فهرست مطالب

تحقیقات بتن ایران - سال شانزدهم شماره 1 (بهار 1402)

مجله تحقیقات بتن ایران
سال شانزدهم شماره 1 (بهار 1402)

  • تاریخ انتشار: 1402/02/02
  • تعداد عناوین: 8
|
  • محمدرضا اصفهانی*، محمد امیری صفحات 5-18
    در این پژوهش آزمایشگاهی اثر استفاده از الیاف پلی پروپیلن (PP)، غبار کوره ذوب آهن، سرباره آهن مذاب، پودر سنگ معدنی، ماسه شسته طبیعی و میکروسیلیس بجای الیاف پلی وینیل الکل (PVA)، خاکستربادی و ماسه سلیس برای بهبود خواص مکانیکی و شکل پذیری مواد مرکب سیمانی مهندسی (ECC) مورد بررسی قرار گرفت. برای این منظور 12 طرح اختلاط متفاوت بررسی شد. سپس نمونه های فشاری و خمشی برای مخلوط ها ساخته و آزمایش شدند. مشاهده شد که استفاده همزمان از میکروسیلیس و غبار کوره ذوب آهن با ایجاد شکل پذیری و افزایش مقاومت ماده مرکب می تواند جایگزین مناسبی برای خاکستر بادی باشد. پودر سنگ معدنی در یک ترکیب مناسب می تواند جایگزین ماسه سیلیس در ترکیب ECC شود. در نسبت سیمان به مواد سیمانی برابر 1/25 بهترین عملکرد برای ECC بدست آمد. با افزایش درصد الیاف از 1 به 1/5 مقدار مقاومت خمشی 65 درصد و خیز وسط دهانه 21/7 درصد افزایش یافت و درصد بهینه الیاف PP برای شروع رفتار سخت شوندگی مقدار 1/5 درصد بدست آمد.
    کلیدواژگان: مواد مرکب سیمانی مهندسی، پودر سنگ معدنی، غبار کوره ذوب آهن، میکروسیلیس، الیاف پلی پروپیلن
  • علی صدر ممتازی، حمیدرضا ناصرسعید* صفحات 19-31
    نانولوله کربنی، محصول لایه برداری شیمیایی گرافیت، به دلیل داشتن نسبت تصویر بالا، قابلیت پخش خوب در آب و خواص مکانیکی عالی، یک افزودنی مناسب برای استفاده به عنوان تقویت کننده نانو در مواد با پایه سیمانی است. در این پژوهش با استفاده از مدل سازی چند مقیاسی تاثیر درصدحجمی، ضریب منظری، جهت گیری و برهم کنش بین سطوح بر خواص مکانیکی نانو لوله های کربنی در ماتریس سیمانی بررسی شد. برای مدل سازی با نرم افزار آباکوس با درک مفهومی المان نماینده حجم از کدهای متلب توسعه یافته و پایتون استفاده شد. برای مشاهده رفتار بین فازی میان ماتریس و نانولوله، تیوری سطح چسبنده استفاده شد. همچنین، نتایج خروجی مدل سازی دینامیک مولکولی برای تعیین پارامتر های سطح چسبنده مورد استفاده قرار گرفت. مدل سازی در وضعیت های پیوند کامل و پیوند محدود بین دو فاز در ماتریس و با بارگذاری محوری فشاری انجام شد. نتایج برای مدل های بتن، بدون تقویت کننده و با 5/0، 0/1 و 5/1 درصد حجمی مسلح کننده ی نانولوله کربنی و با دو ضریب منظر 10 و 20 بررسی گردید. جهت شناسایی اثربخشی جهت گیری، سه وضعیت جهت گیری تقویت کننده، موازی نیرو، عمود برنیرو و رندوم شبیه سازی گردید. نتایج نشان داد با افزایش درصد حجمی تقویت کننده، استحکام مکانیکی و چقرمگی بهبود یافت. افزایش ضریب منظر از 10 به 20، افزایش تنش حدالاستیک و اصلاح رفتار پلاستیک در ماتریس را به همراه داشت. ضمنا تغییر در مدل رفتاری پیوند، از پیوندکامل به محدود، بین 3 تا 6 درصد کاهش در مقاومت مدل های با 5/0 و 0/1 درصد الیاف ایجاد نمود.
    کلیدواژگان: نانولوله کربنی، مدل سازی چند مقیاسی، دینامیک مولکولی، المان نماینده حجم
  • سید حسین قاسم زاده موسوی نژاد*، مبارکه بنی مهد کیوانی صفحات 33-44
    بهره گیری همزمان از پوزولان ها و ژیوپلیمرها جهت بهبود مشخصات بتن، یکی از حوزه های نسبتا جدید فناوری بتن محسوب می گردد. در این پژوهش از پوزولان های سرباره و زیولیت به عنوان جایگزین بخشی از سیمان در بتن استفاده گردید. همچنین برای کاهش اثرات منفی ناشی از درصدهای بالای جایگزینی پوزولان ها و بررسی اثرات متقابل آنها ، از فعالساز قلیایی استفاده شد. بر اساس نتایج آزمون های تعریف شده، مشخص گردید که افزودن فعالساز به بتن حاوی پوزولان در بازیابی بخشی از افت مشخصات ناشی از مصرف بالای پوزولان، نقش چشمگیری داشت. با افزودن فعالساز به طرح حاوی 60% سرباره، افزایشی به میزان 52.1% در مقاومت فشاری و 44.7% در مقاومت الکتریکی برای سن 28 روز مشاهده شد. همچنین طرح حاوی 60% زیولیت که بیشترین افت مقاومت فشاری را با 59.3% کاهش داشت، منجر به بهبود خواص عایق حرارتی بتن تا 14.3% نسبت به طرح شاهد گردید.
    کلیدواژگان: بتن پوزولانی، زئولیت، فعالساز قلیایی، مقاومت الکتریکی، هدایت حرارتی
  • مصطفی قرمان، علیرضا آذریون*، غلامرضا قهرمانی صفحات 45-55
    مقاومت فشاری بتن از مهم ترین خواص آن درنظرگرفته می شود و معمولا شمای کلی از کیفیت بتن را ارایه می دهد، زیرا به طور مستقیم به ریزساختار خمیر سیمان بستگی دارد. ارزیابی مقاومت فشاری بتن به روش های مخرب و غیرمخرب انجام می شود. روش های غیرمخرب، با تعداد آزمونه های به مراتب کمتر می توانند تخمین مناسبی از مقاومت فشاری بتن به دست دهند. در این تحقیق از روش های غیرمخرب اولتراسونیک و مقاومت الکتریکی برای تخمین مقاومت فشاری آزمونه های بتن معمولی با سه نسبت متفاوت آب به سیمان استفاده شد و مدل های ریاضی برای تخمین مقاومت فشاری توسط این روش ها ارایه و از لحاظ دقت با هم مقایسه شدند. از نرم افزار آماری SPSS برای تحلیل داده های آزمایش ها استفاده شد. مدل های ریاضی خطی و غیرخطی بیانگر رابطه بین پارامترهای مقاومت الکتریکی، سرعت پالس اولتراسونیک و مقاومت فشاری برای هریک از نسبت های آب به سیمان به وسیله نرم افزار استخراج شدند. نتایج نشان داد ترکیب دو روش سرعت پالس اولتراسونیک و مقاومت الکتریکی برای تخمین مقاومت فشاری در مقایسه با تنها یک روش، از دقت بیشتری برخوردار می باشد. براساس نتایج حاصله، شکل اصلاح شده تابع نمایی با محدوده ضریب تعیین 83/0-63/0 و میانگین قدرمطلق خطای نسبی 5/6-3/2 درصد و تابع چندجمله ای با محدوده ضریب تعیین 89/0-63/0 و میانگین قدرمطلق خطای نسبی 7-2/3 درصد دارای عملکرد بهتری نسبت به سایر مدل ها می باشند.
    کلیدواژگان: سرعت پالس اولتراسونیک، مقاومت الکتریکی، روش های غیرمخرب، همبستگی، مقاومت فشاری
  • مطهره ناصحی گشوییه، محمد امیری*، محسن ملکی نژاد صفحات 57-72
    در پژوهش حاضر تلاش شد تاثیر نانو سیلیس بر پارامتر های مقاومتی ملات ماسه-سیمان در درجه حرارت های زیاد بررسی شود. بدین منظور ملات ماسه-سیمان با جایگزینی 5، 10 و 15 درصد وزنی سیمان با نانوسیلیس تهیه شد و پس از عمل آوری در سنین 3، 28 و 90 روز تحت درجه حرارت های 25، 100، 200، 400، 600 و 800 درجه سلسیوس قرار گرفتند. بررسی اثر درجه حرارت های زیاد بر خواص فیزیکی و مکانیکی ملات ماسه-سیمان توسط آزمایش های درشت ساختاری مقاومت فشاری، افت وزنی و جذب آب و آزمایش های ریز ساختاری پراش پرتو ایکس (XRD) و میکروسکوپ الکترونی روبشی (SEM) مورد ارزیابی قرار گرفت. بر اساس نتایج حاصل از پژوهش، رفتار درشت ساختاری ملات ماسه-سیمان به شدت وابسته به ریزساختار و تغییرات نانوساختارهای سیمانی طی اعمال حرارت است. در دمای ºC 600 پرتلندیت اولیه کاملا تخریب و با خروج آب، CaO تشکیل شده است. در دمای ºC 800 نیز از تخریب نانوساختار C-S-H علاوه بر آلیت (C3S) و بلیت (C2S)، بتا ولاستونیت نیز تشکیل شده است. افزودن نانوسیلیس باعث بهبود خصوصیات مقاومتی ملات ماسه-سیمان در برابر حرارت شده است به طوریکه مقاومت فشاری آزمونه های 28 روزه فاقد نانوسیلیس با افزایش دما تا ºC 800 با 57% افت مواجه شده و از MPa 1/31 به MPa 3/13 رسیده است در حالی که مقاومت فشاری آزمونه های ملات ماسه-سیمان حاوی 15% نانوسیلیس با اعمال درجه حرارت ºC 800 کمتر دچار افت مقاومت شده و با 52% کاهش از MPa 2/40 به MPa 2/19 رسیده است.
    کلیدواژگان: ملات ماسه-سیمان، بتن با حرارت زیاد، نانو ساختارهای سیمانی، نانوسیلیس، مقاومت فشاری
  • کیانمهر هاشمی پور، محمدرضا محمدی زاده* صفحات 73-83
    بازیافت اصولی و استفاده مجدد از زباله های صنعتی یکی از اساسی ترین چالش های انسانی برای محافظت از محیط زیست می باشد. در سال های اخیر به دلیل خواص منحصر به فرد بتن متخلخل، استفاده از روسازی بتنی متخلخل به عنوان جایگزین مناسبی برای رویه های آسفالتی مورد توجه قرار گرفته است. در این مطالعه به منظور امکان سنجی روشی جدید برای ساخت روسازی های بتنی متخلخل با نفوذپذیری زیاد سازگار با محیط زیست با جایگزینی سرباره آلومینیوم با 0، 5، 10، 15 و 30 درصد وزنی سیمان، نمونه های بتن ساخته و تحت آزمایش های مقاومت فشاری، مقاومت خمشی، درصد جذب آب، نفوذپذیری و تخلخل قرار گرفتند. نتایج نشان داد با جایگزینی سرباره آلومینیوم با 5 درصد از وزن سیمان، مقاومت فشاری، مقاومت خمشی و درصد جذب آب نسبت به نمونه شاهد دارای تغییر قابل ملاحظه ای نمی باشد. اما با جایگزینی سرباره آلومینیوم با 10 ،15 و30 درصد از وزن سیمان، مقاومت فشاری به ترتیب به میزان 16، 24 و 50 درصد و مقاومت خمشی به ترتیب به میزان 6، 15و 24 درصد نسبت به نمونه شاهد کاهش یافته است. با جایگزینی سرباره آلومینیوم با 10 و 15 درصد وزن سیمان، میزان نفوذپذیری در نمونه ها نسبت به نمونه شاهد به ترتیب به میزان 61 و 97 درصد افزایش یافته است. همچنین مشاهده گردید که با توجه به تخلخل بسیار زیاد نمونه های حاصل از جایگزینی سرباره آلومینیوم با 30 درصد از وزن سیمان، آب بلافاصله و به سرعت از آنها عبور می نماید.
    کلیدواژگان: سرباره آلومینیوم، بازیافت، پسماندهای صنعتی، بتن متخلخل، خصوصیات مکانیکی
  • سید هاشم خطیبی، حامد قوهانی عرب*، محمود میری صفحات 85-97
    ساخت وساز سازه های بزرگ، به سرعت در حال توسعه می باشد. به همین خاطر یافتن مصالحی با وزن نسبتا کم و مقاومت بالا امری ضروری می باشد. در همین راستا سازه های ساندویچی فولاد-بتن-فولاد (SCS) پیشنهاد شد، سازه های فولاد-بتن-فولاد ، متشکل از دولایه ی فولادی و یک لایه ی بتنی می باشد. این سازه ها بخاطر وزن کم و در عین حال مقاومت و انعطاف بالا، در بین مهندسین محبوب واقع شدند. در این پژوهش ابتدا سه نمونه پانل آزمایش فشار خارج اتصال دهنده ی برشی نواری، با استفاده از نرم افزار اجزای محدود ABAQUS، مدلسازی و سپس صحت سنجی شد. در ادامه با توجه به اینکه، روابط موجود برای پیش بینی مقاومت برشی اتصال دهنده های برشی نواری، دارای شکل پیچیده و دقت نه چندان بالا بوده است، نویسندگان به دنبال پیشنهاد رابطه ای با در نظرگرفتن اثرات پارامترهای مختلف هندسی و همچنین مقاومت فشاری بتن، بودند. در همین راستا با استفاده از طراحی آزمایش، 17 نمونه پانل طراحی و مدلسازی شد. سپس با استفاده از الگوریتم بیان ژنی (GEPرابطه ای جهت پیش بینی مقاومت برشی این سیستم پیشنهاد گردید. در انتها با استفاده از پارامترهای ارزیابی خطا، کارایی رابطه ی پیشنهادی ارزیابی شد
    کلیدواژگان: مقاومت برشی، اتصال دهنده ی برشی نواری، GEP، سازه های فولاد-بتن-فولاد، الگوریتم برنامه ریزی بیان ژنی
  • سید امید حسینی، محمدرضا سهرابی*، سید روح الله موسوی، محمد قاسمی صفحات 99-110
    با توجه به مقاومت پایین بتن در برابر ترک خوردگی و حجم قابل توجه سنگ دانه مصرفی در این ماده، در تحقیق حاضر به بررسی تاثیر افزایش حجم الیاف فولادی موج دار(0.15% ، 0.3% و 0.45%) و حجم درشت دانه ها به کل سنگدانه ها (30% ، 40% ، 50% و 60%) بر مشخصات بتن خودمتراکم تازه ، سخت شده و همچنین مکانیک شکست پرداخته شده است. در این راستا آزمایشات جریان اسلامپ، جعبه L و حلقه Jدر بخش بتن تازه، آزمایشات مقاومت فشاری، کششی و مدول الاستیسیته در بخش بتن سخت شده و همچنین چقرمگی شکست مود اول در بخش مکانیک شکست بر روی 108 نمونه استوانه ای انجام گردید. نتایج نشان داد که افزایش حجم درشت دانه، سبب بهبود خواص ریولوژی و افزایش حجم الیاف فولادی موج دار باعث کاهش کارایی و روانی بتن خودمتراکم خواهد شد. از طرفی افزایش حجم الیاف فولادی موج دار سبب بهبود مقاومت فشاری در بتن های حاوی حجم 50 و 60 درصد درشت دانه خواهد شد. تنها در بتن های حاوی 60 درصد درشت دانه، افزایش حجم الیاف منجر به افت ناچیز در مقاومت کششی بتن های خودتراکم مسلح الیافی خواهد شد. افزایش حجم درشت دانه(30 % - 60%)پارامتر مدول الاستیسیته نمونه های حاوی درصد ثابت الیاف را بهبود می بخشد. همچنین با افزایش حجم الیاف فولادی موج دار در 30% و 40% حجم درشت دانه، مقدار چقرمگی شکست برای مود اول نمونه های بتن خودتراکم حاوی الیاف فولادی موج دار افزایش می یابد.
    کلیدواژگان: بتن خودمتراکم، الیاف فولادی موج دار، حجم درشت دانه، چقرمگی شکست، پارامترهای مکانیکی
|
  • Mohammad Reza Esfahani *, Mohammad Amiri Pages 5-18
    The aim of this study is to determine the effect of replacing polyvinyl alcohol (PVA) fibers, fly ash (FA), and silica aggregate with polypropylene (PP) fibers, ground blast furnace slag (GBFS), iron furnace dust, limestone powder (LSP), natural sand, and microsilica to improve the mechanical properties and ductility of Engineered Cementitious Composites (ECC). Twelve different mixtures of ECC were designed and prepared. For each mixture, flexural and compression specimens were made and tested. The combination of microsilica and GBFS increases the strength and ductility of the composite, making it a viable alternative to fly ash. Replacement of silica sand with LSP that contains the appropriate composition can enhance ECC. The best results were achieved in ECC when the cementitious materials ratio was 1.25. By increasing the percentage of PP fibers from 1 to 1.5, the flexural strength increased by 65 percent, the middle span deflection of the flexural specimen increased by 21.7 percent, and the optimal amount of PP fibers to initiate hardening was 1.5 percent.
    Keywords: Engineered Cementitious Composite, Limestone powder, Ground Blast Furnace Slag, polypropylene fibers, microsilica
  • Ali Sadrmomtazi, Hamidreza Nasersaeed * Pages 19-31
    Carbon nanotube, a product of chemical exfoliation of graphite, is a suitable additive for use as nanoreinforcement in cement-based materials due to its high aspect ratio, good water dispersibility and excellent mechanical properties. In the present study, the effect of volume fraction, aspect ratio, distribution orientation and interaction between surfaces on the mechanical properties of cement matrix reinforced with carbon nanotubes using multi-scale modeling was investigated. To Model in the Abaqus software, with the conceptual understanding of the volume representative element, a developed MATLAB and Python scripts were applied. To observe the interphase behavior between the matrix and fillers, the cohesive surface theory was used. Also, the output results of molecular dynamics modeling was used to determine the cohesive surface parameters. Modeling was done in the states of full and limited bonding between two phases in nano-compsite with compressive axial loading. The cement models with 0, 0.5, 1, and 1.5 vol% with aspect ratios of 10 and 20 were evaluated and discussed. Furthermore, the distribution effect was studied by defining the nanotubes to be parallel, perpendicular and random regarding the force direction. The results showed that increasing the volume fraction of CNTs improves the yield strength and toughness of the samples. Increasing the CNT aspect ratio from 10 to 20 leads to an increase of elastic limit and an improvement of plastic behavior of the next matrix. Finally, the cohesive modeling of the interactions of matrix and CNT eventuated in 3 to 6% reductions per 0.5 and 1% CNT/cement composites.
    Keywords: carbon nanotube, multi-scale modeling, molecular dynamics, volume representative element
  • S. Hosein Ghasemzadeh Mosavinejad *, Mobarakeh Banimahd Keyvani Pages 33-44
    Simultaneous use of pozzolans and geopolymers to improve the properties of concrete is one of the relatively new areas of concrete technology. In this study, slag and zeolite pozzolans were used as a substitute for different percentages of cement weight in concrete. Alkaline activator was also used to reduce the negative effects of high percentages of pozzolan replacement and to investigate their interactions. Based on the results of the defined tests, it was found that the addition of activator to the concrete containing pozzolan had a significant role in recovering part of the loss of properties due to high consumption of pozzolan. By adding activator to the design containing 60% slag, an increase of 52.1% in compressive strength and 44.7% in electrical resistivity for 28 days was observed. Also, the mix design containing 60% zeolite, which had the highest decrease in compressive strength by 59.3%, led to the improvement of thermal insulation properties of concrete up to 14.3% compared to the control mix design.
    Keywords: Pozzolanic concrete, zeolite, alkali activator, Electrical Resistivity, thermal conductivity
  • Mostafa Ghareman, Alireza Azarioon *, Gholamreza Ghahremani Pages 45-55
    Compressive strength of concrete is considered as one of its most important properties and usually gives an overview of the quality of concrete, because the strength depends directly on the microstructure of the cement paste. Evaluation of compressive strength of concrete is done by destructive and non-destructive methods. Non-destructive methods, with a much fewer number of tests, can provide a good estimate of the compressive strength of concrete. In this research, non-destructive ultrasonic pulse velocity and electrical resistivity methods were used to estimate the compressive strength of normal concrete tests with three different water-to-cement ratios, and mathematical models were proposed to estimate the compressive strength were compared. SPSS statistical software was used to analyze the test data. Different linear and nonlinear mathematical models related the relationship between the parameters of electrical resistivity, ultrasonic pulse velocity and compressive strength for each of the water-to-cement ratios as well as 28-day age were extracted by software to estimate the compressive strength. The results showed that the combination of ultrasonic pulse velocity and electrical resistivity methods for estimating compressive strength has a higher accuracy compared to one method alone. For this purpose, the modified form of the exponential function with a coefficient range of 0.63-0.83 and the mean absolute value of relative error 2.3-6.5% and the polynomial function with the range 0.63-0.89 and the mean absolute value of relative error is 3.2-7% had better performance.
    Keywords: Ultrasonic pulse velocity, Electrical Resistivity, non-destructive methods, Regression, compressive strength
  • Motahreh Nasehi Geshooieh, Mohammad Amiri *, Mohsen Malekinejad Pages 57-72
    The present research investigates the effects of nano-silica on strength parameters of sand-cement mortar at high temperatures. For this, sand cement mortar replacing 5, 10 and 15 wt% of cement with nano-silica was prepared. The mortar, having been processed at 3, 28 and 90-day ages, was subjected to 25, 100, 200, 400, 600 and 800 ºC, respectively. Effects of high-temperature rates on the physical and mechanical properties of the sand-cement mortar were examined by macrostructural experiments of compressive strength, weight loss and water uptake, as well as microstructural experiments using XRD and SEM. The research found that the macrostructural behavior of sand-cement mortar was highly dependent on microstructures and nanostructure cementitious changes when subjected to heat. At 600 ºC, the initial portlandite was fully degraded, which caused the CaO to form as water exited. At 800 ºC, in addition to alite (C3S) and Belite (C2S), β- Wollastonite was formed from the degradation of the C-S-H nanostructure. The addition of nano-silica improved the strength properties of the sand cement mortar against heat, with the compressive strength of the 28-day samples without nano-silica experiencing a 57% weight loss as the temperature rose to 800 ºC, decreasing from 31.1 MPa to 13.3 MPa. On the other hand, the compressive strength of the sand cement mortar samples containing 15% nano-silica experienced lesser strength loss (52%) at 800 ºC, decreasing from 40.2 MPa to 19.2 MPa.
    Keywords: Sand Cement Mortar, High-temperature Concrete, Cementitious Nanostructures, Nano-silica, compressive strength
  • Kianmehr Hashemipoor, Mohammad Reza Mohammadizadeh * Pages 73-83
    Principal recycling and reuse of industrial waste is one of the most important human challenges to protect the environment. In recent years, due to the unique properties of pervious concrete, the use of pervious concrete pavement as a good alternative to asphalt procedures has been considered. In this study, in order to assess a new method for the manufacture of high -environmentally friendly concrete pavements with aluminum slag replacement with 0, 5, 10, 15 and 30 % cement weight, the concrete samples were made and the tests including compressive strength, bending strength, water absorption percentage, permeability and porosity done. The results showed that aluminum slag replacement with 5 % of cement weight, compressive strength, bending resistance and water absorption percentage compared to the control sample did not change significantly. But using the replacement of aluminum slag with 10, 15 and 30 percent of the cement weight, compressive strength and bending strength comparing to the control sample were decreased by 16, 24 and 50% and by 6, 15 and 24 %, respectively. By replacing aluminum slag with 10 and 15% by weight of cement, the permeability comparing to the control sample was increased by 61 and 97%, respectively. It was also observed that due to the high porosity of the samples containing aluminum slag replacement with 30 % of the weight of the cement, water passed immediately and quickly.
    Keywords: Aluminum Slag, Porous concrete, Industrial waste, Mechanical properties
  • Seyed Hashem Khatibi, Hamed Ghohani Arab *, Mahmoud Miri Pages 85-97
    Today, construction of large structures is growing quickly. For this reason, it is necessary to find the material with a rather low weight and high strength. For this purpose, Steel-Concrete-Steel (SCS) sandwich structures were proposed. SCS structures are composed of two steel layers and one concrete layer. Due to their low weight and high strength and flexibility, they have become popular among engineers. In the present research, first, three specimens of push-out test of strip shear connector were modeled and validated using ABAQUS finite elements software. Then, since the present equations to predict the shear strength of the shear connectors are complicated and are not so precise, the authors proposed an equation taking the effects of different geometrical parameters and the concrete's compressive strength in to account. For this purpose, using the experimental design, 17 specimens were designed and modeled. Then, an equation was proposed using the Genetic Expression Programming Algorithm (GEP) to predict the system's shear strength. Finally, the performance of the proposed equation was evaluated using the error parameters.
    Keywords: shear strength, corrugated-strip shear connectors, GEP, SCS structures, gene expression programming algorithm
  • Seyed Omid Hoseini, Mohammad Reza Sohrabi *, Seyed Roohollah Mousavi, Mohamad Ghasemi Pages 99-110
    Considering the low concrete resistance to cracking and high volume of aggregate used in it, this study has addressed the effects of increasing the volume of wavy steel fibers (0.15, 0.3 and 0.45%) and volume of coarse aggregates (30, 40, 50 and 60%) in relation to the total volume of aggregates on the properties of fresh, hardened self-compacting concrete as well as on the fracture mechanics. To this end, different tests were performed on: 1) fresh concrete (slump-flow, T-50, J-Ring, Sieve analysis and L-BOX tests), 2) hardened concrete (compressive strength, tensile strength and modulus of elasticity tests) and 3) fracture mechanics (Mode I fracture toughness test on ENDB specimens) using 108 cylindrical specimens. Results showed that increasing the coarse aggregate volume improves the rheological properties and increasing the wavy steel fiber volume reduces the efficiency and flowability of the self-compacting concrete, but improves the compressive strength in concretes containing 50 and 60% coarse aggregate volume. Increasing this volume, will slightly reduce the tensile strength of only the fiber reinforced self-compacting concretes containing 60% coarse aggregates. Increasing the coarse aggregate volume by 30 to 60% improves the modulus of elasticity of specimens containing a fixed fiber percent and increasing the volume of wavy steel fibers, at 30 and 40% coarse aggregate volumes, increases the fracture toughness (Mode I) of the self-compacting concrete specimens containing wavy steel fibers.
    Keywords: Self-Compacting Concrete, wavy steel fibers, coarse aggregate volume, fracture toughness, mechanical parameters