نام پژوهشگر: مهدی نعمت زاده افروزی
مهدی نعمت زاده افروزی مرتضی نقی پور
محصور کردن بتن به علت ممانعت از انبساط جانبی آن مزایای زیادی از قبیل افزایش در مقاومت فشاری، سختی و شکلپذیری را به همراه دارد. هر چند در روش های مرسوم محصور شدگی، اتساع اولیه بتن پیش از آغاز عمل محصور شدگی و ترک های ریز ناشی از آن منجر به تنزل در خصوصیات فشاری بتن میشود، پیش تنیدگی لولههای محصور کننده میتواند مانع از ترک های زودهنگام بتن محصور شده شود. روش های متعددی برای ایجاد پیش تنیدگی در محصور شدگی (محصور شدگی فعال) از طرف محققین پیشنهاد شده است که همگی به بهبود رفتار فشاری در ستونهای محصور شده منجر شدهاند. یکی از این روش ها که مطالعات معدودی در مورد آن انجام گرفته است محصور شدگی فعال بتنِ تر با لولههای فولادی پیشتنیده میباشد. از مزایای حائز اهمیت این روش در مقایسه با سایر روش های محصور شدگی فعال این است که علاوه بر پیش تنیدگی لولههای فولادی، بتن فشرده شده و خصوصیات مکانیکی آن بهبود مییابد. جهت استفاده از این روش در کاربردهای سازهای، لازم است تا معادلات کافی برای پیش بینی رفتار فشاری بتنهای محصور شده با این نوع محصور شدگی ارائه شود. از این رو ، هدف از این تحقیق ارائه معادلات محصور شدگی فعال بتنِ تر در لولههای فولادی پیشتنیده با توجه به پارامترهای موثر در محصور شدگی می باشد. در این تحقیق مطالعات آزمایشگاهی گستردهای صورت گرفته است تا علاوه بر بررسی رفتار فشاری بتن محصور شده، معادلات مربوط به محصور شدگی فعال ارائه شوند. برای نیل به این هدف، یک دستگاه حفظ فشار طراحی و ساخته شد که قادر است هر فشار مشخصی را به طور یکسان به 12 نمونه متوالی از لولههای فولادی پر شده از بتن اعمال کند و آنرا برای هر مدت زمان دلخواهی حفظ کند. برای بررسی دقیق رفتار فشاری بتن محصور شدهی فعال، مطالعات آزمایشگاهی به دو قسمت کلی تقسیم شده است. در یکی از آنها رفتار فشاری بتن فشرده به تنهایی تحقیق شده و در دیگری رفتار فشاری بتن محصور شده در لولههای فولادی پیشتنیده مورد بررسی قرار گرفته است، تا نقش هر یک از اجزای مقطع مرکب در بهبود رفتار فشاری آن تعیین شود. همچنین مطالعات پارامتری برای بررسی عوامل موثر در محصور شدگی فعال شامل مقاومت مبنای بتن، فشار نهایی (میزان پیش تنیدگی)، مدت حفظ فشار و درصد آب مخلوط بتن، انجام گردیده است. نتایج این تحقیق نشان داد که مقاومت فشاری و مدول الاستیسیته در نمونههای بتنی محصور شده به صورت فعال (با پیش تنیدگی) به طور قابل توجهی بیشتر از نمونههای محصور شده به صورت غیر فعال (بدون پیش تنیدگی) میباشد. همچنین فشردن بتنِ تر خصوصیات مکانیکی بتن سخت شده را به طور قابل توجهی بهبود می بخشد. معادلات محصور شدگی بدست آمده از نتایج آزمایشگاهی نشان داد که روش محصور شدگی حاضر به ازای مقاومتهای پایینِ بتن مبنا میتواند موثرتر باشد. علاوه بر این، حفظ فشار برای مدت زمان طولانی تأثیر چندانی بر رفتار فشاری بتن محصور شده فعال ندارد.