پیوستگی میلگردهای فولادی و پلیمری در بتن های خودتراکم

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 استادیار، دانشکده عمران، دانشگاه تربیت دبیر شهید رجایی لویزان تهران

2 کارشناسی ارشد، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه گیلان

چکیده

چکیده
در این تحقیق با انجام آزمایش های متعدد بر روی نمونه های بتنی ساخته شده از بتنهای خودتراکم و نرمال (معمولی)، که حاوی میلگرد فولادی و پلیمری بوده اند، به بررسی عوامل موثر بر مقاومت پیوستگی بتن و میلگرد پرداخته شد. عمده ترین آزمایش در این تحقیق، آزمایش بیرون کشیدن میلگرد از داخل بتن بوده است. بتنهای خودتراکم ساخته شده دارای دو نوع طرح اختلاط بوده اند که در یکی از آنها ماده فوق روان کننده کمتری نسبت به دیگری استفاده شد تا بتوان تاثیر میزان فوق روان کننده را نیز بر روی مقاومت پیوستگی بدست آورد.
با مقایسه نتایج آزمایش بیرون کشیدن pull out بر روی نمونه های بتن معمولی و خود تراکم، اثر نوع بتن بر روی مقاومت پیوستگی بررسی شد و این نتیجه حاصل آمد که میلگردهای فولادی دارای مقاومت پیوستگی بهتری نسبت به میلگردهای ساخته شده از رشته های پلیمر مسلح (FRP) در انواع بتن بوده اند؛ همچنین بتنهای خودتراکم با درصد فوق روان کننده بیشتر، نسبت به سایر بتنهای موجود در آزمایشها دارای مقاومت پیوستگی بیشتری بوده اند. درضمن مدل های موجود دارای دقت کافی برای پیش بینی مقاومت پیوستگی میلگردهای FRP نبوده‌اند. بنابراین از مدل سازی با نرم افزار آباکوس برای این کار استفاده شده است و دو نوع مدلسازی دو بعدی و سه بعدی مقایسه شده‌اند. این بخش از تحقیق نشان داد که برای پیش بینی نتایج تجربی، مدلسازی سه بعدی مناسب‌تر است.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

پیوستگی میلگردهای فولادی و پلیمری در بتن های خودتراکم

نویسندگان [English]

  • Moosa Mazloom 1
  • komeil momeni 2
1 Assistant Professor , Civil Engineering Department, Shahid Rajaee Teacher Training University, Tehran
2 Ph.D. Student, School of Engineering Department, Gilan University, Rasht
چکیده [English]

In this research, numerous tests have been carried out for estimating the bond strength of steel and FRP bars with self- compacting and normal concrete specimens. The main experimental part of the research was concentrated on a pull out test. Two mix designs have been used for making self- compacting concrete and super plasticizer dosages of the two mixes were different. Therefore, the effect of super plasticizer dosage on bonding strength is also studied in this research.
Comparing the pull out test results on self- compacting and normal concrete showed that in all conditions, the bonding of steel bars was more than that of FRP bars., Moreover, self- compacting concrete containing higher dosages of super plasticizers had more bonding strength. The existing models were not exactly enough for estimating the bonding strength of FRP bars. Therefore ABAQUS software is used for modeling this phenomenon, and two models including two and three dimensional models were compared. The results of this section showed that the three dimensional modeling was better than the others for estimating the experimental results.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Bond Strength
  • Self Compact Concrete (SCC)
  • Fiber Reinforcement Polymer (FRP) Bar
  • Pull Out Test

مراجع

[1] Achillides, Z. Pilakoutas, K., “FE modelling of bond interaction of FRP bars to concrete”, Structural Concrete; Vol. 7, No. 1, pp. 7– 16, 2006.
[2] Bakis, C.E. Uppuluri, V.S. Nanni, A., “ Analysis of bonding mechanisms of smooth and lugged FRP rods embedded in concrete”,
Composites Science and Technology; Vol. 58, No. 8, pp. 1307– 1319, 1998.
[3] Jendele, L. Cervenka, J., “Finite element modelling of reinforcement with bond”, Computers and Structures; Vol. 84, No. 28, pp. 1780– 1791, 2006.
[4] Tvergaard, V., “ Effect of fibre debonding in a whisker-reinforced metal”, Materials Science and Engineering; Vol. 125, No. 2, pp. 203– 213, 1990.
[5] Chaboche, J.L. Girard, R. Schaff, A., “Numerical analysis of composite systems by using interphase/interface models”, Computational Mechanics, Vol. 11, No.3, 1997.
[6] Lin, G. Geubelle, P.H.. Sottos, N.R., “Simulation of fiber debonding with friction in a model composite push out test”, International Journal of Solid sand Structures; Vol. 38, No. 46- 47, pp. 8547– 8562, 2001 .
[7] Guide Test Methods for Fiber– Reinforced Polymers (FRPS) for Reinforcing or Strengthening Concrete Structures – ACI 440. 3R- 04, 2004.
[8] ASTM 944– 99 International, 100 Barr Harbor Drive, PO Box C700, West Conshohocken, United States, “Standard Test Method for Comparing Bond Strength of Steel Reinforcing Bars to Concrete Using Beam-End Specimens”, pp. 19428- 2959, 2004.
[9] Avraham, N. Amnon, Katz .Uri, Wexler, “Bond between deformed reinforcement and normal and high-strength concrete with and without fibers”, Materials and Structures ; Vol. 43, No. 10, pp. 839– 856, 2010.
[10] Bamonte, PF. Gambarova, PG., “High-bond bars in NSC and HPC: study on size effect and on the local bond stress-slip law”, ASCE J Struct Eng ;Vol. 133, No. 2, pp. 225– 234, 2007.
[11] Azizinamini, A. Stark, M. Roller, JJ. Ghosh, SK, “Bond performance of reinforcing bars embedded in high-strength concrete”, ACI Struct J 90; Vol. 5, pp. 554– 561, 1993.
[12] Okamura, H., “Self-compacting high-performance concrete”, Concrete Int; Vol. 19, No. 7, pp. 50– 54, 1997.
[13] رهایی، علیرضا، طراحی و محاسبه سازه های بتن مسلح 240 - 233 ، 1382 .
[14] Harajli, M. Hamad, B. Karam, K., “Bond-slip Response of Reinforcing Bars Embedded in Plain and Fiber Concrete”, Journal of materials in civil engineering, pp. 503- 511, 2002.
[15] آیین نامه بتن ایران )آبا( ، تجدید نظر اول. 347 -370 ، 1388 .
[16] مبحث نهم مقررات ملی ساختمان، طرح و اجرای ساختمانهای بتن آرمه، 259 - 960 ، 1388 .
[17] آیین نامه ACI 318-8-0 ، طراحی سازه های بتنی و تفسیر، ترجمه علی قربانی 340 - 316 ، 1387 .
[18] Khayat, K. H. Mitchell, D., “Self-Consolidating Concrete for Precast, Prestressed Concrete Bridge Elements”, NCHRP REPORT 628. pp. 76- 80, 2007.
[19] Pandurangan, K. Kothandaraman, D. Sreedaran, S., “A study on the bond strength of tension lap splices in self compacting concrete”, Materials and Structures; Vol. 43, pp. 1113– 1121, 2009.
[20] Menezes, F. Mounir, K., “Bond-slip behavior of self-compacting concrete and vibrated concrete using pull-out and beam tests”, Materials and Structures;Vol. 41. pp. 1073– 1089, 2007.
[21] Okelo, R.Yuan, R.L., “Bond strength of Fiber Reinforced Polymer Rebars in Normal Strength Concrete”, Journal of composites for construction;Vol. 203, 2005.
[22] Barbosa, MTG., “Evaluation of the behavior of the bond in ordinary and high strength concrete”, Doctoral Thesis, COPPE/UFRJ (in Portuguese), 2001.
[23] Chapman, RA. Shah, SP, “Early-age bond strength in reinforced concrete”, ACI Mater J;Vol. 84, No. 6, pp. 501– 510.
[24] Kim, G.B. Pilakoutas, K. Waldron, P., “Finite element analysis of thin GFRC panels reinforced with FRP”, Construction and Building Materials;Vol, 23. pp. 930– 942, 2009.
[25] Baena, M. Torres, L. Turon, A. Barris, C., “Experimental study of bond behaviour between concrete and FRP bars using a pull-out test”, Analysis and Advanced Materials for Structural Design (AMADE), Polytechnic School, University of Girona, Campus Montilivi s/n, 17071 Girona, Spain, 2009.

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار