محاسبه آماری مقاومت متوسط لازم طرح اختلاط و ضرائب اطمینان بتن‌‌های ویژه شاتکریت، الیافی ، و ژئوپلیمری و مقایسه با بتن معمولی کارگاهی

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

دانشگاه سمنان

چکیده

امروزه بررسی شرائط پذیرش بتن های جدید، فواصل اطمینان و ضوابط طرح اختلاط با روش های آماری ضروری است. در این مقاله اطلاعات میدانی و نتایج تحقیقات گذشته بتن های معمولی و ویژه با کمک نرم‌ افزارهای آماری و استفاده از فرمول‌های ضرائب و فواصل اطمینان آئین‌نامه ‌ها و مقاومت فشاری متوسط لازم مورد تجزیه و تحلیل قرار گرفتند و ضریب اطمینان جزئی، فاصله اطمینان و مقاومت فشاری متوسط لازم برای هر بتن بصورت مجزا محاسبه‌ گردید. نتایج تحلیل‌های آماری نشان داد که میزان انحراف و ضریب پراکندگی بتن‌های ساخته شده معمولی در شرکت‌های تولید کننده بتن آماده در بازه‌ی زمانی مرداد و شهریور کمتر از بازه‌ی مشابه اردیبهشت و خردادماه به دلیل دقت بیشتر درکارگاه‌ها و جلب رضایت مشتری بود. ضریب تنوع و ضریب اطمینان جزئی بتن شاتکریت تا 4 برابر و 40 % بتن متناظر معمولی بود که نشان از کیفیت پائین آن است. استفاده همزمان میکروسیلیس و الیافPPS باعث بهبود ضریب اطمینان‌ جزئی، فاصله اطمینان و مقاومت فشاری متوسط لازم بتن شد که نشان از کیفیت بیشتر مطابق معیارهای استاندارد موسسه بتن آمریکا است. استفاده از الیاف باعث افزایش انحراف معیار و ضریب تنوع در بتن های الیافی شد و در نهایت باعث کاهش ضریب اطمینان بتن گردید. ولی انحراف معیار و ضریب تنوع ژئوپلیمرهای معمولی نسبت به نمونه الیافی تا 2 برابر افزایش و ضریب اطمینان جزئی هم تا 15 درصد کاهش داشت که نشان از کیفیت بیشتر ژئوپلیمر الیافی نسبت به نمونه معمولی مطابق معیارهای استاندارد بود.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

Statistical calculation of average strength for mix design and coefficient of confidence of special concretes; shotcrete, Geopolymer, FRC and conventional in-place concrete

نویسندگان [English]

  • mohammad kazem sharbatdar
  • Esfandiar Naderi
چکیده [English]

Considering the positive attitude of special concrete, the main focus should be on statistical relationships such as acceptance control and regulations. The purpose of this paper was to statistical analysis of the special concretes, the information from previous researches, and the statistical information was collected. The collected information and results were analyzed with the software SPSS and Minitab and the histogram curves were drawn and their standard deviation were calculated. And using the formulas of the coefficients and intervals of reliability and the average compressive strength obtained from the available research and 95 and 90% confidence intervals, these results have been analyzed and compared with the proposed formulas of the design codes. The results of the analyzes showed that the use of fibers can not have a positive effect on the compressive strength of concrete, but the standard deviation and the coefficient of variation were increased and the concrete's reliability were reduced. In the case of geopolymer concrete, it can be seen that the standard deviation and the coefficient of variation were improved. Statistical analysis of the results of compressive strength of samples manufactured in ready-made concrete companies that received quality control labs showed that the deviation standard and coefficient of variation the concretes made in August and September were less than the corresponding interval from May to June, the reason for this was the increased use of concrete precision manufacturing workshops and more customer focus in the summer as well as the quality of testing.

کلیدواژه‌ها [English]

  • "Special Concrete"
  • "Statistical Topics"
  • "Coefficient OF confidence"
  • "Compressive Strength"
  • "Standard Deviation"
[1] Shetty, M.S., (2019). Concrete Technology, Google Books.
 [2] عبدالوهاب، وحید (1395). انواع بتن ویژه و کاربرد آن،  انتشارات کتابراه.
[3] روش ملی طرح مخلوط بتن (1386) ، مرکز تحقیقات ساختمان و مسکن .
[4] رمضانیان‌ پور، علی اکبر (1388).  بتن نوین، دانشگاه صنعتی امیرکبیر.
[5] Skrzypczak, I., Słowik, M. Buda-Ożóg, L. (2019), The Application of Reliability Analysis in Engineering Practice – Reinforced Concrete Foundation, Procedia Engineering 193:144-151.
[6] ضرغامی، مهدی (1391). آﻣﺎر و اﺣﺘﻤﺎل ﺑﺮای ﻣﻬﻨﺪﺳﻲ ﻋﻤﺮان، دانشکده مهندسی عمران، اﻧﺘﺸﺎرات داﻧﺸﮕﺎه ﺗﻬﺮان.
[7] کی نیا، امیر مسعود (1387). آنالیز و طراحی سازه‌های بتن آرمه، انتشارات جهاد دانشگاهی دانشگاه صنعتی اصفهان، چاپ هفدهم.
[8] مبحث نهم طرح و اجرای ساختمان‌های بتن آرمه (139۹). مقررات ملی ساختمان ایران، وزارت مسکن و شهرسازی، تهران.
[9] Steenbergen, R.D.J.M., van Gelder, P.H.A.J.M., (2014). Safety, Reliability and Risk Management, Taylor and Francis Group, London.
[10] ACI 318, 2012. Reliability-based Calibration of Design Code for Concrete Structures.
[11] ASTM C31. (2003). Standard Practice for Making and Curing Concrete Test Specimens in the Field, American Society for Testing and Materials.
[12] ASTM C39. (2003). Standard Practice for Compressive Strength of Cylindrical Concrete Specimens, American Society for Testing and Materials.
[13] Day, Ken W. (2005). Concrete mix design, quality control and specification, Second edition. UK, E and FN Spon.
[14] Montgomery, D.C. (2012). Design and analysis of experiments. 5th ed. Publisher: Wiley.
[15] ACI 214, (2010). Evaluation of Strength Test Results of Concrete.
[16] Day, Ken W. (2006). Concrete mix design, quality control and specification, Third edition. Oxon, Taylor and Francis.
[17] Gu, X. Jin, X. Zhou, Y. (2016). Basic Principles of Concrete Structures. Springer.
[18] ASTM C 1074, (2004). Standard Practice for Estimating Concrete Strength by the Maturity Method, American Society for Testing and Materials.
[19] Kosmatka, S.H. Kerkhoff, B. Panarese, W.C. (2003). Design and control of concrete mixtures, 14th Ed., USA, Portland Cement Association.
[20] Vandegrift, D., Schindler, K.A. (2005). The Effect of Test Cylinder Size on the Compressive Strength of Sulfur Capped Concrete Specimens, Highway Research Center and Department of Civil Engineering at Auburn University.
[21] Mogahzy, Y. E. (2001). Statistics and Quality Control for Engineers and Manufacturers. Auburn University.
[22] Domagała, L., (2020), Size Effect in Compressive Strength Tests of Cored Specimens of Lightweight Aggregate Concrete,  Materials 2020, 13(5), 1187.
[23] ACI 214, (2010). Evaluation of Strength Test Results of Concrete, Manual of Concrete Practice
[24] Cevik, A. (2011). Modeling Strength Enhancement of FRP Confined Concrete Cylinders Using Soft Computing, Expert Systems with Applications, 38(5), 5662-5673 p.
[2۵] استاندارد ملی ایران، 6044، (1381)، بتن آماده-ویژگی‌ها، مؤسسه استاندارد و تحقیقات صنعتی ایران، تهران.
[26] Brunarski, L., Dohojda, M. (2015). Diagnostics of concrete strength in structures, ITB, Warsaw, 64(4), 687-695 p.
[27] ASTM C94. (2010). Standard specification for ready-mixed concrete, Annual Book of ASTM Standards, Vol 04.02., Philadelphia.
[28] BS-EN 206. (2000). Concrete. Specification, performance, production and conformity, European Committee for Standardization.
[29] Badr, A. (2016). Statistical Analysis of the Variability in Shotcrete Strength, Global Journal of Research in Engineering, 16(4), 13-23 p.
[30] Kepniak, M., Woyciechowski, P. (2016). The Statistical Analysis of Relation between Compressive and Tensile, Flexural Strength of High Performance Concrete, Archives of Civil Engineering, 62(4), 95-108 p.
[31] EN 1992-1-1. (2004). EUROCODE 2: Design of concrete structures. Part 1: General rules and rules for buildings, European Committee for Standardization.
[32] Mutiu, A.A., Samson, O.O., Oladipupo, S.O., Fatima, Z.M. (2017). Investigating the relationship between tensile pulling and compression of self compacting concrete, Department of Civil Engineering, Faculty of Engineering, Kwara State University, Journal of King Saud University.
[33] Akkurt, I., Altindag, R., Basyigit, C., Kilincarslan, S. (2008). The effect of barite rate on the physical and mechanical properties of concretes under F–T cycle, Materials and Design, 29(9), 1793–1795 p.
[34] Yanxia Ye, Jilei Liu, Zhiyin Zhang, Zongbin Wang, Qiongwu Peng, (2020), "Experimental Study of High-Strength Steel Fiber Lightweight Aggregate Concrete on Mechanical Properties and Toughness Index", Advances in Materials Science and Engineering, vol. 2020, Article ID 5915034, 10 pages, 2020.
[35] Babar Ali, Liaqat Ali Qureshi, Sibghat Ullah Khan, (2020), Flexural behavior of glass fiber-reinforced recycled aggregate concrete and its impact on the cost and carbon footprint of concrete pavement, Construction and Building Materials, 10.1016/j.conbuildmat.2020.120820, 262, (120820).
 [3۶] دالوند، احمد.(1393). بررسی آزمایشگاهی و تحلیلی خصوصیات مکانیکی و سازه‌ای بتن‌های کامپوزیتی سیمانی حاوی پودرهای سیلیس، پایان‌نامه دکترای تخصصی، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه سمنان.
[37] Nikoui, A., Dalvand, A., Sharbatdar, M.K., Kheyroddin, A., (2014). Assessment of statistical variations in experimental impact resistance and mechanical properties of silica fume concrete, Faculty of Civil Engineering, Semnan University, Semnan, 21(5), 1577-1590 p.
[38] Nikoui, A., Dalvand, A., Sharbatdar, M.K., Kheyroddin, A., (2015). Experimental and statistical investigation on mechanical propepties and impact resistance of synthetic fibwr riber reinforced concrete, Transactions of Civil Engineering, Printed in the Islamic Republic of Iran, 39(2), 449-468 p.
 [۳۹] دالوند، محمد حسین. (1397). بررسی آزمایشگاهی و آماری خصوصیات مکانیکی و مقاومتی بتن ژئوپلیمری الیافی، پایان­نامه کارشناسی ارشد، دانشکده مهندسی عمران، دانشگاه سمنان.