بررسی مقاومت کششی اتصال بتن جدید و قدیم در سازه‌های هیدرولیکی تحت اثر چرخه‌های یخبندان و ذوب

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی دکترای مهندسی عمران- سازه، دانشکده فنی و مهندسی، دانشگاه ارومیه

2 استاد، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه تبریز

چکیده

در عملیات ترمیم و تقویت سازه‌های هیدرولیکی مورد استفاده در انواع پروژه‌های آبی، یک روش معمول اضافه کردن بتن تازه بر روی بتن قدیمی است. در شرایط جدید، سطح اتصال بتن جدید و قدیم باید توانایی مقابله در برابر تنش‌های وارده را داشته باشد. در این تحقیق جهت ارزیابی مقاومت کششی سطح اتصال بتن قدیم و جدید تحت چرخه‌های متوالی ذوب و انجماد از بتن جدید با عیار350،300 و400 کیلوگرم برمترمکعب و سه نسبت آب به سیمان 0.4، 0.45، 0.5 و همچنین از مواد حباب ساز با مقادیر 0، 0.1، 0.2، 0.3 و 0.4 درصد وزنی سیمان مصرفی استفاده شده است. اعمال300 چرخه متوالی ذوب و انجماد پس از 3 ،7 و 28 روز عمل‌آوری صورت پذیرفت. نتایج این تحقیق نشان می‌دهد که برای حالت با و بدون چرخه ذوب و انجماد، با افزایش درصد وزنی مواد حباب ساز تنش کششی به ترتیب روند افزایشی و کاهشی دارد و در نمونه بتن با دوره عمل آوری 28روزه، برای نسبت آب به سیمان 0.4، 0.45 و 0.5 و حباب مصرفی صفر، میزان متوسط مقاومت کششی به ترتیب 69، 66 و 72 درصد و برای بتن با حباب مصرفی0.4 به ترتیب 14، 11 و 16 درصد کاهش می‌یابد. همچنین پس از اعمال چرخه انجماد و ذوب، بیشترین و کمترین کاهش مقاومت کششی به ترتیب در نسبت آب به سیمان 0.5 و 0.45 رخ می‌دهد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Investigating the Tension Strength of New and Old Concrete Joints in Hydraulic Structures Under the Effect of Freezing and Thawing Cycles

نویسندگان [English]

  • Meysam Sadighi 1
  • Mohammad Ali Lotfolahi-Yaghin 2
1 Faculty of Civil Engineering, Urmia University, Urmia
2 Faculty of Civil Engineering, University of Tabriz
چکیده [English]

In the repair and strengthening operation of hydraulic structures used in various water projects, a common method is to add new concrete to the old concrete. In new conditions, the surface of the new and old concrete must be able to withstand the stresses. In this research, in order to evaluate the tenson strength at the junction of old and new concrete under successive cycles of freezing and thawing, for new concrete from three water-to-cement ratios of 0.4, 0.45 and 0.5 and bubble-making materials with values of 0, 0.1, 0.2, 0.3 and 0.4 percent by weight of cement used, as well as three grades of cement 300, 350 and 400 kg/m3 have been used and 300 consecutive cycles of thawing and freezing were applied after 3, 7 and 28 days of processing. The results of this research show that for the condition with and without the thawing and freezing cycle, the tenson stress increases and decreases with the increase in the weight percentage of the bubble-making material, and in the concrete sample with a processing period of 28 days, the ratio of water to cement is 0.4. , 0.45 and 0.5 and zero consumption bubble, the average tension strength decreases by 69%, 66% and 72%, respectively, and for concrete with 0.4 consumption bubble, it decreases by 14%, 11% and 16%, respectively. Also, after applying the freezing and thawing cycle, the highest and lowest reduction in tension strength occurs in the water-cement ratio of 0.5 and 0.45, respectively.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Tension strength
  • Connection band
  • Adhesion
  • Freezing and thawing cycle
  • New and old concrete
    رمضانیان‌پور، ع و م. شاه نظری. 1369. تکنولوژی بتن در هوای سرد و یخبندان. انتشارات علم و صنعت، تهران.
    AASHTO T259. 2002. Standard Method of Test for Resistance of Concrete to Chloride Ion Penetration, American Association of State Highway and Transportation Officials, Washington, DC.
    ACI Committee 201. 2001. Guide to Durable Concrete, American Concrete Institute.
    Alves Galvo, J.C., Franke, K., Morales Korm, A.C., Galvão, J.C.A., Portella, K.F. and Ormann, A. C.M. 2012. Abrasive Effects Observed in Concrete Hydraulic Surfaces of Dams and Application of Repair materials. Abrasion Resist. Mater. 19–34.
    Anon. 2000a. Guide to Concrete Repair. Technical Sevrice Center. USBR.
    ASTM. 2003. Standard Test Method for Resistance of Concrete to Rapid Freezing and Thawing, ASTM C666, Annual Book of ASTM Standards, Philadelphia, vol. 04-02.
    Croes, L. 2019. Behavior of unreinforced concrete-to-concrete interfaces under shear loading, Master's Thesis, Eindhoven University.
    Graham, J.R., Creegan, P.J., Hamilton, W.S. and Hendrickson, J. G. 1998. Erosion of Concrete in Hydraulic Structures. ACI Mater. J, 93:1–24.
    Kearsley, E.P. and Wainwright, P.J. 2002. The effect of porosity on the strength of foamed concrete, Cement Concrete Res, 32: 233-239.
    Kormann, A.C.M., Portella, K.F., Pereira, P.N. and Santos, R.P. 2003. Study of the performance of four repairing material systems for hydraulic structures of concrete dams. Cerâmica, 49(309): 48–54.
    Neshvadian Bakhsh, K. 2010. Evaluation of Bond Strength between Overlay and Substrate in Concrete Repairs, Architecture and the Built Environment, KTH Royal Institute of Technology.
    Sharma, S., Aaleti, S. and Dao, T.N. 2019. An Experimental and Statistical Study of Normal Strength Concrete (NSC) to Ultra High-Performance Concrete (UHPC) Interface Shear Behavior, In International Interactive Symposium on Ultra-High-Performance Concrete, Iowa State University Digital Press, 2(1).
    Shin, H.C. and Wan, Z. 2010. Interfacial properties between new and old concretes, In 2nd International Conference on Sustainable Construction Materials and Technologies, Ancona, Italy.
    Tayeh, B.A., Bakar, B.A., Johari, M.M. and Voo, Y.L. 2013. Evaluation of bond strength between normal concrete substrate and ultra-high-performance fiber concrete as a repair material, Procedia Engineering, 54.
    Wan, Z. 2011. Interfacial shear bond strength between old and new concrete, Master's Thesis Louisiana State University.
    Xiao, L.Y. 2013. A Review of Detection, Evaluation and Repair Technology for Hydraulic Concrete Structures. in Advanced Materials Research, 690: 805–810.