significantly increase the tensile strength and reduce the electrical resistance. The macro synthetic fibers of polyolefin and polypropylene have insignificant effect on compressive strength and even reduced compressive strength at high percentages and have a positive effect on tensile strength, electrical resistance, and water permeability, and the fibers can be used to increase the area under the stress-strain curve.
    Keywords: fiber concretes, steel fibers, macro synthetic fibers, Mechanical properties, Durability of concrete
  • Milad Orak, Seyed Fathollah Sajedi *, Shahriar Tavousi Tafreshi Pages 83-105

    Self-compacting concrete (SCC) has more plastic viscosity and less yield strength due to using more fillers and superplasticizers. In order to achieve performance SCC, in addition to rheology, it is necessary to improve the mechanical properties and durability of concrete. Therefore, the amount of cement should be increased or cement replacement materials should be used. This increases the cost of one cubic meter of concrete and reduces the tendency to use it. In this research, by making 20 mixes of performance SCC, mechanical properties were determined by performing tests of compressive strength, tensile strength and elasticity modulus, and durability properties by tests of water penetration depth, rapid chloride penetration and sulfate resistance. Basically, the degree of technical desirability of concretes was determined. Also, by examining the cost price of one cubic meter of concrete, the economic and technical-economic desirabilities of the concretes were calculated. The results showed that the application of pozzolans in performance SCC reduced the technical desirability due to mechanical properties about 40%, but the technical desirability due to durability increased significantly, so that at the age of 91 days, about 5 times has become more. Accordingly, the final factor of technical desirability in SC mixtures of research is at least 26% and at most 250% more than the reference concrete. Due to the higher price of pozzolanic materials than cement, with the increase in the replacement rate of pozzolans, the economic desirability factor decreased to more than 50%, but the technical-economic desirability factor improved to about 60%.

    Keywords: High-performance self-compacting concrete (HPSCC), pozzolan, Mechanical properties, Durability, Technical, economic desirability
  • Moein Pakroo *, Benyamin Ameri Kordiani, Hamid Varastehpour Pages 107-117

    Many concrete structures have been damaged due to natural disasters such as earthquake, wind, or corrosive fatigue. Therefore, the use of new technologies to modernize and improve these structures is important. Fiber reinforced polymer (CFRP) composites are widely used in retrofit and strengthening of reinforced concrete (RC) structures. FRP composites are applicable for strengthening various structural elements including beams, columns and plane elements such as floor slabs and shear walls. In this paper, the effect of surface preparation on concrete beams with carbon fabrics has been investigated. 8 Reinforced concrete beams were made by composite fibers and a concrete sample beam in the laboratory and tested for four-point bending loading Took. The experimental and Theoretical results of the proposed method have been presented in which the preparation in sandblasting, in addition to increasing the flexural strength, delayed the early detachment in the beams tested. It was also observed that the bending capacity in the beam increased with a 45.9% CFRP reinforcement layer and CFRP reinforcement layer 64.8% higher than that of the sample beam

    Keywords: Surface preparation, Reinforced concrete beam, CFRP, Laboratory study, Surface detachment
  • Ali Ghorbani * Pages 119-127

    According to recent research reports on the parameters involved in the retrofitting and reliability analysis of the concrete slabs connected to columns, Monte Carlo simulation has been introduced as a suitable method. However, a large number of analyzes are required to simulate the probability of failure. This, increases the volume of computations required. In the present study, a useful method is introduced to determine the effect of statistical parameters of random design variables on the probability of failure of slab connection. All the proposed relations are proved analytically and while providing a numerical example, the efficiency of these relations is clarified. The proposed method is based on radial basis function neural networks on the way to replace the analysis in the Monte Carlo method and reduce the computational volume. Therefore, with a combination of neural networks and Monte Carlo method, a new method is presented in the analysis of the reliability of slabs without shear steel. Sensitivity analysis is also presented to assess the effective parameters in the reliability analysis of punch design. Column dimensions, concrete compressive strength, live load, slab flexural reinforcement and slab thickness are evaluated as probabilistic design variables using both European Code (EC 2004) and American Concrete Institute relations (ACI 318_11). The results of validation in the proposed method indicate that the combined method of Monte Carlo and neural network with radial basis functions has an appropriate speed and sufficient accuracy. Also, a comparison of the results of the two codes, shows that EC2 (2004) offers a more economical design than the ACI. The reason for this is to consider the effect of flexural reinforcement on the punch capacity. Sensitivity analysis results show that although in both codes, the thickness of the slab has the greatest effect on the probability of connection failure, but in European code, the percentage of flexural steel has as similar effect as column dimensions and compressive strength of concrete effect. In the relations of ACI, after the thickness of the slab, only the compressive strength of concrete will have a significant effect on the probability of failure. Therefore, it can be concluded that although the flexural reinforcement provides the flexural strength of the slab, but also increases the punch shear strength of the slab by reducing the slab rotation. In general, the proposed method can be used in reviewing other design criteria, especially in credibility analysis and proper retrofitting of structures, due to the reduction of computational volume and appropriate accuracy.

    Keywords: Monte Carlo simulation, Reliability Analysis, Monte Carlo, Concrete Slab, Neural Network
  • Nooshin Mohammadzadeh Chavoshan *, Hamid Rahmani Pages 129-139
    Reactive powder concrete (RPC) is a type of ultra-high performance concrete (UHPC) with a high cementitious materials content. Coarse aggregates are removed in RPCs and ultra-fine powder materials such as silica sand, silica fume and pozzolans are used to provide a homogeneous concrete with excellent microstructure. In this study, the effect of limestone powder on the physical and mechanical properties of reactive powder concrete has been investigated. Limestone powder was replaced with different percentages of silica sand, and compressive strength, flexural strength, shrinkage, and water absorption percentage of samples were measured at 7, 28, and 90 days of age. Experimental results showed that the 28-day compressive strength of this concrete was greater than 100 MPa and the physical and mechanical properties of the concrete were improved by increasing the amount of stone powder The mixture containing 54% replacement of limestone powder had the highest compressive strength and the lowest water absorption. Also, replacing silica sand with limestone powder increases shrinkage due to drying and reduces the Autogenous shrinkage of reactive powder concrete.
    Keywords: Reactive Powder Concrete, Limestone powder, Silica sand, silica fume
  • Farhad Pirmohammadi Alishah *, Ahmad Jahandideh Shendu Pages 141-159
    Nowadays, intelligent methods inspired from nature are implemented to resolve complex problems, there are very popular too. The most common one is artificial neural network; they are capable to collect huge amount of complex information through experiments and tests. With increasing population and a rise in construction and also due to limited resources and consumable materials, demand for hot rolled earthquake-resistant materials in the construction industry has increased. The purpose of this research, by considering concrete mix design parameters as input, the Static neural network and Time-series modeling to predict the compressive strength of concrete will be used. Mixing fly ash and silica fume various designs with different percentages (1%, 5%, 7%, 10%, 12%, 15%, 18%) and mixed with silica fume, fly ashes identical percentages (% 1% 1% 3 and 3%, 5% and 5%, 7% and 7%, 9% and 9%, 10% and 10%) as a percentage of the weight of cement, to evaluate the performance of the models in question were applied. It turned out that neural network models for predicting time series with 5 neurons performance concrete compressive strength is accurate and reliable.
    Keywords: Compressive Strength of Concrete, Static neural networks, Time-series models, micro silica, Fly ash