دراسة سلوك البيتون عالي المقاومة المصنع باستخدام المواد المحلية ومخطط الإجهادات المكافئ

الملخص

يتضمن هذا البحث دراسة تجريبية لسلوك البيتون عالي المقاومة وذلك بهدف تقييم منحني الإجهاد – التشوه للبيتون عالي المقاومة واستنباط معاملات مخطط إجهادات الضغط المكافئ التي سنعتمدها في تصميم العناصر البيتونية المصنعة من البيتون عالي المقاومة. لهذه الغاية تم تحضير عدد من العينات الاسطوانية بمقاومة 60MPa حيث اُختبرت هذه العينات على الضغط, وتم الحصول من خلال نتائج الاختبارات على منحني الإجهاد – التشوه . أظهرت النتائج إمكانية تصنيع البيتون عالي المقاومة من المواد المحلية وبمقاومات أعلى من المقاومة التي حصلنا عليها, وتبين من المخططات الناتجة أن منحني للبيتون عالي المقاومة مرن بشكل خطيّ جوهرياً لحد الانهيار مع هبوط أكثر انحداراً للجزء الهابط من المنحني وهذا ما يتوافق مع نتائج الابحاث العالمية , كان الانهيار تقريباً فجائياً وسريعاً مع زيادة مقاومة البيتون وهذا يدل على أن البيتون عالي المقاومة أقل مطاوعة عند الانهيار من البيتون العادي. يختلف منحني للبيتون عالي المقاومة عن منحني للبيتون العادي وهذا يؤثر على خصائص الشكل المستطيل لمخطط الإجهاد المكافئ مما تطلب إدخال تعديلات على المعاملات تؤدي إلى تمثيل لمخطط الإجهادات المكافئ تمثيلاً أقرب للمنحني الحقيقي, وبتقييم منحني للعينات المختبرة وجدنا أن المخطط يأخذ شكل شبه منحرف (بمقاومة ) قيمته في الأعلى وارتفاع مخطط الضغط , وتم استنتاج قيمة المعاملين و ( هو متوسط إجهاد الضغط / المقاومة المميزة, هو نسبة من الارتفاع الفعّال الذي يحدد موقع مركز محصلة الضغط), حيث و و في حال زيادة المقاومة للبيتون عن فإن شكل المخطط يكون أقرب للشكل المثلثي منه للشكل شبه المنحرف, وفي هذه الحالة نجد أن منحني يأخذ شكلاً مثلثياً قيمته في أعلى المثلث وارتفاع مخطط الضغط وبتحويل مخطط الإجهادات المثلثي إلى مخطط الإجهادات المستطيل استنتجنا أن و . This research presents an experimental study behaviour of high strength concrete, for evaluation of stress - strain curve and derivation of factors of equivalent compressive stress block, we depend it in design of high strength concrete elements. For this purpose, number of cylinders specimens with strength 60 MPa were prepared and tested in compression, then curve was obtained. The results showed the possibility of producing high strength concrete from local materials and with strengths are highest than those were obtained, the resulting diagrams of curve are shown to be essentially linearly elastic up to failure with a steeper declining portion of the stress - strain diagram, which agree with the results of global researches, the failure was almost sudden and rapid with increasing strength which shows that the high-strength concrete less ductile than normal concrete at the failure. Curve of high strength concrete differs from that normal concrete, this affects on the properties of rectangular equivalent stress block which requires modifications on the factors led to optimum represent for it and with evaluation of curve of the tested specimens, the diagram takes a trapezoidal shape ( ), its value at the top is and the depth of the compressive block is and we found and ( is average compression/cylinder compressive strength of concrete, is ratio of the active depth that defined location of compression force center), when concrete strength increases up , the diagram shape will be closer to triangular than trapezoidal and then curve takes the shape of triangle its value at the top is and the depth is and with replacing triangular diagram to rectangle we found and .