بتن سبک با امتیازاتی نظیر کاهش وزن سازه ها و به دنبال آن کاهش خسارات وارد بر سازه در اثر شتاب ناشی از زلزله شناخته شده است. بنابراین هنگامی که در سازه هایی نظیر پل های با دهانه های بلند و ساختمان های با ارتفاع زیاد مورد استفاده قرار گیرد، می توان با استفاده از بتن سبک در هزینه های ساخت صرفه جویی کرد. همچنین، خطر حریق تا اندازه ای در تمامی سازه ها وجود دارد، اهمیت طراحی و وظیفه به حداقل رساندن خطرات حریق در ساختمان ها یکی از وظایف مهندسان است. مرحله اول این پایان نامه بررسی امکان ساخت بتن سبک سازه ای با استفاده از پوکه معدنی قروه به عنوان درشت دانه بود. به منظور بهینه سازی طرح اختلاط از روش آماری تاگوچی استفاده شد. رفتار بتن در حین آتش سوزی و نیز تاثیر حرارت بر خواص مکانیکی آن بسیار حائز اهمیت است . به همین منظوردر مرحله دوم تحقیق، به بررسی تاثیر حرارت و روش های مختلف سرد کردن بر خواص مکانیکی پسماند بتن از جمله مقاومت فشاری، تاثیر حرارت بر منحنی تنش – کرنش و مدول الاستیسیته پرداخته شد. با توجه به این که در ایران، سبک دانه مصنوعی لیکا بیشترین کاربرد را برای تهیه بتن سبک سازه ای دارد،در تحقیق حاضر مقایسه ای بین خصوصیات بتن ساخته شده از پوکه معدنی و لیکا نیز انجام گرفت .بر اساس نتایج به دست آمده، نمونه بتن سبک ساخته شده ازسبک دانه طبیعی پوکه معدنی، الزامات بتن سبک سازه ای بر اساس آیین نامه بتن ایران(آبا) را برآورده می کند. درصد مقاومت فشاری پسماند نمونه های لیکا و پوکه پس از قرار گرفتن در معرض دماهای 100 تا 800 درجه سانتی گراد مقداری نزدیک به هم به دست آمده است. با بالا رفتن دما از میزان مقاومت فشاری پسماند بتن کاسته شده و در 800 درجه سانتی گرادکه حداکثر دمای مورد آزمایش بود، نمونه ها بیش از نیمی از مقاومت فشاری اولیه خود را از دست داده اند. بررسی روش های مختلف سرد کردن نشان داد که در نمونه هایی که با قرار گرفتن در هوا سرد شده بودند درصد مقاومت فشاری پسماند بیشتر از نمونه هایی بود که با آب سرد شده اند، اما با افزایش سن بتن این درصد اختلاف مقاومت کاهش یافت. تاثیر حرارت بر مدول الاستیسیته نشان داد که با افزایش دما، مدول الاستیسیته با سرعت بیشتری نسبت به مقاومت فشاری کاهش می یابد و همچنین درصد مدول الاستیسیته پسماند برای بتن سبک با پوکه و لیکا بسیار به هم نزدیک بود.

در این پژوهش نتایج مطالعات عددی و آزمایشگاهی برای تعیین چقرمگی شکست بتن معمولی و بتن بازیافتی انجام شده است. تیر¬های منشوری با عمق ترک¬های مختلف و مقاومت¬های مختلف و نیز با روش آزمایش با بارگذاری سه نقطه ای و چهار نقطه ای ساخته شده و طبق استاندارد astm 1421-99 مورد آزمایش قرارگرفته اند. محدوده تغییر ترک در حالت تجربی از 3/0 تا 5/0 برابر عمق تیر می باشد. همچنین محدوده تغییر مقاومت از 20 مگاپاسکل تا 40 مگاپاسکال در نظر گرفته شده است. نیروی شکست نمونه ها با طول ترک های مختلف در آزمایشگاه با استفاده از بارگذاری خمشی سه نقطه ای و چهار نقطه ای تعیین شده و از معادله ارائه شده برای بدست آوردن چقرمگی نمونه ها در استاندارد astm استفاده شده است. در ادامه این پژوهش با استفاده از تحلیل اجزا محدود، چقرمگی شکست بتن معمولی برای تیرهای با ترک های مختلف تعیین و پیش بینی شده است. همچنین تاثیر افزایش عرض نمونه ها و افزایش طول ترک بر روی چقرمگی با استفاده مدل مذکور بررسی شده است. نتایج به دست آمده مطالعات آزمایشگاهی و عددی مطابقت خوبی را نشان می دهد و مقادیر چقرمگی شکست آزمایشگاهی بتن بازیافتی مقدار خیلی کمتری نسبت به بتن معمولی را نشان می دهد.