مطالعه آزمایشگاهی رفتار ستون های فولادی پر شده با بتن حاوی براده های آهن

براده آهن از جمله ضایعات صنعتی می باشد که اثرات مضر بر محیط زیست دارد. به منظور کاهش اثرات منفی این ضایعات، می توان از آنها در ساخت بتن حاوی براده آهن به عنوان جایگزین بخشی یا تمام ماسه استفاده نمود. در این پژوهش عملکرد فشاری ستون های فولادی پرشده با بتن (CFST) با مقطع دایره ای، مورد بررسی قرار گرفته است. بتن مورد استفاده در داخل ستون ها، حاوی براده آهن به مقدار ۰، ۱۰، ۲۰ و ۳۰ درصد وزنی ماسه با دو نسبت مختلف آب به سیمان، در نظر گرفته شده است. نمونه های ستون CFST پس از ساخت و عمل آوری ۲۸ روزه، تحت اثر بار محوری فشاری قرار گرفته و نتایج به صورت منحنی های بار-تغییرمکان و ظرفیت باربری نمونه ها بدست آمده اند. پارامترهای مورد مطالعه در این تحقیق نسبت قطر به ضخامت فولاد محصور کننده، نسبت آب به سیمان (طرح اختلاط) و درصدهای مختلف براده آهن جایگزین ماسه می باشد که تاثیر هر کدام بر مقاومت فشاری نمونه های CFST بررسی شده است. به منظور برآورد مقاومت فشاری بتن، نمونه های مکعبی بتن نیز تهیه شده و آزمایش مقاومت فشاری ۲۸ روزه انجام شده است. نتایج به صورت مقاومت فشاری نمونه های مکعبی بتن و منحنی های تنش-کرنش بتن، استخراج شده و تاثیر نسبت آب به سیمان (طرح اختلاط) و درصد براده آهن بر مقاومت فشاری نمونه های مکعبی بتن و همچنین کارایی آن، مورد مطالعه قرار گرفته است. نتایج بدست آمده نشان می دهد که افزودن براده آهن به مقدار ۲۰ درصد وزنی ماسه، مقاومت فشاری بتن و ستون های CFST را تا حد قابل قبولی افزایش می دهد. این مسئله همچنین افزایش سختی اولیه نمونه ها را در پی دارد. افزایش مقدار براده آهن از مقدار ۲۰ درصد به ۳۰ درصد وزنی ماسه، باعث کاهش مقاومت فشاری نمونه ها می شود، که بر این اساس می توان نتیجه گرفت درصد بهینه برای مقدار براده آهن، ۲۰ درصد می باشد.

کلیدواژه ها:

مطالعه آزمایشگاهی ، مقاومت فشاری محوری ، ستون CFST ، براده های آهن ، نسبت قطر به ضخامت