21834

21834

تأثير استفاده از چسب پايه اپوكسي و پودر چسباننده پايه سلولز بر مقاومت چسبندگي بتن تازه و سخت شده در ترميم سازه‌هاي بتني

كارشناسي ارشد

سازه

1396

1398/11/19

دكتر اصغر حبيب نزاد كورايم

عمران

امروزه تراشيدن بتن آسيب ‌ديده و افزودن يك لايه بتن جديد به بتن قديمي، يكي از راهكارهاي ترميم اعضاي بتني آسيب ديده و نيز افزايش ظرفيت باربري اعضاي بتني موجود مي‌باشد. چسبندگي مناسب بتن تازه به بتن قديمي، يكي از مهم‌ترين پارامترها در اين روش ترميم مي‌باشد. لذا در اين تحقيق تأثير عوامل تأثيرگذار بر چسبندگي از جمله زبري بتن قديمي، مشخصات مكانيكي بتن تازه و نيز استفاده از مواد چسباننده اپوكسي رزين و هيدروكسي اتيل متيل سلولز بررسي شده است. همچنين تأثير ضخامت چسب اپوكسي بر مقاومت چسبندگي بين لايه‌اي نيز در شبيه‌سازي منظور شده است. حالت هاي مختلف زبري سطح بتن قديمي از جمله سطح بدون زبري، سطح فرچه سيمي شده و سطح چيپينگ شده (دريل بتن كن) مورد ارزيابي قرار گرفت. هم‌چنين از دو نوع بتن با رده مقاومتي 40 و 70 مگاپاسكال براي ارزيابي تأثير مشخصات مكانيكي بتن بر چسبندگي استفاده شد. ابتدا پارامترهاي زبري بتن قديمي و مشخصات مكانيكي بتن تازه ارزيابي شد و سپس طرح حائز بيشترين مقاومت چسبندگي به عنوان طرح بهينه براي آزمايش‌هاي مراحل بعدي استفاده گرديد. پس از انتخاب طرح بهينه، چسب اپوكسي و ملات حاوي پودر پايه سلولز بر نمونه‌هاي بهينه اعمال شده و تأثير مواد چسبنده بين لايه‌اي از طريق بررسي مقاومت برشي و كششي نمونه‌هاي ساخته شده انجام گرديد. براي هركدام از روش‌هاي ذكر شده، چهار نمونه براي آزمايش‌هاي برش دوصفحه‌اي و كشش برزيلي به منظور به دست آوردن مقاومت چسبندگي انجام شد. بر پايه نتايج آزمايشگاهي به دست آمده و توسعه نتايج با استفاده از شبيه‌سازي صورت گرفته نتايج حاكي از آن است كه با افزايش مقاومت فشاري بتن تازه و زبري بتن، مقاومت چسبندگي افزايش پيدا مي‌كند. هم‌چنين اضافه كردن چسب اپوكسي رزين به نمونه بهينه، باعث افزايش چشمگيري در مقاومت چسبندگي شده است. مقاومت چسبندگي برشي و كششي اين نمونه‌ها نسبت به طرح بهينه، افزايش 230 و 300 درصدي به همراه داشت. اضافه كردن ملات حاوي پودر پايه سلولز، باعث كاهش اندك مقاومت چسبندگي طرح بهينه شد. كاهش مقاومت برشي و كششي اين نمونه‌ها نيز نسبت به طرح بهينه، 9/5 و 3/1 درصد بود. نتايج شبيه‌سازي صورت گرفته تحت برش دو صفحه‌اي و كشش برزيلي، حاكي از آن است كه با افزايش ضخامت چسب اپوكسي رزين، تنش برشي و كششي بين لايه‌اي كاهش مي‌يابد. به عنوان مثال افزايش ضخامت از 0/5 به 1 ميلي‌متر، موجب كاهش 15/5و 7/1 درصدي تنش‌هاي برشي و كششي بين لايه‌اي گرديد.

1399/01/08

The effect of using epoxy-based bonding agent and cellulose-based powder adhesive on bond strength between concrete overlay and hardened concrete in concrete structure repairs

1/1/1900 12:00:00 AM

Nowadays, scraping damaged concrete and adding a new layer of concrete to old concrete is one of the ways to repair damaged concrete and to increase the load bearing capacity of existing concrete members. Proper adhesion of concrete overlay to old concrete is one of the most important parameters in this repair method. Therefore, in this study, the influence of factors on adhesion including old concrete roughness, mechanical properties of new concrete overlay as well as the use of epoxy resin and hydroxyethyl methyl cellulose as bonding agents were investigated. The effect of epoxy adhesive thickness on the interlayer adhesion strength is also considered in the simulation. Different roughness modes of the old concrete surface were evaluated, including surface left as cast, wire brushed surface and chipping surface (chipping hammer). Two types of concrete with 40 and 70 MPa compression strength were also used to evaluate the effect of mechanical properties of new concrete on adhesion. First, the roughness parameters of the old concrete and the mechanical properties of the new concrete were evaluated and then the highest adhesion strength was used as the optimal design for subsequent experiments. After selecting the optimum design, epoxy adhesive and mortar containing cellulose based powder were applied on the optimum specimens and the effect of interlayer bonding agents was investigated by studying the shear and tensile strength of the fabricated specimens. For each of the mentioned methods, four bi-surface shear and Brazilian tensile tests were performed to obtain adhesion strength. Based on the experimental and simulation data, the results show that with increasing compression strength of new concrete and concrete roughness, adhesion strength increases. The addition of epoxy resin adhesive to the optimum sample also significantly increases the adhesion strength. The shear and tensile adhesion strength of these specimens increased by 230 and 300%, respectively. Adding mortar containing cellulose based powder slightly reduced the adhesion strength of the optimum design. The reduction of shear and tensile strength of these specimens was 9.5 and 3.1%, respectively. The simulation results of bi-surface shear and Brazilian tensile tests, show that as the thickness of the epoxy resin adhesive increases, shear and tensile stresses decrease. For example, increasing the thickness from 0.5 to 1 mm resulted in a decrease of 15.5 and 7.1% for interlayer shear and tensile stresses, respectively.