>
Fa   |   Ar   |   En
   مقاومت فشاری و کششی بتن دارای مواد افزودنی معدنی پس از قرار گرفتن در معرض دمای بالا  
   
نویسنده محمودی محمد حسین ,داودی محمد رضا ,یوسف پور حسین
منبع مهندسي عمران مدرس - 1401 - دوره : 22 - شماره : 3 - صفحه:193 -209
چکیده    قرارگیری بتن در معرض دمای بالا در شرایط مختلفی اتفاق می افتد که از جمله ی آن ها می توان به آتش سوزی در ساختمان ها و یا کاربرد بتن در سازه هایی مانند نیروگاه ها اشاره نمود. در چنین شرایطی، تخمین مقاومت پسماند بتن پس از آتش سوزی و یا دستیابی به نوعی از بتن که با تجربه ی سیکل های متعدد دمایی دچار تغییرات کمی در مشخصات شود اهمیت کاربردی فراوان دارد. هدف از مطالعه ی حاضر بررسی آزمایشگاهی اثر کاربرد میکروسیلیس و خاکستر بادی به عنوان دو ماده ی افزودنی معدنی بر روی مقاومت پسماند بتن پس از قرار گرفتن در معرض حرارت بالا می باشد. با کاربرد 19 طرح اختلاط، مجموعه ای از 570 نمونه ی استوانه ای با نسبت های آب به سیمان بین 0.35 و 0.65، درصد جایگزینی سیمان بین 0 و 15 برای میکروسیلیس و بین 0 و 30 برای خاکستر بادی ساخته شد. این نمونه ها در کوره ی الکتریکی قرار گرفته و مقاومت فشاری و کششی آن ها در شرایط کنترل و بعد از قرارگیری در دماهای 200، 400، و 600 درجه در زمان بندی های مختلف 2 ساعته، 12 ساعته و 24 ساعته ارزیابی گردید. نتایج نشان داد که مقاومت فشاری و کششی نمونه های قرار گرفته در معرض دمای 200 درجه دچار افت مقاومت قابل توجهی نگردید، ولی کاهش مقاومت در اثر قرارگیری در معرض دمای 400 درجه و 600 درجه به وضوح مشاهده شد. کاربرد میکروسیلیس منجر به تغییر محسوسی در مقاومت فشاری پسماند نمونه ها نگردید ولی مقاومت پسماند کششی نمونه ‌ها را کاهش داد. کاربرد خاکستر بادی نیز در جایگزینی نزدیک به 30 درصد منجر به افزایش مقاومت فشاری پسماند شده اما مقاومت کششی پسماند نمونه ها را کاهش داد.
کلیدواژه میکروسیلیس، خاکستربادی، آتش، حرارت بالا، مقاومت پسماند
آدرس دانشگاه صنعتی نوشیروانی, دانشکده مهندسی عمران, ایران, دانشگاه صنعتی نوشیروانی, دانشکده مهندسی عمران, ایران, دانشگاه صنعتی نوشیروانی, دانشکده مهندسی عمران, ایران
پست الکترونیکی hyousefpour@nit.ac.ir
 
   residual compressive and tensile strength of concrete containing supplementary cementitious materials after exposure to elevated temperatures  
   
Authors mahmoudi mohammad hossein ,davoodi mohammad reza ,yousefpour hossein
Abstract    a significant number of engineering structures around the world are exposed to fire on a daily basis. the most important effect of fire on the structure is elevated temperatures, which may reach more than 1000 degrees celsius and cause not only thermal stresses and deformations but also diminished mechanical properties of materials comprising the structure. fire-related collapses have been observed in numerous structural fires. however, many reinforced concrete structures exposed to fire do not demonstrate notable apparent damage and survive despite having experienced elevated temperatures before the fire is put out. estimating the residual strength of such structures is of critical importance when deciding whether such structures can be safely used after fire. moreover, in many industrial applications, there is a need to concrete that can withstand repeated long-term cycles of elevated temperatures without diminished mechanical properties. the objective of this paper is to investigate the effects of silica fume and fly ash as two widely used supplementary cementitious materials on the residual strength of concrete exposed to elevated temperatures and evaluate while such materials can be of benefit in improving the strength retention in case of heat exposure. using 19 mix designs, a series of 570 concrete cylinders was fabricated using different water to cement ratios (0.35, 0.5, and 0.65), silica fume replacement ratios (0, 10, and 15 percent), and fly ash replacement ratios (0, 10, 20, and 30 percent). the specimens were cured in water for 56 days, after which they were placed in a rate-controlled large-scale electrical furnace, and their residual compressive and tensile strengths were measured before heat, and after heat exposure for 2-, 12-, and 24-hour heating cycles with temperatures reaching 200, 400, and 600 degrees celsius. to eliminate the risk of explosive spalling, all specimens were preheated at a temperature of 100 degrees for 24 hours before the main heating cycle. results showed that the compressive and tensile strengths did not reduce noticeably after exposure to 200 degrees but demonstrated a significant drop after exposure to 400- and 600-degree cycles. in many cases, the residual compressive and tensile strengths of specimens were found to be smaller than those predicted in previous studies. the square root equation widely used in the literature was found to provide a reasonable lower-bound estimate of the residual splitting tensile strength of concrete from the residual compressive strength; however, a linear trend was identified to provide a more accurate estimate for the results of this study. moreover, due to less scatter, the splitting tensile strength was found to be a better indicator of heat damage in the structure than the compressive strength. the use of silica fume did not result in a meaningful trend in the residual compressive strength but reduced the residual tensile strength of specimens. fly ash, on the other hand, could increase the residual compressive strength of the specimens but reduces the residual tensile strength. the results suggest that generally, and with few exceptions, these two supplementary cementitious materials are not recommendable choices for improving the strength retention of concrete in case of heat exposure.
Keywords silica fume ,fly ash ,fire ,elevated temperature ,residual strength
 
 

Copyright 2023
Islamic World Science Citation Center
All Rights Reserved