مطالعه عددی خصوصیات سازه ای و مکانیک شکست تیرهای بتنی ژئوپلیمر تحت بارگذاری خمش سه نقطه ای

حوزه مکانیک شکست به طور گسترده ای به عنوان یک روش موثر برای تجزیه و تحلیل پایداری ترک ها و ارزیابی ایمنی سازه های بتنی در نظر گرفته می شود. در این تحقیق مطالعه ای جامع و تحلیلی بر روی خصوصیات مکانیکی و رفتار شکست تیرهای بتنی ژئوپلیمر خودتراکم (SCGC) تحت بارگذاری های خمش سه نقطه ای انجام گردید سپس با استفاده از خروجی های حاصل از تحلیل المان محدود با استفاده از نرم افزار المان محدود Abaqus به بررسی نتایج حاصله پرداخته شد. اثر هر کدام از پارامترهای مکانیک شکست از قبیل انرژی شکست و طول مشخصه به همراه منحنی های بار جابجایی مورد ارزیابی قرار گرفت. چندین رابطه پیش بینی نیز توسعه داده شد که ویژگی های شکست را با پارامترهای مکانیکی اجزای بتنی مرتبط نمود. با توجه به نتایج تحلیل عددی طول مشخصه (Len) با افزایش نسبت آب به سیمان از ۰/۳ به ۰/۵ حدود ۱۵، ۲۳ و ۳۳ درصد برای ۳ ترکیب متفاوت پوزولان افزایش می یابد بنابراین سرعت افزایش در مدل هایی با محتوای پوزولانی بالاتر بیشتر است. علاوه بر این انرژی شکست (GF) با افزایش نسبت آب به سیمان از ۰/۳ به ۰/۵ حدود ۱۷، ۲۷ و ۳۶ درصد برای ۳ ترکیب متفاوت پوزولان کاهش می یابد. علت این موضوع آن است که با افزایش نسبت آب به سیمان، مقاومت چسبندگی بتن کاهش می یابد. این کاهش در مقاومت چسبندگی منجر به شروع و گسترش آسان تر ترک خوردگی در بتن گردیده و در نتیجه انرژی شکست آن را کاهش می دهد.

Keywords:

انرژی , شکست , طول مشخصه , بتن ژئوپلیمر خودتراکم , بارگذاری خمش سه نقطه ای , نرم افزار Abaqus