اسم الباحث:عمار رياض طواشي

اسم المشرف :الدكتور المهندس سليمان العامودي

العنوان :” الأداء الإنشائي للجوائز البيتونية المسلحة المصنوعة من البيتون ذاتي التوضع (SCC) والمعرضة للحريق (لهب النار) “

العنوان باللغة الإنكليزية :“Structural Performance of Self-Compacting Reinforced Concrete Beams (SCC) Subjected to Fire Flame”

العام :2023

القسم :الهندسة الإنشائية

الملخص:يعدُّ البيتون ذاتي االتوضع (SCC) من أهم التطورات التكنولوجية في مجال مواد البناء، وقد زاد استخدامه بشكل كبير في صناعة البناء في السنوات الأخيرة نظراً لخصائصه العالية في قابلية التشغيل. فقد تم الحصول على بيتون ذاتي التوضع والرص SCC محلي الصنع، يوصف بأنه بيتون حديث ذو قابيلة تشغيل عالية، تمكنه من المرور والانسياب من خلال العناصر الانشائية وضمن فولاذ التسليح الكثيف تحت تأثير وزنه الذاتي فقط، حيث تم انتاجه واختباره تجريبياً في مخبر البيتون المسلح باستخدام مواد البناء المحلية في تركيبه. وحيث أظهرت الخلطات البيتونية عدم حدوث انفصال او تجمع للخليط البيتوني، مما يمكننا ذلك من استخدامه في اعمال التشييد، الترميم والتدعيم الانشائي وبأقل تكاليف للانتاج.لقد تم انتاج ثلاث خلطات بيتونية باستخدام ثلاثة عيارات للاسمنت (550,500,450-475 kg/m³)  وباستخدام ثلاثة انواع من المضافات الكيميائية  والتي تم ترميزها كالتالي (3500, NN,S) وباستخدام نسبتين للملدن (2%,2.5%) من وزن الاسمنت، تم التحقق منها بإجراء تجارب الخواص الطرية للمزيج البيتوني وتحديد المقاومة الاسطوانية على عمر 28 يوماً، وقياس مخطط اجهاد-تشوه (σ,ξ) للعينات المختبرة. فمن خلال النتائج تبين أن المزيج البيتوني ذاتي التوضع ذو عيار اسمنت (550kg/m3)، باستخدام المضاف الكيميائي (3500) و عند نسبة (2%) من وزن الاسمنت، أعطى أفضل نتائج قابلية تشغيل عند نسبة ماء/اسمنت مقدارها (W/C=0.39)، و الحصول مقاومة بيتونية عالية نسبياً تصل حتى (37.6 Map). كما تم إيجاد صيغة رياضية تمكننا من توصيف سلوك اجهاد-تشوه (σ,ε) العينات التجريبية.وفي هذا العمل تم إنتاج الجوائز المصنوعة من (RC) و (SCC) في المختبر وتعرضت للحريق الخارجي في أوقات مرجعية مختلفة (30/60/90/120) دقيقة بطريقتين تبريد (ذاتي ، ماء) لإنهاء تجربة الحريق. لذلك تم استخدام نموذج تطبيق لهب خاص تم تصنيعه لمثل تلك التجارب. تم اختيار وتقييم ثلاث مراحل تفاعل (تقدم النقل الحراري ، التشظي ، البنية المجهرية للسطح). أظهرت النتائج أن تلف العنصر المحمل مثير للاهتمام ويتوافق مع خصائص الشقوق المتكونة في المقطع البيتوني في منطقة الانعطاف، والتي تم توثيقها فوتوغرافياً. يعطي معدل الانتقال الحراري قيم كبيرة خلال (5-20) دقيقة في مرحلة التسخين تتراوح (10-30٪) على ارتفاع الجائز، حيث يكون المنحنى أقرب إلى الخط. كما تم اشتقاق معادلة رياضية تمكننا من إيجاد معدل الانتقال الحراري ودرجة الحرارة عند أي زمن يتعرض فيه العنصر للحريق.تعرضت الجوائز لاحقاً لقوة خارجية، حيث تم قياس القوة-الانتقال (P,∆) و القوة-تشوه (P,ξ) ثم مقارنتها مع المنحنيات المرجعية. وقد أظهرت النتائج زيادة في قيم الانتقال إلى 12.90٪ وانخفاض السعة القصوى إلى 20.50٪ لمدة 120 دقيقة حريق في حالة التبريد المفاجئ للعينة. ووجد بأن الكود القياسي الأوروبي أعطى تناقضاً للتنبؤ بقدرة تحمل الانعطاف لفترات تعرض للنار (30،60) دقيقة. بينما على مدة (90،120) دقيقة أعطت نتائج مرضية لقدرة تحمل الانعطاف وقريبة من النتائج التجريبية.تم إيجاد قيم معامل تصحيح للعزوم والسهوم ، و من ثم المعالجة التحليلية لتلك المعاملات لإقتراح علاقات رياضية تمكننا من إجراء الحساب الرياضي المباشر لأثر الحريق وإدخالها في معادلات التصميم الهندسي. والتحقق من أثر الحريق تجريبياً على البيتون ونظرياً على فولاذ التسليح  ودراسة أداء الجوائز بيانياً باستخدام منحنيات العزم-التقوس (M-Ø) المخبري والنظري حيث تبين تطابق يزيد عن 90% في كل مراحل المنحني.وأخيراً تم إجراء دراسة تحليلية حرارية للمقطع البيتوني، وبتنفيذ برنامج حاسوبي باستخدام Excel يمكن حساب قيم التشوهات والإجهادات الحاصلة في البيتون والفولاذ تحت تأثير درجة الحرارة والحمل الخارجي وتحديد قدرة تحمل المقطع وقياس السلوك باستخدام منحنيات العزم-التقوس (M-Ø) حيث التطابق حقق 88% في جميع الحالات وعند كل مراحل المنحني.

الكلمات المفتاحية:(البيتون ذاتي التوضع SCC، الملدنات، اجهاد-تشوه، قابلية التشغيل، المضافات، الجائز، سيناريو الحريق، المنحنيات، معدل الانتقال الحراري، لهب النار، كارثة الحريق، قدرة تحمل الإنعطاف)

تحميل البحث: