مهندسی سازه و ساخت

مهندسی سازه و ساخت

بررسی اثر حرارت محیط بر مشخصات مکانیکی بتن پر مقاومت حاوی الیاف فولادی و پلی‌پروپیلن تحت سیکل‌های تر و خشک و آب حاوی سولفات منیزیم

نوع مقاله : علمی - پژوهشی

نویسندگان
1 دانشجوی دکتری، گروه عمران، واحد قزوین، دانشگاه آزاد اسلامی، قزوین، ایران
2 دانشیار، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه امام خمینی، قزوین، ایران
چکیده
شرایط محیطی مخرب در نواحی خلیج‌فارس همچون دما و سولفات‌ها برای سازه‌های بتنی آسیب‌های گسترده ایجاد می‌نماید. یکی ازعواملی که به‌شدت بر میزان تخریب این سازه‌ها تأثیر می‌گذارد میزان عوامل زیان‌آور موجود درآب و تعداد دفعات قرارگیری این سازه‌ها درمعرض آب وگرمای محیط هست. لذا مطالعه حاضر باتوجه به عدم وجود مطالعه‌ای که به‌روشنی به بررسی مشخصات مکانیکی بتن پر مقاومت الیافی پرداخته باشد اقدام به انجام این بررسی کرده است. در شرایط مذکور این نوع بتن به دلیل دوام و استحکام مناسب المانهای سازه‌ای در تعمیر و ترمیم بتن‌های آسیب دیده کاربردی می‌باشند. دراین پژوهش از بتن پرمقاومت بدون الیاف و بتن پرمقاومت با الیاف PP،ST و الیاف هیبرید PP-ST استفاده‌شده است. شرایط محیطی مخرب این مطالعه سیکل‌های تر وخشک در سیکل‌های 60،120،180،240 و 360 در دمای محیط ودر دمای 40 درجه سانتی‌گراد تحت حرارت دمنده به نمونه‌ها شبیه‌سازی‌شده است واز تست های فشاری، کششی و جمع شدگی استفاده‌شده است. ازجمله نتایج این مطالعه، رشد سریع‌تر افزایش مقاومت فشاری و کششی اولیه در شرایط قرارگرفته در دمای 40 درجه سانتی‌گراد است که دلیل آن سریع‌تر بودن پروسه‌ی خشک شدن است به‌طوری‌که روی انتقال رطوبت بتن اثر گذاشته و در پروسه ترشدن که به دنبال آن رخ می‌دهد، انتقال محلول‌ها و یون‌ها به داخل بتن را تسریع و عمق نفوذ را عمیق‌تر می‌کند و تولیدات اترینگایت را تسریع می‌بخشد. همچنین نشان داده شده که در محیط 40 درجه بتن HS-ST دارای بیشترین افت مقاومت فشاری و کششی بوده است، به طوری که درمورد مقاومت فشاری در سیکل‌های 240 و 360 به ترتیب 64/17 و 27/29 درصد افت را تجربه کرده است. درمورد مقاومت کششی، نمونه‌های بتنی با الیاف هیبرید علیرغم افت کم در دمای محیط، در دمای 40 درجه دچار افت 95/13- درصد شده‌است. دلیل آن خوردگی، زنگ‌زدگی و کاهش مقاومت کششی الیاف فولادی درشرایط مذکور است.
کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله English

Investigating the effect of ambient temperature on the mechanical characteristics of high-strength concrete containing steel fibers and polypropylene under wet and dry cycles and water containing magnesium sulfate

نویسندگان English

Masoud Dehkhoda Rajabi 1
Ramezanali Izadifard 2
1 Ph.D Candidate, Department of Civil Engineering, Qazvin Branch, Azad University, Qazvin, Iran
2 Associate Professor, Department of Technical and Engineering, Imam Khomeini University, Qazvin, Iran
چکیده English

Harmful environmental conditions in the Persian Gulf, such as temperature and sulfates, cause extensive damage to concrete structures. One of the factors that greatly affect the destruction of these structures is the amount of harmful factors in the water and the number of times these structures are exposed to water and ambient heat. Therefore, the present study has attempted to do this study, considering the lack of a study that has clearly examined the mechanical characteristics of fiber reinforced concrete under the mentioned conditions. In this research, high-strength concrete without fibers and high-strength concrete with PP, ST fibers and PP-ST hybrid fibers were used. Destructive environmental conditions of this study are simulated wet and dry cycles in 60, 120, 180, 240 and 360 cycles at ambient temperature and at 40 degrees Celsius under blowing heat to the samples and compressive, tensile and shrinkage tests have been used. Among the results of this study, there is a faster growth of the initial compressive and tensile strength in conditions at 40 degrees Celsius, which is because the dry process is faster, so that it affects the moisture transfer of concrete, and the wetting process that occurs after that, accelerates the ions and solutions into the concrete and deepens the depth of penetration and accelerates the production of ettringite. In the strength drop stage, HS-ST-PP, HS-ST and HS-PP concretes show the lowest compressive strength drop, respectively. While at a temperature of 40 degrees Celsius, HS-PP concrete shows a better behavior than HS-ST concrete, which is due to a lot of rusting and corrosion of steel fibers in these condition.

کلیدواژه‌ها English

High strength concrete
fiber concrete
wet and dry cycle
cold and hot cycle
magnesium sulfate
[1]        Mahmoud. A, Adel. M, Abdelghafour.O, and Elsayed. T. (2016). Evaluation of field concrete deterioration under real conditions of seawater attack.  Constr. Build. Mater., vol. 119, pp. 130–144. doi: 10.1016/j.conbuildmat.2016.05.014.
[2]        Clifton . J. R, Frohnsdorff. G, and Ferraris.C. (1998). Standards for evaluating susceptibility of cement based materials to ESA. Seminar on sulfate attack mechnanism.
[3]        Wang. K, Guo.J, Wu. H, and Yang. L. (2020). Influence of dry-wet ratio on properties and microstructure of concrete under sulfate attack. Constr. Build. Mater, vol. 263, p. 120635. doi: 10.1016/j.conbuildmat.2020.120635.
[4]        Tian. W, and Han. N. (2017). Experiment Analysis of Concrete’s Mechanical Property Deterioration Suffered Sulfate Attack and Drying-Wetting Cycles. Adv. Mater. Sci. Eng, vol. 367, p.13436. doi: 10.1155/2017/5673985.
[5]        Guo. X and Xiong. G. (2020). Resistance of fiber-reinforced fly ash-steel slag based geopolymer mortar to sulfate attack and drying-wetting cycles. Constr. Build. Mater, vol. 269, no. xxxx, p. 121326, doi: 10.1016/j.conbuildmat.2020.121326.
[6]        Chemrouk. M. (2015). The deteriorations of reinforced concrete and the option of high performances reinforced concrete. Procedia Eng, vol. 125, pp. 713–724. doi: 10.1016/j.proeng.2015.11.112.