This paper presents statistical models developed to study the influence of key mix design parameters on the properties of lightweight self-consolidating concrete (LWSCC) with expanded shale (ESH) aggregates. Twenty LWSCC mixtures are designed and tested, where responses (properties) are evaluated to analyze influence of mix design parameters and develop the models. Such responses included slump flow diameter, V-funnel flow time, J-ring flow diameter, J-ring height difference, L-box ratio, filling capacity, sieve segregation, unit weight and compressive strength. The developed models are valid for mixes with 0.30–0.40 water-to-binder ratio, high range water reducing admixture of 0.3–1.2 % (by total content of binder) and total binder content of 410–550 kg/m3. The models are able to identify the influential mix design parameters and their interactions which can be useful to reduce the test protocol needed for proportioning of LWSCCs. Three industrial class ESH–LWSCC mixtures are developed using statistical models and their performance is validated through test results with good agreement. The developed ESH–LWSCC mixtures are able to satisfy the European EFNARC criteria for self-consolidating concrete

چکیده

 این مقاله مدل های آماری توسعه یافته را برای مطالعه تاثیر پارامترهای طراحی کلیدی بر روی خصوصیلت بتن سبک خود تراکم با دانه بندی سنگ رسی پهن، ارائه می دهد. بیست مورد بتن سبک خود تراکم ترکیبی طراحی و تست شدند، و خصوصیات آنها مورد ارزیابی قرار گرفت تا تاثیر پارامترهای ترکیبی طراحی شده آنالیز گردد و مدلها توسعه یابند. این نتایج شامل قطر جریان ریزش، زمان جریان پیدا کردن در قیف V شکل، جریانJ-ring، اختلاف ارتفاع J-ring، نسبت L-box، ظرفیت پرشدن، جداشدگی درون الک، وزن واحد و مقاومت فشاری می باشد. مدلهای توسعه یافته برای ترکیبهایی با نسبت آب به مواد چسبنده 0.3 تا 0.4، مقدار زیاد آب با مواد افزودنی کم از 0.3 تا 1.2 درصد ( از کل محتویات مواد چسبنده) و کل محتویات مواد چسبنده از 410 تا 550 kg/m3 معتبر می باشد. این مدل ها، قادرند پارامترهای طراحی مخلوط موثر و اثرات متقابل آنها را که می توانند برای کاهش پروتکل آزمون موردنیاز برای تنظیم وزن LWSCCs مفید باشند، شناسایی کنند. سه نوع طبقه بندی صنعتی از ترکیبهای  ESH-LWSCC  با استفاده از مدلهای آماری بدست آمد و کارایی آنها طی تست های به عمل آمده با نمره ی خوبی مورد تایید قرار گرفت. سه کلاس صنعتی از ترکیبات ESH-LWSCC با استفاده از مدلهای آماری به وجود آمدند و کارایی آنها از طریق تست های به عمل امده تایید گردید. ترکیبهای ESH-LWSCC توسعه یافته قادر به راضی ساختن معیارهای EFNARC اروپا برای بتن خود تراکم هستند.

1- مقدمه

بتن سبک خود تراکم (LWSCC) انتظار می رود که بتواند کارایی بالایی را با طول عمر بالا و بدون کاهش وزن فراهم آورد. موفقیت در تهیه بتن سبک خود تراکم با کیفیت بالا در نوع دانه بندی مورد استفاده نهفته است. سنگ های پولکی پهن (ESH) مواد سرامیکی هستند که از سیقل و گسترش دادن سنگ های رسی در کوره های دوار بدست می آیند.  این پروسه، دانه بندی سرامیکی با کیفیت بالا تولید می کند که غیر سمی ، جاذب ، مقاوم از هر بعد، دارای ساختاری قوی، با دوام، سازگار با محیط زیست و سبک وزن می باشد. به کار بردن دانه بندی سنگ های پولکی پهن با دیگر مواد مکمل سیمانی ( مانند خاکستر بادی و میکروسیلیس ) می تواند بتن سبک خود تراکم بسیار کارآمد و پردوامی را تولید کند. ESH و سنگ دانه های سبک دیگری از جمله: ذرات ریز رس، سنگ پا، تخته سنگ، پرلیت، خاکستر و غیره، طی دهه های گذشته با موفقیت برای تولید بتن سبک مورد استفاده قرار گرفته اندStamatakis et al. 2011Wu et al. 2009; Hwang) and Hung 2005; Hossain 2004; Fragoulis et al. 2003, 2004). استفاده از این دانه بندی ها به توسعه ای پایدار همراه با صرفه جویی در انرژی، ماکزیمم کردن راندمان سازه ای و افزایش عمر بتن سبک وزن سازه ای کمک می کند. این مزایا به LWSCC اضافه می گردند تا کمکی به توسعه پایدار و مدیریت انرژی در طراحی های محیطی گردد...