قابلية التحمل المتبقية لأعمدة خرسانة المساحيق الفعالة بعد تعرضها للنار
رسالة مقدمة الى كلية الهندسة كجزء من متطلبات نيل شهادة الماجستير في الهندسة المدنية / قسم المواد الأنشائية مقدمة من قبل يوسف طه مسلم فنفخ وباشراف أ.د محمد منصور كاظم . وقد حصل فيها الطالب على تقدير الامتياز. وتناولت الرسالة استحواذ التطورات الملموسة مؤخرا في التكنولوجيا على اهتمام الباحثين لدراسة الحقائق الإيجابية والسلبية للجيل الجديد من الخرسانة "خرسانة المساحيق الفعالة".حيث ركزت على سلوك اعمدة خرسانة المساحيق الفعالة (RPC) و الخرسانة الاعتيادية (NSC) المعرضة الى لهب النار الحقيقي من أربعة وجوه. كان هناك خمسة وثلاثون عمود مصغر من ال RPC و الNSC بأبعاد (100 × 100 × 900 ملم) بتسليح طولي مختلف (4?6mm وبدون تسليح) وتم اختبار احجام مختلفة من ألياف الحديد بنسبة (1.0 و 2.0?) بعد تعرضه لدرجات الحرارة تتراوح بين (25-500?C) في عمر 56 يوما تحت ضغط محوري متحد المركز حتى الفشل. تم اختيار ثلاث درجات حرارة 300 و 400 و 500 درجة مئوية حيث تم اختيارها لمدة (30 و 60 دقيقة) .تم اختبار الخواص الميكانيكية ل (RPC) و (NSC) بعد التعرض لدرجات حرارة لهب النار تتراوح بين (25-500 درجة مئوية) في أعمار مختلفة من 3 ، و 7، و 28، و 56 يوما. وقد تم قياس الخواص الميكانيكية المتبقية للعينات والقدرة على تحمل القوة، والإزاحة المحورية والجانبية في متوسطة الارتفاع، ومؤشر ليونة، ونمط التشققات، وأنواع التشضي، وطريقة فشل اعمدة ال RPC NSC, المعرضة للهب النار بمجرد الانتهاء من حرق (قبل التبريد).
وقد وجد أن الخواص الميكانيكية لعينات RPC بدأت في الانخفاض بعد التعرض لدرجات حرارة النار من 300-500?C. كانت مقاومة الانضغاط لمكعبات NSC أفضل من مكعبات RPCعند مستويات درجة الحرارة المرتفعة، في حين كان أداء قوة الشد الانقسام والانثناء لل RPCعند مستويات الحرارة المرتفعة أفضل من قوة الشد لل NSC وهذا يعود إلى فعالية الألياف الفولاذية في وضع التوتر بعد تكسير . أشارت النتائج التجريبية بوضوح إلى أن زيادة حجم جزء الألياف الفولاذية الدقيقة لأعمدة RPC من 1? إلى 2? من حيث الحجم أدى إلى زيادة التحمل النهائي بنسبة (25.65-16.42?) بالمقارنة مع العمود المسلح والغير مسلح على التوالي. كما أن أحمال الفشل النهائية لعينات عمود RPCالمقواة والتي لم تتعرض للحريق كانت أعلى من أعمدة RPC غير المقواة التي لم تتعرض للحريق بنسبة (13.8-22.8?).أشارت نتائج الاختبار إلى أن تحمل عينات ال RPC يزداد زيادة طفيفة عند درجة حرارة الحرق 300 درجة مئوية وفترة التعرض 30 دقيقة بنسبة (1.5- 3.2?)، في حين لم يكن من الممكن تصور الزيادة في سعة الحمل لأعمدة RPC غير المقواة في نفس الظروف، ولكن عند حرق درجة حرارة 300 درجة مئوية وفترة التعرض 60 دقيقة ينخفض تحمل اعمدة ال RPC بنسبة (0.6-1.5?)، ولكن مقاومة الحريق للأعمدة RPC عند حرق درجة حرارة 300?C لا يزال أفضل من أعمدة NSC، في حين أن المادة عكسيا في حرق درجة الحرارة تراوحت (400-500) ?C. وخلصت الدراسة التجريبية إلى أن التشوه المحوري لأعمدة RPC المقواة أظهر قيمة أكبر من التشوه المحوري لأعمدة المساحيق الفعالة بدون التسليح الطولي وبنفس الظروف الاخرى، بالإضافة إلى ذلك، أدت الزيادة في درجة حرارة الحريق إلى انخفاض التشوه المحوري. ويلاحظ أن جميع أعمدة NSC فشلت من خلال وضع الضغط، ظهرت الشقوق القطرية في الثلث الأوسط من الأعمدة في (80-85)? من حمل الفشل تليها سحق وتمزق من بعض الروابط. تم تطوير نموذج دقيق لأعمدة RPC و NSC للتنبؤ بالقدرة الاستيعابية للاحمال المسلطة من قبل الشبكة العصبية الاصطناعية، والتي أظهرت اتفاقا جيدا مع نتائج الاختبار التي أجريت في هذا البحث .
وفاء هاشم الحسيني