نوع مقاله : مقاله پژوهشی
نویسندگان
1 کارشناس ارشد مهندسی عمران، دانشگاه صنعتی سهند
2 دانشیار دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه صنعتی سهند
3 دانشجوی دکترای مهندسی عمران، دانشگاه صنعتی سهند
چکیده
کلیدواژه‌ها
عنوان مقاله [English]
نویسندگان [English]
Reactive Powder Concrete (RPC) is one of the latest achievements in concrete technology. Development and application of this concrete depends on the knowledge on its specifications and characteristics. Shear strength is one of the most important specifications in design of RC structures. One of the effective methods to determine the shear strength of concrete is to estimate this strength using concrete’s compressive strength. In this study, RPC and normal concretes with different mixture designs and using the existing materials in Iran were produced. Than their compressive and shear strengths evaluated. Two methods (JSCE G553, Afshin Aliloo’s) were used to measure the shear strength. The result show that there are difference between reactive powder concrete shear properties and normal concrete. Also, shear strength that measured by either of two methods is close together. Using the results of the experiments, an equation is developed to estimate the shear strength of RPC using its compressive strength.
- مقدمه
یکی از نوآوریهایی که در زمینهی فناوری بتن در دهه نود میلادی در فرانسه رخ داده است ابداع بتن پودری واکنشپذیر[1] (RPC) میباشد. ویژگیهایی مکانیکی عالی این بتن نسبت به سایر بتنها توجه محققان را به خود جلب کرده و گسترش سریع کاربرد آن را در پی داشته است. بتن پودری واکنش پذیر نوعی بتن با مقاومت بسیار بالا میباشد. مواد تشکیل دهندهیRPC عبارتنداز: ماسه سیلیسی، پودرسیلیس[2]، سیمان، میکروسیلیس، آب، فوق روانکننده[3] و در صورت نیاز به مقاومت کششی یا جذب انرژی بالا، الیاف فولادی است. RPC علاوه بر مقاومت بالا دارای خصوصیات دیگری نظیر نفوذپذیری کم، مقاومت سایشی و خوردگی بالا و تخلخل پایین و نیز دوام زیاد میباشد [1].
این بتن، فاقد سنگدانههای درشت میباشد و تنها از ماسه بسیار ریز (حداکثر اندازهی دانه 600 میکرومتر)و پودر سیلیس (متوسط اندازهی دانهها 10 میکرومتر) استفاده شده است. مشکل ناهمگنی که در بتن معمولی وجود دارد در بتن پودری واکنشپذیر به دلایل حذف درشت دانه و جایگزینی آن با ماسه ریز، بهبود خواص مکانیکی خمیر و کاهش نسبت سنگدانه به خمیر کاهش یافته است. در این بتن بهدلیل استفاده از ریز دانه، اندازه ریزترکها[4] کاهش شدیدی یافته است. مدول الاستیسیته این بتن بیش از 50 گیگا پاسگال میباشد[2]. مقاومت فشاری این بتن از بتنهای با مقاومت بالا، بیشتر میباشد.
پدیدهی شکست در بتن اصلیترین و مهمترین مسئله در مصالح ساختمانی و اعضای یک سازه میباشد. لذا مطالعه و تحقیق و بررسی رفتار مصالح جدید در زمینهی عمران و سازه تحت انواع مودهای گسیختگی ضروری است. شکست اجسام بر سه مود کلی استوار است : 1- مود کششی یا بازشدگی 2- مود برشی یا لغزشی 3- مود پارگی [3].
در این پژوهش رفتار بتن تحت مود دوم گسیختگی که تصویر شماتیک آن مطابق شکل (1) میباشد، مورد بررسی قرار میگیرد. ایجاد حالت برش خالص در یک نمونه بتنی مشکل میباشد و تا به حال با وجود تحقیقات بسیار شرایط ایدهآل برش خالص میسر نگردیده است. علت این امر آن است که در آزمایشات سنجش مقاومت برشی :
روشهای آزمایش برش مستقیم عبارتند از:
1- روش hofbeck یا نمونهی Z شکل: هافبک (1969) از آزمونههایی که به نمونهی Z شکل مشهور است استفاده نموده است.شکل (2) تصویر نمونه بتنی و نحوه بارگذاری آن را نشان میدهد [5].
2- تیر Iosipescu : این روش در اصل توسط ایزوپسکو ارائه شده است و توسط Pffier & Bazant جهت بررسی مقاومت برشی بتن مورد استفاده قرار گرفت. شکل (3) تصویر شماتیک این تیر را نشان میدهد [6].
3- برش دوگانه: این مدل مطابق شکل (4) دارای دو صفحهی شکست براساس استاندارد JSCE G553 [7] میباشد. همانطور که در تصویر مشاهده میشود بار برشی توسط بلوک دارای دو لبه نواری[5] (با عرض10h/) بر منشور اعمال میگردد. بلوک صلب[6] دوم زیر نمونه منشوری قرار میگیرد و دو لبهی نواری آن به عنوان تکیهگاه تیر عمل میکند. شکست برشی در صفحهی بین لبهی بلوک بارگذاری و لبهی تکیهگاه به وقوع میپیوندد.
در سال 2002 Mirsayah و Banthiaطی تحقیقات خود به این نتیجه رسیدند که روش نمونهی Z شکل شرایط برش خالص را ایجاد نمیکند و استفاده از روش اسـتاندارد JSCEG553 نتایج دقیقتری را بدست میدهد [8]. Shoaib نیز در این مورد بیان میکند که در این روش آزمایش بعلت فاصله ناچیز بین تکیهگاههای بالایی و پایینی خمش به حداقل خود میرسد[9].
در تمامی روشهای فوق برای ایجاد صفحه شکست برشی، باید مقطع بین زوج نیروی برشی بوسیلهی ایجاد شکاف[7] و بریدگی ضعیف گردد. ایجاد شیار در مقطع برشی در هر روش ضامن ثابت ماندن و یکنواختی تنش برشی بیشینه در سطح مقطع میگردد. لذا نمونه در حالت نزدیک به برش خالص خواهد بود [10].
شکل 1- نمایی از مود دوم شکست اجسام شکل 2 - نمونه Z شکل شکل 3- تیر ایزوپسکو
شکل 4- تصویر شماتیک روش استاندارد JSCE G553
4- روش ابداعی افشین- علیلو: این روش بهتازگی توسط آقایان افشین و علیلو در دانشگاه صنعتی سهند تبریز ابداع گردیده است.
دستگاه سنجش مقاومت برشی بتن مطابق شکل (5) شامل دو قطعه اصلی، هسته داخلی و تکیهگاه خارجی میباشد. سوراخی به قطر mm 100 در این قطعات ایجاد گردیده است که قطعه بتنی در داخل این سوراخها قرار میگیرد سپس نیرویی در جهت عمود بر محور قطعه استوانهای شکل به هسته داخلی وارد میشود. در واقع نمونه بتنی در یک طرف به طور کامل در تکیهگاه خارجی مهار میشود و قسمت دیگر نمونه در هسته داخلی دستگاه قرار میگیرد به طوری که ممان خمشی در این مقطع به حداقل خود رسیده و نمونه بتنی تحت اثر برش خالص قرار میگیرد و در فاصله ما بین هسته داخلی و تکیهگاه خارجی که تنش برشی به حداکثر مقدار خود میرسد، دچار شکست برشی میشود [11].
|
نمونه استوانهای |
شکل 5- دستگاه آزمایش برش مستقیم افشین- علیلو [11]
در این تحقیق ویژگیهایی مکانیکی 17 طرح اختلاط بتن پودری واکنـشپذیر و 6 طرح اختلاط بتن معمـولی مطابـق جداول (5 و 6) به لحاظ مقاومت برشی و مقاومت فشاری مورد بررسی آزمایشگاهی قرار گرفت.
2- مصالح مصرفی
ماسه سیلیسی: در این پروژه از ماسه سیلیسی معدن شهر بابک استان کرمان استفاده شده است. ویژگی این ماسه در جدول (1) ذکر گردیده است.
پودر سیلیس: در این پروژه از پودر سیلیس (SiO2) منطقه ازندریان همدان با وزن مخصوصgr/cm3 63/2 و درصد خلوص بالای 99% و حداکثر اندازهدانهی mm066/0 استفاده شده است.
جدول 1- مشخصات ماسه سیلیس معدن بابک شهر
|
مقدار |
مشخصه مکانیکی |
|
62/2 |
چگالی نسبی در حالت SSD |
|
99/1 |
درصد جذب آب (%) |
|
41/1 |
مدول نرمی |
|
6/0 |
حداکثر اندازه دانه (mm) |
سیمان : سیمان مورد استفاده سیمان تیپ دو کارخانه سیمان صوفیان میباشد. مشخصات شیمیایی اصلی این نوع سیمان مطابق جدول (2) است.
جدول 2- ترکیبات شیمیایی سیمان مصرفی [12]
|
ترکیبات |
درصد (%) |
|
|
Tricalcium-silicate ( C3S ) |
سه کلسیم سیلیکا |
50/49 |
|
Dicalcium-silicate ( C2S ) |
دو کلسیم سیلیکات |
47/25 |
|
Tricalcium-aluminate ( C3A ) |
سه کلسیم آلومینات |
00/7 |
|
Tetracalcium-aluminoferrite(C4AF) |
چهار کلسیم آلومینو فریت |
35/10 |
میکروسیلیس: در این پژوهش از میکروسیلیس ازنای لرستان استفاده شده است. ترکیبات شیمیایی و سطح مخصوص این ماده مطابق جدول (3) میباشد.
جدول 3- ترکیبات شیمیایی میکروسیلس ازنای لرستان[13]
|
درصد |
ماده |
|
8/0 |
H2O |
|
5/0 |
SiC |
|
3/0 |
C |
|
6/94-4/96 |
SiO2 |
|
87/0 |
Fe2O3 |
|
02/1 |
Al2 O3 |
|
39/0 |
CaO |
|
87/0 |
MgO |
|
31/0 |
Na2O |
|
10/1 |
K2O |
|
16/0 |
P2O5 |
|
01/0 |
SO3 |
|
04/0 |
CL |
|
(m2/gr) 20 |
سطح مخصوص |
پودر سنگ آهک: پودر سنگ آهک (CaCO3) مورد استفاده از کارخانه آهک آذر شهر تهیه شده است. مشخصات آن به قرار جدول (4) است.
جدول 4- ترکیبات شیمیایی پودر سنگ آهک آذر شهر
|
درصد(%) |
ماده |
|
0/54 min |
CaO |
|
5/0max |
SiO2 |
|
1/0max |
Fe2O3 |
|
2/0max |
Al2O3 |
|
4/0max |
MgO |
|
1/0max |
SO3 |
|
2/43min |
CO2 |
|
Trace |
H2O |
|
0/1 |
SiO2+ln |
فوق روان کننده: برای افزایش کارایی و کاهش نسبت آب به سیمان، در اختلاطهای بتن پودری واکنشپذیر از نسل سوم فوق روانکنندهها بر پایهی پلی کربوکسیلاتهای اصلاح شده و در بعضی از اختلاطهای بتن معمولی از روان کننده بر پایهی نفتالین استفاده شده است.
3- آزمایشهای انجام شده
آزمایشهای تعیین مقاومت فشاری و مقاومت برشی بر روی کلیه‌ی نمونههای بتنی سخت شده در سن 28 روزه با نرخ بارگذاری یکسان انجام گرفت. نمونههای بتن پودری واکنش پذیر به مدت 5 روز در آب با دمای 90 درجه و نمونههای بتن معمولی به مدت 28 روزه در آب با دمای 25 درجه سلسیوس عملآوری شدهاند. آزمایشهای مقاومت فشاری نمونههای بتنی بر اساس استاندارد BS1881 : part 116 [14] و آزمایشهای مقاومت برشی به روش استاندارد JSCE G553 (با استفاده از نمونهی مکعب مستطیلی (cm25×5/7×5/7)) و آزمایشهای مقاومت برشی به روش افشین- علیلو ( با استفاده از نمونه استوانهای (cm10×5)) در آزمایشگاه فناوری بتن دانشگاه صنعتی سهند تبریز انجام گرفت. صفحه تحت برش خالص در نمونههای بتنی آزمایش یه روش JSCE G553 توسط شیاری به عرض mm2 و عمق mm10 کوچکتر شده بود. شکل (6) نمای از نمونه بتنی منشوری در داخل جک بارگذاری را نشان میدهد..همچنین شکل (7) نمایی از نحوه قرار گیری نمونه بتنی استوانهای در داخل دستگاه برش خالص افشین- علیلو را نشان میدهد. در این پژوهش سعی شده است طرحهای اختلاط هر دو بتن به نحوی انتخاب شود که مقاوت فشاری کسب شده توسط طرحهای مختلف متفاوت بوده و بازه وسعیی از مقاومتها را شامل شود. طرحهای اختلاط نمونههای بتن پودری واکنشپذیر و بتن معمولی به ترتیب مطابق جداول (5) و (6) میباشد. مقادیر مصالح در هر دو جدول بر اساس kg/m3 بیان شده است.
شکل 6- نمایی از نمونه و نحوه بارگذاری آزمایش برش خالص
شکل 7- نمایی از نمونه داخل دستگاه آزمایش برش خالص
جدول 5- طرحهای اختلاط بتن پودری واکنش پذیر
|
وزن حجمی بتن تازه (kg/m3) |
آب |
فوق روانکننده |
میکروسیلیس |
پودر سنگ آهک |
پودر سیلیس |
ماسه سیلیسی |
سیمان |
مصالح نام طرح |
|
2383 |
175 |
37 |
153 |
0 |
0 |
1117 |
901 |
RPC1 |
|
2360 |
200 |
40 |
167 |
0 |
182 |
961 |
810 |
RPC2 |
|
2336 |
196 |
45 |
194 |
171 |
0 |
902 |
828 |
RPC3 |
|
2362 |
194 |
40 |
181 |
181 |
0 |
920 |
846 |
RPC4 |
|
2339 |
206 |
46 |
188 |
0 |
205 |
797 |
897 |
RPC5 |
|
2347 |
173 |
40 |
192 |
0 |
144 |
1125 |
673 |
RPC6 |
|
2359 |
170 |
39 |
175 |
0 |
175 |
1070 |
730 |
RPC7 |
|
2329 |
204 |
38 |
221 |
0 |
77 |
870 |
919 |
RPC8 |
|
2360 |
186 |
39 |
132 |
0 |
86 |
1203 |
714 |
RPC9 |
|
2360 |
198 |
36 |
151 |
0 |
261 |
1085 |
629 |
RPC10 |
|
2382 |
180 |
42 |
150 |
0 |
100 |
1080 |
830 |
RPC11 |
|
2346 |
170 |
41 |
215 |
0 |
119 |
1051 |
750 |
RPC12 |
|
2310 |
204 |
48 |
253 |
0 |
122 |
662 |
1021 |
RPC13 |
|
2366 |
180 |
42 |
202 |
0 |
178 |
924 |
840 |
RPC14 |
|
2316 |
216 |
45 |
185 |
201 |
0 |
786 |
883 |
RPC15 |
|
2342 |
207 |
44 |
188 |
0 |
110 |
895 |
898 |
RPC16 |
|
2322 |
203 |
46 |
187 |
0 |
296 |
700 |
890 |
RPC17 |
جدول 6- طرحهای اختلاط بتن معمولی
|
مصالح نام طرح |
سیمان |
ماسه |
شن- نخودی |
شن- بادامی |
فوق روانکننده |
آب |
وزن مخصوص بتن تازه (kg/m3) |
|
NC1 |
313 |
986 |
516 |
541 |
4 |
150 |
2510 |
|
NC2 |
386 |
937 |
552 |
518 |
6 |
158 |
2557 |
|
NC3 |
370 |
918 |
530 |
499 |
4 |
184 |
2505 |
|
NC4 |
425 |
900 |
427 |
532 |
0 |
191 |
2475 |
|
NC5 |
419 |
892 |
471 |
522 |
0 |
209 |
2513 |
|
NC6 |
329 |
960 |
519 |
552 |
6 |
153 |
2519 |
4- بحث در نتایج
نتایج به دست آمده از آزمایشهای مقاومت برشی و مقاومت فشاری بر اساس نمونهی استاندارد استوانهایcm 30x15 در جدول (7) ارائه شده است. منظور از روش 1 انجام آزمایش برش مستقیم به روش JSCE G553 و روش 2 انجام آزمایش برش مستقیم به روش افشین- علیلو میباشد.
جدول 7- نتایج آزمایشها
|
مشخصهی مکانیکی نام طرح |
مقاومت فشاری(MPa) |
مقاومت برشی (MPa) روش1 |
مقاومت برشی روش 2(MPa) |
اختلاف روش (1) و (2) بر حسب درصد |
|
NC1 |
60 |
2/8 |
0/8 |
4/2 |
|
NC2 |
65 |
6/8 |
6/8 |
0 |
|
NC3 |
53 |
6/7 |
0/7 |
2/9 |
|
NC4 |
44 |
6/6 |
3/6 |
5/4 |
|
NC5 |
34 |
1/6 |
1/6 |
0 |
|
NC6 |
68 |
9/8 |
7/8 |
2/2 |
|
RPC1 |
135 |
0/13 |
9/11 |
4/8 |
|
RPC2 |
132 |
8/13 |
1/13 |
1/5 |
|
RPC3 |
127 |
8/11 |
0/11 |
1/6 |
|
RPC4 |
117 |
4/11 |
7/10 |
1/6 |
|
RPC5 |
143 |
1/13 |
5/12 |
6/4 |
|
RPC6 |
130 |
6/12 |
5/12 |
8/0 |
|
RPC7 |
134 |
7/12 |
2/12 |
9/3 |
|
RPC8 |
139 |
5/12 |
4/12 |
8/0 |
|
RPC9 |
121 |
9/11 |
5/11 |
3/3 |
|
RPC10 |
125 |
1/12 |
3/12 |
6/1 |
|
RPC11 |
132 |
8/12 |
8/12 |
0 |
|
RPC12 |
131 |
5/13 |
8/12 |
1/5 |
|
RPC13 |
136 |
2/12 |
2/11 |
2/8 |
|
RPC14 |
141 |
0/14 |
5/13 |
5/3 |
|
RPC15 |
112 |
9/10 |
5/10 |
6/3 |
|
RPC16 |
138 |
2/13 |
8/12 |
3 |
|
RPC17 |
144 |
6/13 |
3/13 |
2/2 |
نمونههایی از مقطع شکست تحت آزمایش برش خالص در شکلهای (8) نمایش داده شده است.
شکل 8- نمونه ای از مقطع شکست نمونههای بتنی تحت آزمایش JSCE G553
نتایج به دست آمده از روش ابداعی افشین- علیلو بسیار نزدیک به نتایج به دست آمده از روش JSCE G553 و معمولاً اندکی کمتر از آن میباشد. علت این امر اثر نیرو در یک نقطه و تمرکز تنش در روش افشین_علیلو میباشد. بیشینه اختلاف بین دو روش 2/9 % است. لذا با توجه به سادگی نمونههای بتنی مورد استفاده در روش دو، میتوان آنرا جایگزین روشهای دیگر نمود. بیشینه درصد اختلاف و میانگین اختلاف بین دو روش برای هر نوع بتن طبق جدول (8) است.
مقاومت فشاری مشخصهای است که بر سایر مشخصات بتن تأثیر گذار میباشد لذا بررسی روند تغییرات مقاومت برشی نسبت به تغییرات مقاومت فشاری امری مفید خواهد بود. معمولاً مقاومت برشی را براساس روابطی بر حسب جذر مقاومت فشاری ذکر میکنند. در نمودارهای شکلهای (9) و (10) مقاومت برشی بر حسب جذر مقاومت فشاری بتنهای معمولی و پودری واکنش پذیر رسم گردیده است.
جدول 8- درصد اختلاف نتایج حاصل از آزمایش برش مستقیم به دو روش
|
میانگین اختلاف (%) |
بیشینه اختلاف (%) |
نوع بتن |
|
0/3 |
2/9 |
بتن معمولی |
|
9/3 |
4/8 |
بتن پودری واکنشپذیر |
شکل 9- رابطه مقاومت برشی و جذر مقاومت فشاری در مقطع بتن معمولی
شکل 10- رابطه مقاومت برشی و جذر مقاومت فشاری در مقطع بتن پودری واکنش پذیر
آنچه که در حالت کلی در تمامی نمودارهای فوق نمایان است با افزایش مقاومت فشاری، مقاومت برشی نیز در تمامی بتنها افزایش مییابد.
ضریب همبستگی خط برازش در بتن معمولی نزدیک به یک و بیشتر از RPC میباشد. پایین بودن این ضریب در بتن پودری واکنشپذیر نشانگر این نکته است که عوامل دیگری علاوه بر مقاومت فشاری بر مقاومت برشی این بتنها تأثیر گذار میباشد. در بتن معمولی خمیر نسبت به اجزای دیگر ضعیفتر بوده و شکست در فاز چسبندگی بین خمیر و سنگدانه اتفاق میافتد و مؤلفههای دیگر تأثیر چندانی در مقاومت برشی و فشاری ندارد لذا استقامت خمیر سیمان عامل تعیین کننده میباشد و رابطه بین این دو مقاومت روند تقریباً ثابتی دارد. درRPC به علت مستحکم بودن خمیر عواملی همچون مقادیر سنگدانه و مواد سیمانی موجود در طرح اختلاط در مقاومت برشی تأثیر گذار میباشد. لذا رابطه بین این دو مقاومت از روند ثابت خطی پیروی نمیکند.
با مقایسه مقاومت برشی دو نوع بتن معمولی و پودری واکنشپذیر در شکلهای (9) و (10) و روابط حاصل از برازش خطی، شیب نمودار برازش در بتن پودری واکنش پذیر بیشتر از بتن معمولی است و افزایش شیب نشانگر بالا بودن حساسیت مولفه y نسبت به تغییرات x است. لذا حساسیت مقاومت برشی بتن پودری واکنش پذیر نسبت به تغییرات مقاومت فشاری بیشتر از بتن معمولی میباشد.
به جهت حصول بهترین رابطه با ضریب همبستگی مطلوبتر، عمل برازش منحنی با توابع مختلف نمایی، خطی، لگاریتمی و توانی بر روی نقاطی که مختصات آن بر حسب مقاومت فشاری و مقاومت برشی میباشد انجام گرفت. بهترین تابع منحنی برازش بصورت شکلهای (11) و (12) بترتیب برای بتن معمولی و بتن پودری واکنش پذیر میباشد.
شکل(11): رابطه مقاومت برشی و مقاومت فشاری در مقطع بتن معمولی
شکل(12): رابطه مقاومت برشی و مقاومت فشاری در مقطع بتن پودری واکنش پذیر
با مقایسهی ضرایب همبستگی ملاحظه میگردد در ضریب همبستگی رابطهی منحنی برازش در بتن معمولی افزایش جزئی نسبت به ضریب همبستگی رابطهی قبلی ایجاد گردید ولکن در مورد بتن پودری واکنش پذیر این افزایش چشمگیر میباشد. لذا با توجه به سادگی رابطهی V = a . √fc´ ، استفاده از این رابطه را برای بتن معمولی پیشنهاد میگردد و در مورد بتن پودری واکنشپذیر رابطهی (1) پیشنهاد میگردد.
(1) 8/0 ( ) 26/0 V =
شایان ذکر است با افزایش تعداد آزمایشات و ورود متغییرهایی غیر از مقاومت فشاری در رابطه تعیین مقاومت برشی میتوان روابط مناسبتری با ضریب همبستگی مطلوبتر پیشنهاد نمود.
با توجه به اینکه تمامی مشخصات مکانیکی یک بتن به طرح اختلاط آن وابسته است. در نمودار شکلهای (13) و (14) تاثیر طرح اختلاطها بر مقاومت برشی بررسی میگردد.
شکل 13- رابطه مقاومت برشی و مقدار درشت دانه در بتن معمولی
شکل 14- رابطه مقاومت برشی و مقدار ماسه و پودر سیلیس در بتن پودری واکنش پذیر
در بتن معمولی به علت ضعیف بودن خمیر سیمان، مشاهده میشود که با کاهش مقدار خمیر سیمان یا افزایش مقدار درشت دانه (شن) مقاومت برشی افزایش مییابد زیرا بعد از ترک خوردن، انتقال برش در عضو بتنی توسط ترکیبی از مکانیزمهای زیر صورت میگیرد:
1- مقاومت برشی بتن در قسمت ترک نخورده
2- نیروی ناشی از درگیر بودن درشت دانه در محل ترک [15]
علیلو و افشین نیز در تحقیقات خود به این نتیجه دست یافتند که خصوصیات برشی بتن نسبت به تغییرات درشتدانه حساسیت بیشتری دارد [11].
با توجه به نمودارهای فوق ملاحظه میگردد که نمودار در مورد RPC به صورت سهموی بوده و برای حصول بیشینه مقاومت برشی باید از مقادیر بهینهی خمیر و سنگدانه استفاده کرد. در بتن پودری واکنشپذیر بر خلاف بتن معمولی، به علت مستحکم بودن خمیر و معادل بودن تقریبی مشخصات مکانیکی خمیر و دانههای سنگی، علاوه بر عامل مقاومت، عامل سطح چسبندگی و یا به عبارت دیگر انتقال تنش مابین دانههای سنگی وخمیر مواد سیمانی نیز دخیل میباشد. با افزایش میزان سنگدانهها در این بتن، سطح مخصوص سنگدانهها کاهش مییابد و در نتیجه مقاومت عمومی بتن از جمله مقاومت برشی آن دچار کاهش میشود. از طرفی، کاهش سنگدانه اثر قفل و بست بین دانهها را کاهش میدهد و سبب کاهش مقاومت برشی میشود. علت پایین بودن ضریب همبستگی برازش منحنی برای بتن پودری واکنش پذیر در نمودار شکلهای (9) و (10)، نیز به این موضوع بر میگردد. لذا هر دو عامل سنگدانه و مواد سیمانی در مقاومت برشی RPC تاثیر گذار بوده و در مقادیر بهینه هر دو عامل، بیشینه مقاومت برشی حاصل میشود. مقدار بهینه سنگدانه برای مقاومت برشی در طرح اختلاط RPC که متشکل از ماسه سیلیسی و پودر سیلیس میباشد با توجه به نمودار شکل (14) نزدیک به 1050 کیلوگرم در هر متر مکعب و مقدار بهینه مقدار خمیر مواد سیمانی که متشکل از سیمان، میکروسیلیس، آب و فوق روانکننده است نزدیک به 1250 کیلوگرم در هر متر مکعب میباشد.
ریز دانه بودن مصالح RPC باعث کاهش مقاومت برشی میگردد اماتقویت خمیر سیمان توسط میکروسیلیس و عملآوری حرارتی این نقصان را تا حدودی جبران میکند و سبب بهبود رفتار برشی آن نسبت به بتن معمولی میشود ولکن اختلاف چشمگیری در مقدار نسبت مقاومت برشی به مقاومت فشاری رخ نمیدهد.
5- نتیجهگیری
1-در بتنهای معمولی با افزایش مقدار سنگدانهها مقاومت برشی بتن افزایش مییابد ولی در بتن پودری واکنشپذیر برای مقدار سنگدانهها مقدار بهینهای وجود دارد که با افزایش مقدار سنگدانهها از آن میزان مقاومت برشی کاهش مییابد.
2- نتایج به دست آمده از روش ابداعی افشین- علیلو بسیار نزدیک به نتایج به دست آمده از روشJSCE G553 میباشد .
3- رابطه پیشنهادی بین مقاومت برشی و مقاومت فشاری بر حسب مگاپاسگال مطابق روابط زیر میباشد:
(1) : برای بتن معمولی: 05/1 V =
(2) : برای بتن پودری واکنشپذیر: 8/0 ( ) 26/0 =V
)