بررسی و مقایسه مشخصات مکانیکی و پیوستگی بتن های پلیمری و پلیمری‌اصلاح‌شده به عنوان لایه تعمیری بر بستر بتنی

نوع مقاله : علمی - پژوهشی

نویسندگان

1 دانشیار، دانشکده فنی، دانشگاه گیلان، رشت، ایران

2 باشگاه پژوهشگران جوان و نخبگان، واحد رشت، دانشگاه آزاد اسلامی، رشت، ایران

3 مربی، مرکز تحقیقات و آموزش کشاورزی و منابع طبیعی استان گیلان، رشت، ایران

4 کارشناس ارشد مهندسی سازه، دانشگاه آزاد اسلامی واحد تهران جنوب، تهران، ایران

چکیده

انتخاب، طراحی و کنترل کیفیت مصالح مصرفی، برای دستیابی به یک لایه تعمیری سازگار، پردوام و اقتصادی بسیار حائز اهمیت است. پیوستگی مناسب بین لایه تعمیری و بتن بستر و همچنین عدم ترک خوردگی لایه تعمیری از مشخصه های اصلی برای حصول یک لایه تعمیری با‌‌دوام می باشند. استفاده از لایه های تعمیری همانند بتن های پلیمری و بتن های پلیمری اصلاح شده که دارای عملکرد و دوام بسیار خوبی می باشند، می تواند به عنوان یکی از روش های ترمیم سازه های بتنی آسیب دیده مورد توجه قرار گیرد. در این پژوهش مشخصات مکانیکی و مقاومت پیوستگی به بتن بستر در لایه های تعمیری از نوع بتن های پلیمری و بتن های پلیمری اصلاح‌شده بررسی و مقایسه شده است. مقاومت پیوستگی به بتن بستر با استفاده از روش کشیدن از سطـح (Pull-Off) تعیین شده است. نتایج نشان می دهد مقاومت پیوستگی بتن های پلیمری به بتن بستر کمتر از مقاومت پیوستگی بتن های پلیمری اصلاح شده در شرایط مشابه بوده است. در مقایسه با لایه تعمیری از نوع بتن شاهد، بیشترین افزایش مقاومت پیوستگی لایه تعمیری به بتن بستر، حاصل از آزمایش کشیدن از سطح، در بتن پلیمری اصلاح شده با 50 درصد جایگزینی آب با پلیمر حاوی SBR ، برابر 30 درصد و در بتن پلیمری اصلاح شده با 50 درصد جایگزینی آب با پلیمر حاوی اکریلیک، برابر 28 درصد بوده است. در بتن های پلیمری اصلاح شده، جایگزینی میکرو‌سیلیس تا 5 درصد باعث کاهش جمع شدگی و پس از آن باعث افزایش جمع شدگی در همه طرح های ساخته شده بوده است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

An Investigation on Mechanical Properties and Bonding Strength of Polymer Concretes and Polymer Modified Concretes as Repair Overlays on Concrete Substrate

نویسندگان [English]

  • Ali Sademomtazi 1
  • Reza Kohani Khoshkbijari 2
  • Mehrdad Maleki Khoshkbijari 3
  • Morteza Amooei 4
1 Associate professor, Civil Engineering Department, University of Guilan, Rasht, Iran
2 Young Researchers and Elite Club, Rasht Branch, Islamic Azad University, Rasht, Iran
3 Instructor, Agriculture and Natural Resources Research and Education Center of Guilan, Rasht, Iran
4 M.Sc. of Structural Engineering, Islamic Azad University South Tehran Branch, Tehran, Iran
چکیده [English]

Selection, design and control of materials are very important for achievement of a compatible, durable and economical repair overlay. Suitable bonding of repair overlay to substrate and good resistance against fracture are basics for a durable overlay. Using Polymer Concretes (PC) and Polymer Modified Concretes (PMC) which present great performance and durability can be considered as a method of restoration in damaged structures. In this research, mechanical properties and strengths of bonding to substrate concrete of Polymer Concretes and Polymer Modified Concretes as repair overlays are investigated and compared. Strength of Bonding to substrate concrete was obtained by Pull-Off test method. Bonding strength to substrate concrete in Polymer Concretes mix designs samples was weaker than Polymer Modified Concretes mix designs samples in similar conditions. In comparison with conventional concrete repair overlays in Pull-Off test, the maximum increment of bonding strength to substrate concrete was observed in mix design containing %50 of water replacement with SBR-based polymer which was %30 of increment and after that in mix design containing %50 of water replacement with Acrylic-based polymer which was %28 of increment. In Polymer Modified Concretes, %5 replacement of cement with Silica Fume decreased the amount of shrinkage but in higher values of replacement the amounts of shrinkage were increased in samples.

کلیدواژه‌ها [English]

  • PC
  • PMC
  • Bonding Strength
  • Shrinkage
  • Silica fume

مراجع

[1] Fowler, D.W. (1999), Polymers in concrete: a vision for the 21st century, Cement & Concrete Composites,21, pp. 449-452.
[2] San-Jose, J.T.s., Vegas, I., Ferreira, A. (2005), Reinforced polymer concrete: Physical properties of the matrix and static/dynamic bond behaviour, Cement & Concrete Composite,27(9), pp. 934–944.
[3] Kienow, K., Allen, H.C. (1993), Concrete pipe for sanitary sewers: corrosion protection update, ASCE.
[4] Liu, J., Vipulanandan, C. (2001), Evaluating a polymer concrete coating for protecting non-metallic underground facilities from sulfuric acid attack", Tunnelling and Underground Space Technology,16(4), pp. 311-321.
[5] Liu, J., Vipulanandan, C. (1999),Testing epoxy coating for dry and wet concrete wastewater facilities, Protection and Coating Linings,16(12), pp. 26-37.
[6] Corte´s, F., Castillo, G. (2007), Comparison between the dynamical properties of polymer concrete and grey cast iron for machine tool applications, Materials and Design, 28(5), pp. 1461–1466.
[7] Zhang, H., (1999), AN EVALUATION OF THE DURABILITY OF POLYMER CONCRETE BONDS TO ALUMINUM BRIDGE DECKS., Virginia Polytechnic Institute and State University.
[8] Czarnecki, L., Garbacz, A., Krystosiak, M. (2006), On the ultrasonic assessment of adhesion between polymer coating and concrete substrate , Cement & Concrete Composites, 28(4),  pp. 360–369.
[9] Muthukumar, M., Mohan, D. (2004), Studies on polymer concretes based on optimized aggregate mix proportion , European Polymer Journal, 40(9), pp. 2167–2177.
[10] Mani, P., Gupta, A.K., Krishnamoorthy, S. (1987), Comparative study of epoxy and polyester resin-based polymer Concretes, ADHESION AND ADHESIVES, 7(3), pp. 157-163.
[11] Barluenga, G., Hernandez, F. (2004), SBR latex modified mortar rheology and mechanical behaviour, Cement and Concrete Research, 34(3), pp. 527–535.
[12] Diab, A.M., Elyamany, H.E., Ali, A.H. (2014), The participation ratios of cement matrix and latex network in latex cement co-matrix strength, Alexandria Engineering Journal, 53, pp. 309-317.
[13] Manson, J.A. (1976), Modifications of Concretes with Polymers, Materials Science and Engineering,25, pp. 41-52.
[14] Beushausen, H., Gillmer, M. (2014), The use of superabsorbent polymers to reduce cracking of bonded mortar overlays, Cement & Concrete Composites,52, pp. 1-8.
[15] Beushausen, H., Gillmer, M., Alexander, M. (2014), The influence of superabsorbent polymers on strength and durability properties of blended cement mortars, Cement & Concrete Composites,52, pp. 73-88.
[16] Son, S.W., Yeon, J.H. (2012), Mechanical properties of acrylic polymer concrete containing methacrylic acid as an additive, Construction and Building Materials, 37, pp. 669–679.
[17] Lewis, W.J., Lewis, G. (1990), The influence of polymer latex modifiers on the properties of Concrete, COMPOSITES,21, pp. 487-494.
[18] Rossignolo, J.A., Agnesini, M.V.C. (2004), Durability of polymer-modified lightweight aggregate concrete, Cement & Concrete Composites, 26(4), pp. 375–380.
[19] Silfwerbrand, J., Beushausen, H., Courard, L. (2011), Bonded Cement-Based Material Overlays for the Repair, the Lining or the Strenghening of Slabs or Pavements, the series RILEM State of the Art Reports,3, pp. 51-79.
[20] ASTM, C33 / C33M-16 (2016), Standard Specification for Concrete Aggregates. ASTM International.
[21] ACI, ACI committee 548.1R-97 (1997),Guide for the Use of Polymers in Concrete., American Concrete Institute.
[22] ACI, ACI committee 548.6R-96 (1996),Polymer Concrete-Structural Applications State-of-the-Art-Report. American Concrete Institute.
[23] ACI, ACI committee 548.3R-09 (2009), Report on Polymer-Modified Concrete. 2009, American Concrete Institute.
[24] ASTM, C 192/C 192M-02 (2002), Standard Practice for Making and Curing Concrete Test Specimens in the Laboratory. ASTM International.
[25] Ohama, Y., (1995), Handbook of Polymer Modified Concrete and Mortars. William Andrew /NOYES PUBLICATIONS:  NY, USA,
[26] ASTM, C496 / C496M-11 (2011), Standard Test Method for Splitting Tensile Strength of Cylindrical Concrete Specimens. ASTM International.
[27] ASTM, C78 / C78M-16 (2016), Standard Test Method for Flexural Strength of Concrete (Using Simple Beam with Third-Point Loading). 2016, ASTM International.
[28] ASTM, C469 / C469M-14 (2014), Standard Test Method for Static Modulus of Elasticity and Poisson’s Ratio of Concrete in Compression., ASTM International.
[29] ASTM, D7234 - 12, (2012), Standard Test Method for Pull-Off Adhesion Strength of Coatings on Concrete Using Portable Pull-Off Adhesion Testers., ASTM International.

فایل ها

سابقه مقاله

  • تاریخ دریافت: 14 اسفند 1396
  • تاریخ بازنگری: 20 خرداد 1397
  • تاریخ پذیرش: 01 مرداد 1397

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار