الإستدامة الإنشائية للأعتاب الخرسانية خفيفة الوزن

رسالة ماجستير

اسم الباحث : سجاد عبد الامير بدر

الكلية : كلية الهندسة

الاختصاص : هندسة البنى التحتية‏

سنة نشر البحث : 2019

تحميل الملف : اضغط هنا لتحميل البحث

     نتيجة لمحدودية المواد الطبيعية المستخدمة في انتاج الخرسانة؛ فان استخدام المواد الفائضة في الطبيعة في انتاج الخرسانة يؤدي إلى تقليل التأثير السلبي للخرسانة على البيئة. لذلك تم استخدام الاتبولكايت وكسر الطابوق الطيني كركام خشن خفيف الوزن لإنتاج خرسانة انشائية مستدامة خفيفة الوزن. تتضمن الدراسة الحالية التحري العملي لسلوك العتبات الخرسانية المسندة بإسناد بسيط. يتكون البرنامج العملي من صب 8 نماذج من العتبات الخرسانية المسلحة المستطيلة المقطع وبذات الأبعاد لجميع النماذج (140*180*1200) ملم . تم فحص خمسة نماذج تحت تأثير حملين مركزين متناظرين وبقية النماذج تم فحصها تحت تأثير حمل مركز في نقطة واحدة. اهم المتغيرات التي اخذت بنظر الاعتبار في هذه الدراسة هي نوع الركام (الاتبولكايت، كسر الطابوق الطيني والركام الاعتيادي الوزن), نظام تسليط الحمل وكذلك فترة الانضاج. تم اجراء اختبارات على عينات خرسانية اسطوانية ومكعبة لإيجاد الخواص الميكانيكية للخرسانة. النتائج التي تم الحصول عليها من الاختبارات توضح امكانية انتاج خرسانة انشائية خفيفة الوزن باستخدام ركام الاتبولكايت بمقاومة انضغاط 25 ميكاباسكال وكثافة جافة 1805 كغم/م3 وكذلك امكانية انتاج خرسانة انشائية خفيفة الوزن باستخدام ركام كسر الطابوق الطيني بمقاومة انضغاط 43.7 ميكاباسكال وكثافة جافة 1977 كغم/م3. وزن العتبات الخرسانية الخفيفة الوزن الحاوية على ركام الاتبولكايت او ركام كسر الطابق الطيني اقل من وزن العتبات الخرسانية الحاوية على الركام الاعتيادي الوزن بمقدار %20.56 و 13.56% على التوالي بعمر 28 يوم. اما بالنسبة للتحمل الاقصى للعتبات فان العتبات الخرسانية المفحوصة تحت تأثر حملين مركزين متناظرين فان تحملها الاقصى يقل عند استخدام ركام الاتبولكايت بدل ركام كسر الطابق الطيني او الركام الاعتيادي الوزن بنسبة 4.85% و %5 على التوالي. في حين العتبات الخرسانية المفحوصة تحت تأثر حمل مركز في نقطة واحدة فان تحملها الاقصى يقل عند استخدام ركام الاتبولكايت بدل ركام كسر الطابق الطيني او الركام الاعتيادي الوزن بنسبة 10.3% 10.5 % على التوالي. كذلك اوضحت نتائج الاختبارات ان الخرسانة الخفيفة الوزن الحاوية على ركام الاتبولكايت او ركام كسر الطابوق الطيني اظهرت مرونة ومتانة اقل من الخرسانة الاعتيادية الوزن.

Structural Sustainability of Lightweight Concrete girder

    Due to the limitations of natural materials which uses in concrete production, the use of waste and recycle materials in concrete production can eliminate the negative impact of concrete on the environment. Therefore, Attapulgite and crushed clay bricks were used as a coarse lightweight aggregate to produce a structural sustainable lightweight aggregate concrete. The present study includes an experimental investigation of the behavior of a simply supported beams. The experimental program consists of testing eight reinforced concrete rectangular beams. Five of these beams are tested under symmetric two-point concentrated loads (STPCL) and the others tested under one point concentrated load (OPCL). All beams have the same dimensions; 140 mm width, 180 mm depth and 1200 mm length.

   The main considered variables in the experimental study were the type of aggregate (Attapulgite aggregate, crushed clay bricks aggregate and normal weight aggregate), type of loading system and curing time. Cylinders and cubes for each concrete mix, were tested to find the mechanical properties of concrete. The experimental program shows that a structural lightweight aggregate concrete can be produced by using Attapulgite aggregate with 25 MPa cube compressive strength and 1805 Kg/m3 oven dry density and by using crushed clay bricks aggregate with 43.7 MPa cube compressive strength and 1977 Kg/m3 oven dry density. The weight of Attapulgite aggregate concrete and crushed clay bricks aggregate concrete beam specimens were lower than normal weight aggregate concrete beams by about 20.56% and 13.65% respectively at 28 days. As for the ultimate load capacities of beam specimens, the ultimate load of Attapulgite aggregate concrete beams tested under STPCL were lower than that of crushed clay bricks aggregate concrete beams and normal weight aggregate concrete beams by about 4.85% and 5% respectively. While the ultimate load capacities of reinforced Attapulgite concrete beams tested under OPCL were lower than that of reinforced crushed clay bricks aggregate concrete beams and reinforced normal weight aggregate concrete beams by about 10.3% and 10.5% respectively.

    Finally, Attapulgite aggregate concrete and crushed clay bricks aggregate concrete showed ductility and toughness less than that of normal weight aggregate concrete.