مطالعه مقاومت فشاری بتن‌های فوق توانمند ساخته شده در ایران با افزایش سن

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

گروه عمران واحد مراغه

چکیده

بتن­ با کارایی بسیار بالا که در ایران به عنوان بتن­های توانمند یا فوق توانمند نیز شناخته می­شوند دارای طرح اختلاط شامل آب، میکروسیلیس، الیاف فلزی، سیمان، ماسه ریزدانه، فوق روان­کننده و پودر سنگ­هایی مانند کوارتز می­باشد که در این تحقیق با استفاده از مصالح محلی و بومی کشور ایران ساخته شده و افزایش مقاومت فشاری آن مورد به مرور زمان مورد بررسی قرار گرفته است. در ساخت این نوع بتن از آب به سیمان پایین استفاده می­شود که در نتیجه به مخلوط­هایی با چگالی بالا و مقاومت فشاری بالا (بیش از 130 مگاپاسکال) دست یافته می­شود. افزودن الیاف فولادی جهت بهبود رفتار کششی و همچنین رفتار پس از ترک بتن می­باشد. در این راستا الیاف برای پل زدن و بستن ترکها در مراحل مختلف شروع تا رشد ترک و همچنین استفاده از میکروسیلیس با انرژی سطحی و واکنش­پذیری بالا می­تواند مورد توجه قرار گرفته است. در این مقاله، 112­ نمونه مکعبی در ابعاد 10×10×10 سانت بتن توانمند با درصدهای مختلف الیاف فولادی ساخته شده و مورد ارزیابی قرار گرفته­اند. از نمونه­های مکعبی در سنین مختلف آزمایش تعیین مقاومت بعمل آمده است. نتایج نشان دادند که با افزایش درصد الیاف مقاومت فشاری نمونه­ها افزایش می­یابند ولی افزایش بیش از 6 درصد آن، کارایی آن را بشدت پایین آورده و ساخت این نوع بتن­ها را با مشکل اجرایی مواجه می­کند و همچنین نمونه­های ساخته شده با این نوع بتن در حدود سن 18 روزه به 90 درصد مقاومت نهایی خود ­رسیدند.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

On the influence of age on compressive strength of UHPCs constructed in Iran

نویسندگان [English]

  • masood pourbaba
  • elyar asefi
چکیده [English]

The mix design of the Ultra-High-Performance Concrete (UHPC) consists of water, microsilica, steel fiber, cement, fine sand, superplasticizer and stone powders such as quartz. The intended UHPC will be constructed using the indigenous materials in Iran which will be subject to investigations regarding the influence of ageing on its compressive strength. Low water-to-cement ratios contribute to high-density concretes exceeding 130MPa in compressive strength. Incorporation of the steel fiber plays its role in enhancing the tensile strength and post-cracking behavior of concrete by bridging and closing the cracks from their initiation until their propagation. Attention should also be given to the application of the highly-reactive microsilica with its high surface energy feature should. In this study, 112 cubic specimens (10  with different steel fiber contents were investigated. Compressive strength tests were carried out on concrete during different stages of ageing. Results revealed an increasing trend for the compressive strength of concrete with the increase in fiber content (5). However, there is an upper limit for the fiber content, e.g. 6% which significantly degrades the performance of concrete beyond this limit, not to mention the challenges that occur in practice in this case. Finally, for specimens constructed with the aforementioned procedure, 90% of the ultimate strengths are obtained after 18 days.

کلیدواژه‌ها [English]

  • UHPC
  • Performance of concrete
  • Microsilica
  • Steel fiber
  • Age of concrete
1- مظلوم، م، مقاومت مدول الاستیسیته سکانتی در بتن­های با مقاومت زیاد دارای میکرو سیلیس، اولین کنگره ملی مهندسی عمران، تهران، ایران، اردیبهشت، 1383 .
2- Ahmad, S., Hakeem, I., Maslehuddin, M., Development of UHPC Mixtures Utilizing Natural and Industrial Waste Materials as Partial Replacements of Silica Fume and Sand, Hindawi, The Scientific World Journal, Volume 2014, Article ID 713531.
3- Jianxin, M., Schneider, H., Properties of ultra-high-performance concrete, Leipzig Annual Civil Engineering Report, 2002,  no. 7, pp. 25–32. 
4- پورربابا، م، جغتائی، ع.ر، پناه­پور، ح. و همابخت، م، بررسی آزمایشگاهی تاثیر پودر کوارتز در بتن الیافی با کارایی بسیار بالای ساخته شده با مصالح بومی، هشتمین کنفرانس ملی سالیانه بتن، تهران، ایران، مهرماه، 1395.
5- جغتائی، ع، پوربابا، م، بررسی آزمایشگاهی تاثیر مقدار میکروالیاف فولادی بر مقاومت فشاری بتن الیافی با کارایی بسیار بالا با مصالح بومی (UHPFRC)، دهمین کنگره ملی مهندسی عمران، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه صنعتی شریف، تهران، ایران، 30 و 31 فروردین، 1396 .
6-Bohnsdalen Eide, M., Hisdal, J.M., Ultra High Performance Fibre Reinforced Concrete (UHPFRC) – State of the art, COIN Project report, 2012,  44, pp. 4-20.
7- وزارت راه و شهرسازی، معاونت مسکن و ساختمان،  "مبحث نهم مقررات ملی ساختمان، طرح و اجرای ساختمان­های بتن­آرمه"، ویرایش چهارم، چاپ نهم، 1392.
8- مستوفی‌نژاد، داود، تکنولوژی و طرح اختلاط بتن، اصفهان، انتشارات ارکان، چاپ ششم، 1382.
9- صدر ممتازی، ع، سعیدی­فر، ن، بلالایی، ف،  بررسی تاثیر پودر کوارتز بر خصوصیات فیزیکی و مکانیکی ملات سیمان، کنفرانس بین­المللی مهندسی عمران، معماری و زیرساخت­های شهری، تهران، ایران، 1394.
10-Wille, K., Naaman, A.E., Parra-Montesinos, G.J. Ultra-High Performance Concrete With Compressive Strength Exceeding 150 MPa (22 ksi): A Simpler Way, ACI Materials Journal, Vol. 108, No. 1, January–February  2011, pp. 46–54.
11-Tue, N.V., Ma, J.و Orgass, M., Influence of Addition Method of Superplasticizer on the Properties of Fresh UHPC, Second International Symposium on Ultra High Performance Concrete, Kassel., Germany, pp. 93-100.
12-آصفی، الیار، بررسی آزمایشگاهی تاثیر میکرو الیاف بر روی بتن‌های با مقاومت بسیار بالا (UHPC) ، پایان­نامه کارشناسی‌ارشد، دانشگاه آزاد اسلامی واحد مراغه، 1396.