كليدواژه :
بتن خودتراكم سبك , چقرمگي شكست , المان محدود توسعه يافته , پارامترهاي شكست , روش كار شكست
چكيده فارسي :
به منظور تعيين پارامترهاي شكست بتن خودتراكم سبك دو روش مختلف اثر اندازه و كار شكست مورد استفاده قرار گرفت. براي لحاظ نمودن رفتار بتن در مقاومت هاي متفاوت، دو طرح اختلاط با نسبت هاي آب به سيمان 0. 42 و0. 47 در نظر گرفته شد. در ابتدا خصوصيات رواني بتن مورد بررسي قرار گرفت و بعد از اطمينان از خودتراكم بودن آن ها خصوصيات مكانيكي بتن سخت شده تعيين گرديد. سپس با بهر گيري از دو روش فوق و با انجام آزمايش خمش سه محوري بر روي 30 تير با ابعاد مختلف، پارامترهاي شكست بتن و بازشدگي نوك ترك محاسبه شدند. نتايج نشان مي دهند كه با افزايش نسبت آب به سيمان از 0. 42 به 0. 47، انرژي هاي شكست اوليه، كل و چغرمگي شكست بتن خودتراكم سبك به ترتيب 39. 4%، 33. 4% و 25. 3% كاهش مي يابند. به اين ترتيب ضمن مشخص شدن تاثير مثبت كاهش نسبت آب به سيمان بر پارامترهاي شكست اين نوع بتن، دلايل تغيير رفتار بتن هم بررسي شد. همچنين چند رابطه تجربي ارائه گرديد كه با استفاده از آن ها مي توان تنها با محاسبه مقاومت فشاري بتن انرژي شكست اوليه، انرژي كل، نسبت انرژي ها به يكديگر و چغرمگي شكست بتن را تعيين نمود. سپس با بهره گيري از پارامترهاي شكست، خصوصيات مكانيكي بتن و به كمك روش المان محدود توسعه يافته به مدل سازي معكوس پرداخته شد. نتايج بيانگر دقت بالاي روش المان محدود توسعه يافته در حل عددي مسائل شكست و نيز كارآئي پارامترهاي محاسبه شده براي تعيين رفتار بتن هاي خودتراكم سبك در هنگام گسترش ترك مي باشد.
چكيده لاتين :
For determination of the fracture parameters of self-compacting lightweight concrete (SCLC) size effect and work of fracture methods were used. For considering the behavior of concrete in different strengths, two mixes with water to cement (W/C) ratios of 0.42 and 0.47 were utilized. At first, the workability of the concrete was investigated and, after ensuring their self-compacting properties, the mechanical properties of the hardened concrete were determined. Then, by using the above-mentioned methods and conducting three-point bending tests on 30 beams, concrete fracture parameters, and crack-tip opening displacement were achieved. The results showed that with increasing W/C ratio from 0.42 to 0.47, the initial and total fracture energies, and fracture toughness decreased by 39.4%, 33.4% and 25.3%, respectively. The effect of the W/C ratio on the fracture parameters of this type of concrete was discussed. Furthermore, several empirical relations have been proposed that by the use of them and only by the determination of the compressive strength, the initial fracture energy, total fracture energy, the ratio of energies to each other, and fracture toughness can be determined. Then, by using the fracture parameters, the mechanical properties of the concrete and the extended finite-element method, the crack propagation was modeled. The results showed that this method has high accuracy in the numerical solution of the fracture problems as well as the efficiency of the obtained parameters for determining the behavior of self-compacting lightweight concrete.
