فهرست مطالب

تحقیقات بتن ایران - سال پانزدهم شماره 1 (بهار 1401)

مجله تحقیقات بتن ایران
سال پانزدهم شماره 1 (بهار 1401)

  • تاریخ انتشار: 1401/03/24
  • تعداد عناوین: 8
|
  • محمدحسین حسینجانی میاندهی، پیام زنگانه رنجبر*، میراحمد لشته نشایی، ملک محمد رنجبر، حسین نصیرائی صفحات 5-22

    انبساط و آسیب ناشی از واکنش قلیایی سنگدانه ها در سازه های مختلف بتنی بعنوان یکی از دغدغه های مهم در دوام سازه های بتنی توجه بسیاری از محققین را به شناسایی و مطالعه این مهم معطوف نموده است. سنگدانه های حاوی مواد فعال حتی به مقدار اندک وزنی در بتن، ممکن است باعث انبساط های مخرب گردند. این واکنش بین برخی از مواد سنگدانه با هیدروکسید قلیایی موجود در منافذ بتن یک ژل را تشکیل می دهند. این ژل بدلیل جذب آب و تورم با ایجاد تغییراتی در مرز های بین سنگدانه و خمیر سیمان، از طریق ایجاد فشارهای داخلی باعث انبساط و ترک خوردن بتن می گردد.از سوی دیگر امروزه به دلیل محدودیت منابع قرضه و اهمیت مسایل زیست محیطی در اکثر کشورها، استفاده از مصالح بازیافتی و بلااستفاده در صنعت بتن رونق فراوانی یافته است. از این رو در پژوهش حاضر با رویکرد استفاده از مصالح لایروبی و پتانسیل های موجود در ساحل دریای خزر، در گام نخست با انجام آزمایش سنگ نگاری (مشاهدات میکروسکوپی) مطابق استاندارد ASTM C295 به شناسایی کانی های با پتانسیل واکنش قلیایی - سیلیسی وکربناتی پرداخته شد. سپس بررسی واکنش زایی مصالح از طریق ساخت منشورهای بتن و ملات حاوی این سنگدانه ها در دوحالت کوتاه مدت و بلند مدت مورد مطالعه قرار گرفت. در نهایت با انجام آزمایش شیمیایی تعیین پتانسیل فعالیت قلیایی- کربناتی سنگدانه های کربناتی مورد ارزیابی قرار گرفت. براساس نتایج کسب شده از آزمایش های مزبور کیفیت مصالح لایروبی شده از دریا جهت ساخت بتن مناسب می باشد.

    کلیدواژگان: ماسه لایروبی شده دریای خزر، سنگ نگاری مصالح، واکنش قلیایی- سیلیسی، واکنش قلیایی&ndash، کربناتی
  • رامین احسانی، محمدکاظم شربتدار*، علی خیرالدین صفحات 23-39

    در مقاله حاضر نتایج بررسی آزمایشگاهی بازتوزیع لنگر و مشخصات مفصل پلاستیک تیرهای سراسری دو دهانه با بکارگیری کامپوزیت های سیمانی مسلح الیافی توانمند به جای بتن معمولی در بخش های مختلف تیرهای سراسری و استفاده از خاموت فشرده ارایه گردیده است.هشت نمونه تیر سراسری با بتن معمولی و کامپوزیت های سیمانی مسلح الیافی توانمند و فاصله خاموت گذاری ودر قالب سه گروه A،BوC در نظر گرفته شدند.گروه A شامل دو تیر کنترلی بابتن معمولی با فواصل خاموت گذاری معمولی (d/2) (نمونه مرجع) و فشرده (d/4) و گروه B شامل چهار تیر سراسری ساخته شده با کامپوزیت های سیمانی مسلح الیافی توانمند بصورت لایه ای با فواصل خاموت گذاری غیر فشرده (d/2) و گروه C شامل دو تیر سراسری ساخته شده با کامپوزیت های سیمانی مسلح الیافی توانمند بطور کامل با خاموت گذاری معمولی (d/2) و فشرده (d/4) بودند. بررسی نتایج آزمایشگاهی نشان داد که بکارگیری کامپوزیت های سیمانی مسلح الیافی توانمند به جای بتن معمولی در بخش های مختلف تیرهای سراسری و استفاده از خاموت فشرده ، باعث افزایش ظرفیت شکل پذیری تیرهای سراسری می گردد. در نمونه ساخته شده با کامپوزیت های سیمانی مسلح الیافی توانمند بطور کامل و دارای خاموت فشرده، ظرفیت باربری، شکل پذیری جابجایی و شکل پذیری انرژی به ترتیب به مقدار 35، 77 و 83 درصد نسبت به نمونه مرجع افزایش یافتند. بیشترین مقدار بازپخش لنگر خمشی در نمونه ساخته شده با کامپوزیت های سیمانی مسلح الیافی توانمند در قسمت تحتانی به مقدار51/1 برابر تیر مرجع اتفاق افتاد.

    کلیدواژگان: تیر سراسری بتنی مسلح، کامپوزیت های سیمانی مسلح الیافی توانمند (HPFRCC)، شکل پذیری، بازپخش لنگر
  • احمدرضا رمضانی، محمدرضا اصفهانی* صفحات 41-57

    در پژوهش حاضر از ضایعات صنایع آهن و آلومینیوم (غبار کوره آهن گدازی، سرباره کوره آهن گدازی و گل قرمز) برای جایگزینی بخشی از سیمان در ساخت ملات های ترمیمی استفاده شده است. با جایگزینی 5%، 10% و 15% از این ضایعات با سیمان در مجموع 14 طرح اختلاط ساخته شد و مطالعات آزمایشگاهی در سه بخش بر روی آن ها انجام شد. در بخش اول سعی در شناخت ریزساختار و ترکیبات شیمیایی مواد تشکیل دهنده ملات ها شده است. دربخش دوم با انجام آزمایش های مقاومت در برابر حمله اسید سولفوریک، جذب آب و مقاومت الکتریکی تلاش برای شناخت خصوصیات دوامی و با انجام آزمایش های مقاومت فشاری وکششی سعی در شناخت خصوصیات مکانیکی ملات ها شده است. در بخش آخر، یک تیر بتن مسلح به وسیله ملات ترمیمی و شبکه CFRP تقویت برشی شده و با یک تیر فاقد تقویت و یک تیر تقویت شده در برش با ورق های CFRP و چسب مقایسه شده است. در نهایت تیرها تحت بارگذاری متمرکز در یک نقطه قرار گرفته و ظرفیت برشی آن ها با یکدیگر مقایسه شده تا عملکرد ملات ترمیمی ارزیابی گردد. نتایج آزمایش ها نشان می دهد که تقویت با استفاده از ملات ترمیمی باعث افزایش ظرفیت برشی به میزان 23% در مقایسه با نمونه کنترل شده است در حالی که نمونه تقویت شده با چسب %14 افزایش ظرفیت برشی نسبت به نمونه کنترل از خود نشان داده است.

    کلیدواژگان: ملات ترمیمی، ضایعات صنایع آهن و آلومینیوم، تقویت برشی، پلیمر مسلح الیافی (CFRP)
  • علیرضا راسخی صحنه، محمدعلی دشتی*، سید حسام مدنی، هادی دهقان منشادی صفحات 59-70

    سیمان آلومینات کلسیم به خاطر مزایای منحصر به فردی که دارد جزو سیمان های ویژه به حساب می آید و در شرایط محیطی آسیب رسان که معمولا سیمان پرتلند از خود ضعف نشان می دهد، می تواند بسیار بهتر عمل کند. اما کاهش مقاومت در دراز مدت، باعث شده علی رغم مزایای فراوان، این نوع سیمان آنچنان که باید نتواند در صنعت ساخت جای خود را باز کند و از طرف دیگر نیز تا به حال مطالعات کمی در زمینه حل این مشکل انجام شده است. تحقیق حاضر در صدد است تا با بکارگیری مواد مکمل سیمانی مانند پومیس، زیولیت و پودر سنگ آهک در درصد های بالا، دوام و مقاومت ملات های ساخته شده با این نوع سیمان را بهبود ببخشد. در این تحقیق دوام مخلوط ها با آزمایش های تخلخل، میزان مهاجرت یون کلراید و مقاومت در برابر اسید مورد بررسی قرار گرفت. همچنین اثر جایگزینی این مواد بر ریزساختار، با استفاده از عکس میکروسکوپ الکترونی بررسی شد. مواد در درصدهای جایگزینی 40،25 و60 به عنوان جایگزین سیمان آلومینات کلسیم استفاده شدند. نتایج نشان داد پومیس و زیولیت باعث بهبود چشمگیر مقاومت مکانیکی و دوام مخلوط ها گردید و بررسی های ریزساختاری یکی از مهمترین دلایل کاهش مقاومت فشاری مخلوط کنترل را آشکار نمود. بر اساس نتایج این تحقیق استفاده از پومیس و زیولیت باعث کاهش پدیده تبدیل و در نتیجه، عملکرد بهتر این مخلوط ها در مقایسه با مخلوط کنترل شده است.

    کلیدواژگان: سیمان آلومینات کلسیم، زئولیت، پومیس، مقاومت در برابر اسید، مواد جایگزین سیمان
  • الهه موسوی، رضا مرشد، ابوالفضل اسلامی* صفحات 71-83
    زباله های سرامیکی از عوامل آلودگی محیط زیست هستند که در مقابل عوامل طبیعی و شیمیایی به سختی تجزیه می گردند. استفاده از خاک ریزدانه کاشی که ترکیب شیمیایی و نرمی مناسب برای جایگزینی سیمان پرتلند دارد، از یک سو باعث کاهش مصرف انرژی و آلودگی حاصله تولید سیمان می شود و از سوی دیگر، اثرات زیست محیطی ناشی از دپوی زباله های سرامیکی را کاهش می دهد. هدف این پژوهش بررسی تاثیر افزودن خاک کاشی، به بتن بعنوان جایگزین بخشی از سیمان، روی خواص مکانیکی و دوام بتن می باشد. آزمایشات در مرحله اول روی نمونه های مکعبی کوچک ملات و پس از کسب نتایج مثبت، روی نمونه های بتن انجام گرفت. برای ساخت نمونه های بتنی از 12 طرح مخلوط با جایگزینی درصدهای مختلف خاک کاشی با سیمان و نسبت های آب به سیمان 45/0 و 5/0 استفاده شد. نتایج نشان داد که برای نسبت آب به سیمان 5/0، کاهشی در مقاومت فشاری و خمشی بتن تا 40 درصد جایگزینی خاک کاشی مشاهده نشد و در تمام درصدهای جایگزینی، افت تخلخل، کاهش نفوذ یون کلر، کاهش جمع شدگی و افزایش مقاومت الکتریکی نسبت به نمونه شاهد مشاهده شد. برای نسبت آب به سیمان 45/0، کاهش اندکی در مقاومت های مکانیکی نسبت به نمونه شاهد مشاهده گردید ولی پارامترهای دوام بهبود یافت.
    کلیدواژگان: بتن سبز، خاک کاشی، پوزولان، دوام، جایگزین سیمان
  • علی حسین غانمی*، امیر طریقت صفحات 85-98
    بتن به دلیل خواص عالی، هزینه کم و در دسترس بودن گسترده، پرمصرف ترین محصول ساختمانی در جهان است. با توجه به افزایش جمعیت جهان، میزان تولید سیمان به عنوان یکی از مواد اصلی مورد استفاده در بتن افزایش یافته است. تولید سیمان باعث انتشار گاز دی اکسید کربن شده که باعث افزایش آلودگی محیط زیست می شود. یکی از روش ها موجود برای جلوگیری از افزایش آلودگی، استفاده از مواد جایگزین به جای سیمان است. از مهمترین مواد جایگزین که در سالیان اخیر مورد استفاه قرار گرفته، می توان به سیمان LC3 اشاره کرد. این نوع سیمان با کاهش مقدار کلینکر سیمان، نیاز به سوخت های فسیلی را کاهش داده که در نتیجه انتشار دی اکسید کربن کاهش می یابد. علاوه بر آن، یکی از خواص مکانیکی مهم بتن، مقاومت فشاری آن بوده که تخمین مقدار آن با توجه به زیاد بودن پارامترهای موجود پیچیده است. در نتیجه از روش های آزمایشگاه که پرهزینه است، استفاده می شود که دارای خطا می باشد. در این مقاله از روش های که برمبنای درخت تصمیم توسعه می یابند استفاده شده است و عملکرد آن ها با استفاده از الگوریتم ژنتیک بهبود یافته است. دو روش LightGBM و XGBoost با دقت های برابر 0/958 در پیش بینی مقاومت فشاری بتن، عملکرد بهتری نسبت به روش های درخت تصمیم و جنگل تصادفی با دقت های 0/91 و 0/932 نشان داده اند. همچنین میزان عملکرد پارامترهای ورودی در پیش بینی مقاومت فشاری ارایه شده و یک مجموعه داده جدید مورد تست قرار می گیرد که صحت سنجی روش های ارایه شده بررسی شود.
    کلیدواژگان: بتن، یادگیری ماشین و داده کاوی، سیمان LC3، مواد جایگزین سیمانی، الگوریتم های ارتقایی
  • محمدحسین رضائی، علی دلنواز*، محمد دلنواز صفحات 99-107
    بتن یک ماده متخلخل و ناهمگن است و دوام آن از اهمیت ویژه ای برخوردار است. دوام بتن مسلح با الیاف فولادی در محیط های حاوی یون های سولفات و کلرید مورد توجه محققان است. الیاف فولادی به دلیل توانایی در دوخت ترک مقاومت در برابر نفوذ آب را بهبود می بخشند. . الیاف فولادی و ماتریس بتن از طریق یک پیوند فیزیکی-شیمیایی بین سطح الیاف و ماتریس بتن با هم اتصال برقرار می کنند و این کامپوزیت را تشکیل می دهند.نفوذپذیری کمتر باعث حفظ دوام سازه در تماس با مواد مضر مانند یون کلرید، یون سولفات و اسید می شود زیرا به راحتی نمی توانند به بتن نفوذ کنند. در این مقاله 3 نوع بتن مسلح با 1، 5/1 و 2% الیاف فولادی تهیه شد و در 3 محیط سولفات منیزیم، سولفات سدیم و کلرید سدیم به مدت 6 و 12 ماه قرار گرفت و سپس تست های مقاومت فشاری، مقاومت خمشی، مقاومت الکتریکی، نفوذ آب و نفوذ سریع کلرید بر روی نمونه ها انجام شد. با توجه به نتایج، الیاف تاثیر قابل توجهی بر مقاومت فشاری ندارند اما با افزایش درصد الیاف مقاومت الکتریکی کاهش می یابد و پس از غوطه ور شدن در محیط های تهاجمی، نمونه ها به دلیل تبادل یونی بین محلول ها و نمونه های بتن، مقاومت الکتریکی بالاتری را از خود نشان می دهند. قرار گرفتن طولانی بتن در برابر محلول های نمکی باعث کاهش مقاومت خمشی می شود. نمونه های حاوی 2% الیاف فولادی به دلیل افزایش سطح انتقال منجر به نفوذ بیشتر آب شد. افزایش محتوای الیاف منجر به مهاجرت بیشتر یون کلرید شد.
    کلیدواژگان: بتن مسلح شده با الیاف فولادی (بتن الیافی)، نمک کلرید سدیم، نمک سولفات سدیم و منیزیم، مقاومت بتن، خوردگی بتن
  • سید عظیم حسینی*، علی زال نژاد صفحات 109-121
    بتن خودتراکم در برابر تغییرات زمان، دما و مصالح نسبت به بتن معمولی دارای حساسیت بیشتری می باشد. این موضوع به علت ترکیبی از نیازهای متنوع بتن خودتراکم در حالت تازه می باشد. ریولوژی اطلاعات ارزشمندی در مورد خصوصیات بتن تازه خودتراکم ارایه می دهد، ولی چگونگی دستیابی به بتن بهینه خودتراکم با استفاده از نمودارهای ریوگراف، می تواند اطلاعات کاربردی را سبب شود. در این تحقیق بتن های خودتراکم با مقادیر متفاوت سیمان، پودرسنگ، افزودنی اصلاح کننده لزجت و انواع فوق روان کننده تحت شرایط محیطی مختلف ساخته شده است و به عبارتی برای اندازه گیری خواص ریولوژی، دمای مخلوط های بتن خودتراکم با توجه به شرایط محیطی فصل های مختلف انتخاب شده است. ازاین جهت، برای انجام آزمایش های کارایی و ریولوژی، ساخت نمونه ها در فصل های مختلف سال به انجام رسید. در این پژوهش با استفاده از نمودارهای ریوگراف، خواص ریولوژی اجزای بتن خودتراکم در طول زمان 60 دقیقه مورد بررسی قرار گرفت. بر اساس نتایج به دست آمده، استفاده از فوق روان کننده پلی کربوکسیلات نسبت به فوق روان کننده نفتالین سولفونات، ریولوژی بتن خودتراکم را بهبود می بخشد. از سوی دیگر، افزایش سیمان تا 440 کیلوگرم بر مکعب در بتن های خودتراکم حاوی اصلاح-کننده لزجت، سبب بهبود ریولوژی می شود. بتن های با افزودنی اصلاح کننده لزجت، 50 درصد افت جریان اسلامپ کمتری نسبت به بتن-های پودری دارند بنابراین برای دمای بالا، بتن های پودری توصیه نمی شود.
    کلیدواژگان: دما، سیمان، پودرسنگ، افزودنی اصلاح کننده لزجت، فوق روان کننده
|
  • MohammadHossein Hosseinjani Miyandehi, Payam Zanganeh Ranjbar *, M. Ahmad Lashteh Neshaei, Malek Mohammad Ranjbar Taklymie, Hossein Nassiraei Pages 5-22

    Expansion and damage due to the alkaline reaction of aggregates in various concrete structures as one of the major concerns in the durability of concrete structures have attracted the attention of many researchers to identify and study this importance. Aggregates containing active ingredients can cause destructive expansions even when they are small in weight. This reaction occurs between some materials in aggregates with alkaline hydroxide in the concrete pores resulting in a water-absorbing gel. This phenomenon usually causes the concrete to expand and crack through internal changes by creating changes in the boundaries between the aggregate and the cement paste. On the other hand, due to limited credit resources and the importance of environmental issues in most countries, using recycled and unused materials in the concrete industry has flourished. Therefore, in the present study, with the approach of using dredging materials and potentials in the Caspian Sea coast, in the first step, by performing lithographic experiments (microscopic observations) according to ASTM C295 standard, minerals with alkali-siliceous and carbonate reaction potentials have been identified. Then, the reactivity of the materials was studied by making concrete and mortar prisms containing these aggregates in both short-term and long-term states, and finally, by performing chemical experiments, the potential of alkaline-carbonate activity of carbonate aggregates was evaluated. Based on the results obtained from these experiments, the quality of dredged materials from the sea was suitable for making concrete.

    Keywords: Caspian Sea dredged sand, petrography of materials, alkaline-siliceous reaction, alkaline-carbonate reaction
  • Ramin Ehsani, MohammadKazem Sharbatdar *, Ali Kheyroddin Pages 23-39

    In this paper, the results of Experimental Investigation Determination the Moment Redistribution and Plastic Hinge in continuous concrete Beams by replacing normal Concrete with HPFRCC and reducing the spacing of the stirrups are presented. Eight specimens of beam with reinforced concrete and fiber reinforced cement composites with bending distance were considered as three groups of A, B and C. Group A consisted of two conventional bending beams with standard bending intervals (d/2) (reference sample) and compact (d/4). Group B consists of four beams made of reinforced cement composites reinforced as a layer with non-compressive bending intervals (d/2) and Group C comprises two beams made of reinforced cement composites. Strong fibers were fully compressed (d/2) and compressed (d/4). Experimental results showed that using reinforced cement composite reinforced fibers instead of normal concrete in different parts of beams and the use of compacted stirrups increased the ductility of beams. In the specimens made of HPFRCC with compressive stirrups, bearing capacity, displacement ductility and energy ductility increased by 35, 77 and 83%, respectively, compared to the reference sample. The highest amount of moment redistribution, occurred in the specimen made with HPFRCC in the lower part with 1.51 times the reference beam.

    Keywords: Reinforced concrete continuous beams, High performance fiber reinforced cementitious composites (HPFRCC), ductility, moment redistribution
  • Ahmadreza Ramezani, MohammadReza Esfahani * Pages 41-57

    In the present study, steel and alumina industrial wastes (ground granulated blast-furnace, electric arc furnace dust, and red mud) were used as a partial replacement for cement to form cement-based repair mortars. By substituting 5%, 10%, and 15% of cement with these materials a total of 14 mixtures were formed and an experimental program comprising three distinct parts was carried out. In the first part of the experimental program, the microstructure and chemical composition of all the constituent materials were examined. In the second part, resistance to acid sulfuric, water absorption, and electrical resistivity tests were conducted to evaluate the durability performance of the mortars, and compressive strength and tensile strength tests were performed to assess the mechanical properties of the mortars. In the last part of the experimental program, one reinforced concrete beam was strengthened in shear using repair mortar and carbon fiber reinforced polymer (CFRP) sheets and it was compared with a reinforced concrete beam without strengthening and a beam strengthened in shear using epoxy and CFRP sheets. The beams were tested by implementing a concentrated load and their shear capacity was compared to evaluate the performance of repair mortar. The results indicate that strengthening using repair mortar resulted in 23% increase in the shear capacity compared to the control specimen, while the shear capacity of the specimen strengthened with epoxy increased by 14% compared to the control specimen.

    Keywords: Repair mortar, steel, alumina industrial wastes, Shear strengthening, Carbon fiber reinforced polymer (CFRP)
  • Alireza Rasekhi Sahneh, MohammadAli Dashti *, Hesam Madani, Hadi Dehghan Manshadi Pages 59-70

    Calcium aluminate cement (CAC) is considered as a specific cement due to its special properties and maybe have improved performances compared to the Portland cement under some severe conditions. Although alumina cement has many advantages, it is not widely used in the construction industry because it obtains reduced strength in the long term and has not been adequately investigated. In this study, an attempt is made to improve the durability and mechanical properties of mortars with this type of cement using supplementary cementitious materials (SCMs) such as pumice, zeolite and limestone powder in high cement replacement levels. In this study, porosity, rapid chloride migration and acid resistance tests were employed to investigate the durability properties. In addition, the microstructure of the mixtures was investigated using scanning electron microscopy (SEM). The SCMs were used as cement substitution in proportions of 25, 40, and 60 % and a total of 10 mortar mixes were investigated. The results indicated that the pumice and zeolite significantly improved the mechanical strength and durability properties of the mixes. The microstructural studies revealed one of the most important reasons for the reduction of the compressive strength of the plain mixture. The results of this study show that the use of pumice and zeolite mitigates the conversion process, resulting in better performance of the mixes compared to the plain mixture.

    Keywords: Calcium Aluminate Cement, . Zeolite, Pumice, Acid Resistance, Supplementary Cementitious Materials
  • Elahe Mousavi, Reza Morshed, Abolfazl Eslami * Pages 71-83
    Ceramic wastes are considered as a reason for environmental pollution that are hardly decompose against the natural and chemical factors. Substituting Portland cement with the ceramic waste powder which has a desirable chemical composition and fineness, not only can reduce energy consumption and pollution resulting from cement production, but also mitigate the environmental effects of ceramic waste in the landfills. This study investigates the effect of using ceramic waste as a substitute for cement on the mechanical properties and durability of the structural concrete. To this end, experimental tests were initially performed on small cubic samples of mortar and standard cylinders of concrete. 12 mixed designs were made by replacing different percentages of tile soil with cement possessing water to cement ratios of 0.45 and 0.5. The results confirmed that for water to cement ratio of 0.5, no reduction was observed in the compressive and flexural strength of concrete up to 40% of tile soil replacement. In addition, adding tile waste led to porosity loss, reduction of chlorine ion penetration, shrinkage reduction and improving the electrical resistance ratio. For water to cement ratio of 0.45, a slight decrease in the mechanical strength was observed compared after substituting cement with the ceramic waste compared to the control sample, while the durability parameters were improved.
    Keywords: Green Concrete, Ceramic waste powder, pozzolan, Durability, Cement substitute
  • Ali Hosein Ghanemi *, Amir Tarighat Pages 85-98
    Concrete due to its excellent properties, low cost, and wide availability is the most used construction product in the world. As the world population grows, cement production has increased as one of the main materials used in concrete. Cement production emits carbon dioxide which increases environmental pollution. One of the ways to prevent pollution is to use Supplementary cementing materials instead of cement. One of the most important alternative materials used in recent years is LC3 cement. This type of cement reduces the amount of clinker in cement, decreases our need for fossil fuels, and therefore reduces the emission of carbon dioxide. Moreover, one of the most important mechanical properties of concrete is its compressive strength, which its estimation is complex since the number of existing parameters is high. Hence, costly laboratory methods are used which consist of high error. In this paper, machine learning models that work based on decision tree model are used which their performance have been improved by genetic algorithm. LightGBM and XGBoost models got a prediction score of 0.958 in the prediction of the compressive strength of concrete and perform better than decision tree and random forest models with 0.91 and 0.932 prediction scores. Also, the feature importance of each model has been presented and a new data set has been used to evaluate the validation of models.
    Keywords: concrete, Machine Learning, Data Mining, LC3 cement, Supplementary cement materials, Boosting algorithm
  • Mohammadhosain Rezaei, Ali Delnavaz *, Mohammad Delnavaz Pages 99-107
    Concrete is an unprecedented porous and highly heterogeneous composite material. The durability of reinforced concrete with steel fibers in chloride and sulfate environments is of interest for engineers, infrastructure owners, maintainers, and researchers. Steel fibers and concrete matrices are bonded together through a weak bond, and the properties of this composite are largely due to the surface bonding of the fibers and the concrete matrix. Less permeability maintains the durability of the structure in contact with harmful substances such as chloride ions, sulfate ions and acids because it cannot easily penetrate In this paper, three types of steel fiber reinforced concrete (1, 1.5 and 2% steel fiber) were prepared and used in 3 environments, i.e. magnesium sulfate, sodium sulfate, and sodium chloride, for 6 and 12 months. Compressive strength, flexural strength, electrical resistance, water penetration, and rapid penetration of chloride were also examined. According to the results, the sample containing 2% steel fiber when exposed to acids showed more mechanical performance deterioration compared to the two other samples, i.e. 1% and 1.5% steel fiber.
    Keywords: Fiber reinforced concrete, Sodium chloride salt, Sodium, Magnesium sulfate salt, Concrete strength, Concrete corrosion
  • Seyyed Azim Hosseini *, Ali Zal Nezhad Pages 109-121
    Basically, self-compacting concrete mixtures (SCC) are more susceptible to temperature, time, and ingredients compared to the conventional ones. This matter is because of the combination of varied needs in the fresh mode, extremely complexed mixture proportions, and its naturally low yield stress. The rheology provides valuable information about the properties of fresh self-compacting concrete (SCC), but investigation of the procedure for achieving optimal SCC mix using the so-called rheographs can further provide practically useful information. In the present research, having their properties functions of temperature and mixing time, SCC samples were prepared with different amounts of cement, limestone, viscosity-modifying admixture and superplasticizer. In order to measure the rheological properties of the prepared samples, the SCC mix temperature was adjusted according to the dominant environmental conditions in different seasons. Accordingly, the samples were prepared during different seasons of the year to check for their workability and rheology. Rheographs were used to investigate the rheological properties of the SCC mixes during a period of 60 min. According to the results, the use of polycarboxylate superplasticizer and increasing the amount of cement at a given water-to-cement ratio were found to improve the rheological properties of the resultant concrete mix. increasing Portland cement to 440 kg/m3 in SCC mixtures containing viscosity modifying admixtures (VMA) improved rheology. On the other hand, the powder type SCC mixtures had 50% more slump loss compared to VMA type SCC mixtures. Therefore, the powder concrete is not recommended for high-temperature operating conditions.
    Keywords: Temperature, Cement, limestone, Viscosity-Modifying Admixture, Superplasticizer