ترغب بنشر مسار تعليمي؟ اضغط هنا

دراسة سلوك البيتون عالي المقاومة المصنع باستخدام المواد المحلية و مخطط الإجهادات المكافئ

Study of Behaviour of High Strength Concrete Produced from Local Materials and Equivalent Compressive Stress Block

1329   0   8   0 ( 0 )
 تاريخ النشر 2016
والبحث باللغة العربية
 تمت اﻹضافة من قبل Shamra Editor




اسأل ChatGPT حول البحث

يتضمن هذا البحث دراسة تجريبية لسلوك البيتون عالي المقاومة و ذلك بهدف تقييم منحني الإجهاد – التشوه للبيتون عالي المقاومة و استنباط معاملات مخطط إجهادات الضغط المكافئ التي سنعتمدها في تصميم العناصر البيتونية المصنعة من البيتون عالي المقاومة. لهذه الغاية تم تحضير عدد من العينات الاسطوانية بمقاومة 60MPa حيث اُختبرت هذه العينات على الضغط, و تم الحصول من خلال نتائج الاختبارات على منحني الإجهاد – التشوه . أظهرت النتائج إمكانية تصنيع البيتون عالي المقاومة من المواد المحلية و بمقاومات أعلى من المقاومة التي حصلنا عليها, و تبين من المخططات الناتجة أن منحني للبيتون عالي المقاومة مرن بشكل خطيّ جوهرياً لحد الانهيار مع هبوط أكثر انحداراً للجزء الهابط من المنحني و هذا ما يتوافق مع نتائج الابحاث العالمية , كان الانهيار تقريباً فجائياً و سريعاً مع زيادة مقاومة البيتون و هذا يدل على أن البيتون عالي المقاومة أقل مطاوعة عند الانهيار من البيتون العادي. يختلف منحني للبيتون عالي المقاومة عن منحني للبيتون العادي و هذا يؤثر على خصائص الشكل المستطيل لمخطط الإجهاد المكافئ مما تطلب إدخال تعديلات على المعاملات تؤدي إلى تمثيل لمخطط الإجهادات المكافئ تمثيلاً أقرب للمنحني الحقيقي, و بتقييم منحني للعينات المختبرة وجدنا أن المخطط يأخذ شكل شبه منحرف (بمقاومة) قيمته في الأعلى و ارتفاع مخطط الضغط , و تم استنتاج قيمة المعاملين و ( هو متوسط إجهاد الضغط / المقاومة المميزة, هو نسبة من الارتفاع الفعّال الذي يحدد موقع مركز محصلة الضغط), حيث و و في حال زيادة المقاومة للبيتون عن فإن شكل المخطط يكون أقرب للشكل المثلثي منه للشكل شبه المنحرف, و في هذه الحالة نجد أن منحني يأخذ شكلاً مثلثياً قيمته في أعلى المثلث و ارتفاع مخطط الضغط و بتحويل مخطط الإجهادات المثلثي إلى مخطط الإجهادات المستطيل.


ملخص البحث
يتناول هذا البحث دراسة تجريبية لسلوك البيتون عالي المقاومة المصنع باستخدام المواد المحلية، وذلك بهدف تقييم منحني الإجهاد - التشوه (σ - ε) واستنباط معاملات مخطط إجهادات الضغط المكافئ التي تُستخدم في تصميم العناصر البيتونية المصنعة من البيتون عالي المقاومة. تم تحضير عدد من العينات الاسطوانية بمقاومة 60 ميغاباسكال واختبارها على الضغط، حيث أظهرت النتائج إمكانية تصنيع البيتون عالي المقاومة من المواد المحلية بمقاومات أعلى من تلك التي تم الحصول عليها. تبين من المخططات الناتجة أن منحني الإجهاد - التشوه للبيتون عالي المقاومة مرن بشكل خطي حتى حد الانهيار مع هبوط أكثر انحداراً للجزء الهابط من المنحني، مما يتوافق مع نتائج الأبحاث العالمية. كان الانهيار تقريباً فجائياً وسريعاً مع زيادة مقاومة البيتون، مما يدل على أن البيتون عالي المقاومة أقل مطاوعة عند الانهيار من البيتون العادي. يختلف منحني الإجهاد - التشوه للبيتون عالي المقاومة عن منحني الإجهاد - التشوه للبيتون العادي، مما يؤثر على خصائص الشكل المستطيل لمخطط الإجهاد المكافئ ويستلزم تعديلات على المعاملات لتمثيل المخطط بشكل أقرب للمنحني الحقيقي. تم استنتاج قيمة المعاملين α1 و β1 للبيتون عالي المقاومة، حيث تأخذ α1 قيمة 0.75 و β1 قيمة 0.65 عند مقاومة 60 ميغاباسكال، وعند زيادة المقاومة إلى 80 ميغاباسكال أو أكثر، يأخذ المخطط شكلاً مثلثياً وتكون α1 = 0.85 و β1 = 0.65. توصي الدراسة بإجراء تجارب موسعة للبيتون عالي المقاومة المصنع في الظروف المحلية ودراسة تأثير الحرارة عليه، بالإضافة إلى استخدام الألياف لتحسين مطاوعة البيتون عالي المقاومة.
قراءة نقدية
تعتبر هذه الدراسة خطوة مهمة نحو توطين تكنولوجيا البيتون عالي المقاومة باستخدام المواد المحلية، مما يساهم في تقليل التكاليف وزيادة الاعتماد على الموارد المحلية. ومع ذلك، هناك بعض النقاط التي يمكن تحسينها في البحث. أولاً، كان من الأفضل تضمين مقارنة مباشرة بين نتائج البيتون المصنع محلياً ونتائج البيتون المصنع باستخدام مواد مستوردة لتوضيح الفروقات بشكل أوضح. ثانياً، لم يتم التطرق بشكل كافٍ إلى تأثير العوامل البيئية مثل درجة الحرارة والرطوبة على سلوك البيتون عالي المقاومة، وهو ما يمكن أن يكون له تأثير كبير على أداء البيتون في التطبيقات العملية. أخيراً، كان من الممكن توسيع نطاق التجارب لتشمل أنواع مختلفة من المواد المحلية لتحسين فهم تأثير كل مادة على خصائص البيتون.
أسئلة حول البحث
  1. ما هو الهدف الرئيسي من هذه الدراسة؟

    الهدف الرئيسي هو دراسة سلوك البيتون عالي المقاومة المصنع باستخدام المواد المحلية وتقييم منحني الإجهاد - التشوه واستنباط معاملات مخطط إجهادات الضغط المكافئ.

  2. ما هي النتائج الرئيسية التي توصلت إليها الدراسة؟

    أظهرت النتائج إمكانية تصنيع البيتون عالي المقاومة من المواد المحلية بمقاومات أعلى، وأن منحني الإجهاد - التشوه للبيتون عالي المقاومة مرن بشكل خطي حتى حد الانهيار مع هبوط أكثر انحداراً للجزء الهابط من المنحني.

  3. ما هي التوصيات التي قدمتها الدراسة لتحسين سلوك البيتون عالي المقاومة؟

    توصي الدراسة بإجراء تجارب موسعة للبيتون عالي المقاومة المصنع في الظروف المحلية، واستخدام الألياف لتحسين مطاوعة البيتون، ودراسة تأثير الحرارة على هذا النوع من البيتون.

  4. كيف يختلف منحني الإجهاد - التشوه للبيتون عالي المقاومة عن البيتون العادي؟

    يختلف منحني الإجهاد - التشوه للبيتون عالي المقاومة عن البيتون العادي في أنه مرن بشكل خطي حتى حد الانهيار مع هبوط أكثر انحداراً للجزء الهابط من المنحني، مما يجعله أقل مطاوعة عند الانهيار.


المراجع المستخدمة
Standard Test Method for Static Modulus of Elasticity and Poisson’s Ratio of Concrete in Compression. ASTM, C469-2002
NAWY, E. G. Prestressed Concrete Fundamental Approach. 4th Edition, Prentice Hall USA ,2003,938
NAWY, E. G. Fundaments of High Performance Concrete. Second Edition , John Wiley@ Sons, Inc-USA , 2001,441
قيم البحث

اقرأ أيضاً

برزت أهمية البيتون عالي المقاومة في الآونة الأخيرة لدخوله في تصنيع أغلب عناصر و أجزاء المنشآت البيتونية, و كذلك في تنفيذ المنشآت المدنية الخاصة, كقواعد الجسور و الأبراج العالية و الأعمدة و المنصات التي تحمل المنشآت النفطية, في البحار و المحيطات. يهد ف البحث إلى تصيمم خلطات بيتونية ذات مقاومات أسطوانية (55-65-75) MPa وفق الكود الأمريكي ACI-211-4R-93 ,و ذلك باستخدام إحضارات محلية و إضافات مناسبة, مع شرح لطريقة التصميم المستخدمة. و من ثم دراسة تغيير مخطط ) الإجهاد – التشوه ) تجريباً على الضغط البسيط للعينات السابقة, و ذلك من خلال الأجهزة المتوفرة , و تمت مقارنتها مع المخططات التي تم الحصول عليها حسابياً. تم تقييم قانون السلوك لمخطط (الإجهاد – التشوه) و معامل المرونة المأخوذ من المخطط . استنتجت مجموعة من النتائج و التوصيات الخاصة بالموضوع و التي تمكن من تطبيق نتائج البحث على أرض الواقع.
يتضمن البحث دراسة تجريبية لتأثير الألياف الفولاذية على المتغيرات الأساسية لمخطط الإجهاد- تشوه للبيتون عالي المقاومة على الضغط البسيط، أي على: شكل مخطط الإجهاد- تشوه، معامل مطاوعة البيتون، قدرة المادة على امتصاص الطاقة. لهذه الغاية تم تحضير مجموعة من العينات البيتونية الاسطوانية بمقاومة على الضغط (70 MPa). تمت إضافة الألياف الفولاذية ذات نسبة الشكل 70=L/D بأربع نسب حجمية مختلفة للخلطة البيتونية و هي: (0-1-1.5-2)%. اختبرت الاسطوانات تحت تأثير التحميل المستمر على الضغط و تم الحصول من خلال نتائج الاختبارات على المنحني الكامل لمخطط الإجهاد- تشوه. أظهرت النتائج التجريبية للبحث وجود تاثير إيجابي ملحوظ للألياف الفولاذية على سلوك البيتون عالي المقاومة و يزداد هذا التأثير كلما زادت كمية الألياف الفولاذية في الخلطة. يظهر ذلك في مخطط الإجهاد- تشوه، حيث أن الجزء الصاعد يتغير بشكل طفيف، بينما الجزء الهابط يتغير بشكل كلي و يقل انحداره بزيادة كمية الألياف الفولاذية، و بالتالي تحسين مطاوعة البيتون عالي المقاومة و قدرته على امتصاص الطاقة، و بذلك يبتعد سلوك البيتون عالي المقاومة عن السلوك الهش.
يضم هذا البحث لمحة عن الاختبارات القياسية العالمية لعينات بيتونية معرضة لدرجات حرارة عالية, و دراسة تغير مقاومة البيتون المحلي عالي المقاومة عند تعرضه لدرجات حرارة عالية, و ذلك بعد إنتاج خلطة بيتونية محلية, و تسخين العينات في فرن خاص تم تصنيعه لهذه ا لغاية, و من ثم اختبار العينات المسخنة و غير المسخنة, و التعرف على نسب الانخفاض في المقاومة و قيمها, و الحصول على بيانات خاصة بهذه الإحضارات. حيث تم في هذا البحث تصميم خلطة بيتونية من الاحضارات المحلية و استخدام مادة رماد السيليكا و المدن عالي الفعالية و ذلك وفق طرق تصميم الخلطات المعتمدة و تعريضها إلى درجات حرارة عالية في فرن كهربائي صنع خصيصا لهذا البحث و بما ينسجم مع تجارب سابقة تم كسر العينات على الضغط و التعرف على تأثير ارتفاع الحرارة.
يتميز البيتون ذاتي الارتصاص SCC (self-compacting concrete) بالقدرة العالية على ملء القالب و قابلية المرور عبر الحواجز تحت تأثير وزنه الذاتي دون الحاجة إلى الرج مما يخفض عدد العمالة المطلوب و يقلل من الضجيج المترافق مع عملية الرج، و تركز التطبيقات الح ديثة على تحسين مواصفة الأداء العالي و المقاومة و سرعة الإنشاء. يقدم هذا البحث دراسة تجريبية للحصول على خلطة البيتون ذاتي الارتصاص (SCC) المصنعة من مواد محلية المنشأ، تتضمن إجراء التجارب اللازمة على خلطة البيتون المقترحة و المعتمدة في الكودات العالمية، و تحدد هذه التجارب الخصائص الأساسية لـ (SCC) في الحالة الطرية، كما تم تحديد مقاومة (SCC) على الضغط و تحديد قيمة معامل المرونة (E) و رسم منحنيات السلوك. تم الوصول إلى خلطات حققت المعايير و الشروط العالمية و أجريت جميع التجارب في مخبر كلية الهندسة المدنية في جامعة تشرين.
تم في هذه الدراسة تحليل نموذج بيتوني أسطواني بسيط مسلح بقضيب أملس منفرد في مركز الاسطوانة و نموذج مكعبي مسلح بقضيب محلزن منفرد في مركز المكعب و بتطبيق قوة شد على قضيب التسليح حتى الوصول إلى مرحلة الانهيار و ذلك باستخدام التحليل اللاخطي للعناصر المحدد ة ثلاثية الأبعاد باستعمال برامج التحليل الإنشائية المتقدمة ( برنامج ANSYS ) لدراسة إجهاد التلاحم بين البيتون و فولاذ التسليح.
التعليقات
جاري جلب التعليقات جاري جلب التعليقات
سجل دخول لتتمكن من متابعة معايير البحث التي قمت باختيارها
mircosoft-partner

هل ترغب بارسال اشعارات عن اخر التحديثات في شمرا-اكاديميا