BEHAVIOR OF SEMI LIGHTWEIGHT REINFORCED CONCRETE BEAMS UNDER THE INFLUENCE OF FLEXURAL LOADS | ||
| Journal of Al-Azhar University Engineering Sector | ||
| Volume 19, Issue 70, January 2024, Pages 237-250 PDF (1.18 M) | ||
| Document Type: Original Article | ||
| DOI: 10.21608/auej.2023.244033.1452 | ||
| Authors | ||
| Mahmoud A. Abdelhameed* 1; Adel Amer Amer2; Ahmed Abdel Hafiz3 | ||
| 1Civil Engineering Department, Cairo Higher Institute for Engineering, Cairo, Egypt | ||
| 2Civil Engineering Department, Faculty of Engineering, Al-Azhar University, Cairo, Egypt. | ||
| 3Civil Engineering Department, Faculty of Engineering, Al-Azhar University .Cairo, Egypt. | ||
| Abstract | ||
| The presented study involves an experimental investigation into the influence of semi-lightweight concrete on the structural response of reinforced concrete beams. In this research, six beam specimens with specific dimensions of 100x200x1800 mm were subjected to testing. The research involves the creation of lightweight concrete, achieved by replacing a portion of the conventional fine and coarse aggregates in the concrete mixture with polystyrene foam granules. To enhance the concrete's strength, properties, and workability, a superplasticizer and silica fume additives were incorporated. The experimental program made trial mixtures with different proportions of replacing a mixture of aggregates with polystyrene foam granules, and then lightweight concrete was obtained with a strength of 22.5Mpa and density of 1750 kg per cubic meter by replacing 40% of the mixed aggregate by weight with polystyrene foam granules by volume. Then, six semi-lightweight concrete beams were cast with different reinforcing models. The beams were studied and examined during casting, treatment, and testing in terms of bending, flexural, and strain of the lower reinforcing steel and compression zone concrete, determining the deflection, modulus of elasticity, effective moment of inertia, crack pattern, and knowledge of Type of failure for each beam to compare it with the different codes for designing concrete structures. Through this study, it was found that The values of failure moments for lightweight reinforced concrete (LWRC) obtained from test results are lower than theoretical calculations of moments for normal concrete (fcu = 22.5 MPa) by a rate ranging between 10 to 25 %. البحث المقدم يدرس بشكل عملي تأثير الخرسانه الخفيفه الوزن على سلوك الانحناء للكمرات الخرسانيه المسلحه. في هذا البحث تم اختبار ٦ كمرات بأبعاد ١٠٠×٢٠٠ و طولها ١٨٠٠ مم. في هذه الدراسه تم انتاج خرسانه خفيفة الوزن باستبدال خليط من الركام الناعم و الخشن بحبيبات البوليسترين فوم , تم اضافة ملدنات فائقه للخلطه و سيليكا فيوم لتحسين المقاومه, الخواص و قابلية التشغيل. قام البرنامج العملي بعمل خلطات تجريبيه باختلاف نسب استبدال خليط من الركام بحبيبات البوليسترين فوم و من ثم تم الحصول على خرسانه خفيفة الوزن مقاومتها 22.5 ميجاباسكال و كثافتها ١٧٥٠ كجم لكل متر مكعب باستبدال ٤٠٪ من الركام الخليط بالوزن بحبيبات البوليسترين فوم بالحجم. ثم تم صب ست كمرات خرسانيه خفيفة الوزن بنماذج تسليح مختلفه و تم دراسة و فحص الكمرات اثناء الصب و المعالجه والاختبار من حيث الانحناء و انفعال حديد التسليح السفلي و انفعال الخرسانه في منطقة الضغط و تحديد الهبوط و معامل المرونه و عزم القصور الذاتي الفعال و نمط الشروخ و معرفة نوع الانهيار لكل كمره لمقارنتها بالكود المصري و الأمريكي لتصميم المنشآت الخرسانيه. ومن خلال ما قمت بدراسته تبين أن قيم عزم الإنهيار للخرسانة المسلحة خفيفة الوزن المتحصل عليها من نتائج الاختبار أقل من الحسابات النظرية للخرسانة العادية (fcu = 22.5 MPa) بنسبة تتراوح بين ١٠٪ إلى ٢٥٪ بينما تقل عن حسابات الخرسانة العادية (fcu = 40.0 MPa) بنسبة تتراوح من ٢٠٪ إلى ۳٥٪. ومن اختبار الضغط للأسطوانات تبين أن معامل المرونة للخرسانة شبه خفيفة الوزن باستخدام حبيبات رغوة البوليسترين كان أقل من حسابات الكود المصري لمعامل المرونة للخرسانة العادية بنسبة ١٠%. بخلاف ذلك، كانت أعلى بنسبة ١٠% من حسابات الكود الأمريكي. | ||
| Keywords | ||
| Lightweight concrete; polystyrene foam particles; flexural loads; stress-strain curve; deflection | ||
|
Statistics Article View: 134 PDF Download: 162 |
||
