21939

21939

تحليل رفتار رشد ترك ناشي از جمع شدگي پلاستيك در رويه هاي بتني تحت شرايط محيطي

كارشناسي ارشد

راه و ترابري

98-99

1399/2/15

دكتر حسن زياري

دكتر حسن فضائلي

عمران

وجود ترك در روسازي هاي بتني محلي براي نفوذ مواد خورنده، روغن و آب به داخل روسازي بوده و باعث كاهش دوام بلند مدت و سطح سرويس دهي آن مي شود. يكي از عوامل ايجاد ترك در روسازي هاي بتن، ترك خوردگي ناشي از جمع شدگي خميري بوده كه به دليل خشك شدن سريع سطح روسازي ناشي از نرخ تبخير محيط اطراف رويه، و تشكيل فشار هاي مويينگي منفي سطحي ايجاد مي گردد. نرخ تبخير محيطي تابعي از عوامل محيطي بوده و تغيير شرايط محيطي، بر شدت ترك خوردگي تاثير مي گذارد. همجنين استفاده از الياف مصنوعي روشي جهت كنترل و كاهش اين نوع ترك خوردگي مي باشد. در اين تحقيق، با استفاده از روش ASTM C1579 به بررسي خصوصيات زماني و هندسي شامل زمان تعادل آب انداختگي و تبخير، زمان شروع ترك خوردگي، طول ترك، متوسط عرض ترك و مساحت ترك خوردگي در 27 حالت محيطي مختلف پرداخته مي شود. شرايط محيطي شامل تركيبي از سه متغير دماي محيطي، سه متغير رطوبت نسبي و سه متغير سرعت جريان باد مختلف مي باشد. از سيستم فيلم برداري پيوسته و تحليل تصاوير گرفته شده توسط ميكروسكوپ ديجيتال جهت اندازه گيري خصوصيات استفاده گرديد. همچنين اثر افزودن يك نوع الياف مصنوعي بر پايه ي پلي پروپيلن در ابعاد ميكرو و دو نوع از اين الياف در ابعاد ماكرو در دو شرايط محيطي گرم و خشك در كنترل و كاهش ترك خوردگي، بررسي گرديد. نتايج تحقيق نشان داد كه در بين خصوصيات زماني، زمان تعادل و در بين خصوصيات هندسي، مساحت ترك خوردگي، بيشترين تاثير ناشي از تغيير شرايط محيطي، را گرفته اند. همچنين مشاهده شد كه تغيير درصد رطوبت نسبي، بيشترين اثر را بر روي خصوصيات زماني و هندسي ترك خوردگي دارد. با تركيب عوامل محيطي ملايم با عوامل محيطي سخت مي توان شدت ترك خوردگي را به شدت كاهش داد. همچنين نتايج تحليل رگرسيون خطي چند متغيره بر روي مساحت ترك خوردگي نشان داد كه درصد رطوبت نسبي نقش مهمي در مساحت ترك خوردگي داشته، تاثير دماي محيط و سرعت جريان باد نزديك به هم مي باشد. الياف ميكرو پلي پروپيلن، بهترين عملكرد را در كاهش متوسط عرض ترك خوردگي را دارد. الياف ماكرو پلي پروپيلن در كاهش طول ترك خوردگي به خصوص در شرايط محيطي سخت عملكرد بهتري نسبت به الياف ميكرو پلي پروپيلن دارد. همچنين ديده شد، اثر الياف فورتا در كنترل و كاهش ترك خوردگي، به ميزان كمي بهتر از الياف بارچيپ مي باشد. اما نتايج اين دو الياف، نزديك به هم مي باشد.

1399/02/24

Analysis of the plastic shrinkage cracking behavior in concrete pavement under climate conditions

5/5/2021 12:00:00 AM

The crack in concrete pavements is a place for the penetration of corrosive substances, oil, and water into the pavement and reduces its long-term durability and level of service. One of the causes of cracks in concrete pavements is plastic shrinkage cracking, which is caused by the rapid drying of the pavement surface due to the evaporation rate of the surrounding environment, and the formation of negative surface capillary pressures. The environmental evaporation rate is a function of climate factors, and changes in environmental conditions affect the severity of cracking. Also, the use of synthetic fibers is a solution to control and reduce this type of cracking. In this study, using ASTM C1579 method, the temporal and geometric characteristics, including the time of balance of bleeding and evaporation, time of the start of cracking, crack length, mean crack width, and cracking area in 27 different climate conditions were examined. Climate conditions include a combination of three environmental temperature variables, three relative humidity variables, and three different wind flow velocities. The continuous video recording system and the analysis of images taken by the digital microscope were used to measure the characteristics. Also, the effect of adding one type of synthetic fibers based on polypropylene in micro dimensions and two types of these fibers in macro dimensions in both hot and dry climate conditions in controlling and reducing cracking was investigated. The results showed that among the temporal characteristics, balance time, and geometric characteristics, the cracking area had the most significant effect due to the change in environmental conditions. It was also observed that the change in the percentage of relative humidity has the greatest impact on the temporal and geometric characteristics of cracking. Combining mild climate factors with harsh climate factors can significantly reduce the severity of cracking. Also, the results of multivariate linear regression analysis on the crack area showed that the percentage of relative humidity played an essential role in the crack area, the effect of ambient temperature and wind speed is close to each other. Micro polypropylene fibers have the best performance in reducing the mean crack width. Macro polypropylene fibers perform better than micro propylene fibers in reducing cracking length, especially in harsh environmental conditions. It has also been shown that the effect of Forta fibers in controlling and reducing cracking is slightly better than Barchip fibers. But the results of these two fibers are close to each other.