اثر درجه حرارت و تعداد سیکلهای گرم شدن- خنک شدن بر روی چقرمگی شکست مود I، مود II و مود ترکیبی (Ӏ-II) بتن

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشگاه بین المللی امام خمینی (ره)

2 دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه بین المللی امام خمینی (ره)، قزوین، ایران

چکیده

در این پژوهش اثر درجه حرارت و تعداد سیکل‌های گرم شدن – خنک شدن روی چقرمگی مود ترکیبی (I-II) بتن مورد بررسی قرارگرفته است. در سری اول آزمایشات، اثر درجه حرارت در یک سیکل گرم شدن- خنک شدن در دماهای محیط، 60، 150، 200، 300، 500، و 700 درجه سانتیگراد انجام شده و مشاهده می‌گردد که بیشترین و کمترین میزان چقرمگی شکست مود ترکیبی به ترتیب در دمای 150 و 700 درجه سانتیگراد می‌باشد. سری دوم آزمایشات که اثر تعداد سیکل‌های گرم شدن – خنک شدن بر روی چقرمگی شکست مود ترکیبی بتن در دمای 150 درجه و تحت زاویه انحراف 45 درجه بوده نشان ‌می‌دهد که در سیکل اول، چقرمگی شکست افزایش و با افزایش تعداد سیکل‌های گرم شدن – خنک شدن میزان چقرمگی شکست مود ترکیبی کاهش می‌یابد. همچنین اثر زاویه بارگذاری نسبت به امتداد ترک در زوایای 0، 15، 28/8، 45، 60، 75 و 90 درجه بر روی چقرمگی شکست بررسی شده است. نتایج نشان می‌دهد که در بتن با افزایش زاویه انحراف ترک، مقدار موثر چقرمگی شکست مود ترکیبی (I-II) افزایش می‌یابد و با افزایش زاویه انحراف ترک، چقرمگی شکست مود II تا زاویه 45 افزایش و بعد از آن کاهش می یابد در ضمن با افزایش زاویه انحراف ترک تغییر مود شکستگی از مود I در زاویه انحراف 0 درجه به مود ترکیبی (کشش - برش) برای زاویه انحراف کمتر از 28/8 درجه اتفاق می‌افتد. برای زاویه انحراف ترک بیش از 28/8درجه مود شکست از مود ترکیبی کشش- برش به مود ترکیبی فشار-برش تغییر می‌کند.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Effect of Temperature and Heating–Cooling Cycles on the Mode I, Mode II and the Mixed-Mode I-II Fracture Toughness of concrete

نویسندگان [English]

  • Shima Latifi 1
  • Mahdi Mahdikhani 2
1 Imam Khomeini International University
2 Imam Khomeini international university
چکیده [English]

In this research, the effects of temperature and number of heating–cooling cycles on the mode I, mode II and the effective value of the mixed-mode I-II fracture toughness of concrete were investigated. In the first series, the effect of temperature was studied in a heating–cooling cycle at ambient temperature (25°C) and 60, 150, 200, 300, 500, and 700°C. The highest and lowest mode I, mode II and the effective value of the mixed-mode I-II fracture toughness were, respectively, observed at 150 and 700°C. In the second series of tests, the effect of number of heating–cooling cycles was investigated on the mode I, mode II and the effective value of the mixed-mode I-II fracture toughness of concrete specimens at 150°C and a crack inclination angle of 45°. According to the results, the mode I, mode II and the effective value of the mixed-mode I-II fracture toughness increased in the first cycle and decreased with increasing the number of heating–cooling cycles. As the crack inclination increased, the effective value of the mixed-mode I-II fracture toughness of the concrete specimens increased. The mode II fracture toughness increased up to a crack inclination angle of 45° and then decreased. Moreover, with increasing the crack inclination angle, the mode I fracture at the inclination angle of 0° was changed into the mixed-mode (tension–shear) fracture at inclination angles smaller than 28.8°. The mixed-mode tension–shear fracture was changed into the mixed-mode compressive–shear fracture at crack inclination angles larger than 28.8°.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Fracture Toughness
  • heating–cooling cycle
  • Mixed-mode
  • Concrete
  • crack inclination angle