Powiadomienia systemowe
- Sesja wygasła!
- Sesja wygasła!
- Sesja wygasła!
- Sesja wygasła!
Tytuł artykułu
Treść / Zawartość
Pełne teksty:
Identyfikatory
Warianty tytułu
Eksperymentalne i mezoskopowe badanie numeryczne sieci krystalicznej wzrostu współczynnika dyfuzyjności chlorków podczas jednoosiowego modelu obciążenia
Języki publikacji
Abstrakty
This paper presents experimental and simulation results of the change in the chloride diffusion coefficient of concrete C40 (f’c=40 MPa) during axial loading. Test Method for Electrical Indication was used to measure the chloride diffusivity of the concrete sample during the axial loading. A mesoscopic lattice model is proposed to describe the variation of chloride diffusion coefficient versus damage variable. In such a model, the domain of material is discretized randomly by using Voronoi tessellation for the transport element and Delaunay triangulation for a mechanical element. At the mesoscale, the concrete is constituted by three phases: aggregate, cement paste and ITZ, in which aggregate is assumed to be elastic while cement matrix and ITZ are represented by a damage model with softening. The experimental and numerical results show that in the first stage, without crack (s < 40%smax), the chloride diffusion coefficient remains almost constant, however in the crack initiation and propagation stage (s = 60-80%smax) chloride diffusion coefficient increases significantly. An empirical power model is also proposed to describe the increase of the chloride diffusion coefficient versus stress level and damage variable.
W artykule przedstawiono wyniki doświadczalne i symulacyjne zmiany współczynnika dyfuzji chlorków betonu C40 (f’c = 40 MPa) podczas obciążenia osiowego. Do pomiaru dyfuzyjności chlorków próbki betonu podczas obciążenia osiowego wykorzystano metodę badania wskazań elektrycznych. Zaproponowano mezoskopowy model sieci krystalicznej w celu opisania zmiany współczynnika dyfuzji chlorków w funkcji zmiennej uszkodzenia. W takim modelu domena materiału jest dyskretyzowana losowo przy użyciu teselacji Voronoia dla elementu transportowego i triangulacji Delaunaya dla elementu mechanicznego. W mezoskali beton składa się z trzech faz: kruszywa, zaczynu cementowego i ITZ, w których zakłada się, że kruszywo jest elastyczne, natomiast osnowa cementowa i ITZ są reprezentowane przez model uszkodzenia ze zmiękczeniem. Wyniki eksperymentalne i numeryczne pokazują, że w pierwszym etapie, bez pęknięcia ((σ<40%σmax), współczynnik dyfuzji chlorków pozostaje prawie stały, natomiast w fazie inicjacji i propagacji pęknięcia (σ=60-80% σmax) współczynnik dyfuzji chlorków znacznie wzrasta. Zaproponowano również empiryczny model mocy opisujący wzrost współczynnika dyfuzji chlorków w funkcji poziomu naprężenia i zmiennej uszkodzenia.
Czasopismo
Rocznik
Tom
Strony
23--30
Opis fizyczny
Bibliogr. 28 poz., tab., wykr., zdj.
Twórcy
autor
- University of Mining and Geology, Hanoi, Vietnam
autor
- University of Mining and Geology, Hanoi, Vietnam
autor
- University of Transport and Communications, Hanoi, Vietnam
autor
- University of Mining and Geology, Hanoi, Vietnam
autor
- Institute for Computational Science, Ton Duc Thang University, Ho Chi Minh City, Vietnam
- Faculty of Civil Engineering, Ton Duc Thang University, Ho Chi Minh City, Vietnam
Bibliografia
- 1. AASHTO T277-86. Rapid determination of the chloride permeability of concrete, Standard Specifications Part II, Tests. American Association of States Highway and Transportation Officials, Washington, D.C. 1990.
- 2. ASTM C1202, Standard Test Method for Electrical Indication of Concrete’s Ability to Resist Chloride Ion Penetration, 2012.
- 3. Ahmad Shamsad, Walid Al-KuttiOmar S.Baghabra Al-AmoudiOmar S.Baghabra Al-AmoudiM. Maslehuddin M. Maslehuddin. Correlations between depth of water penetration, Chloride permeability and Coefficient of Chloride diffusion in plain, Silica fume and Fly ash cement concretes. Journal of Testing and evaluation, 2004.
- 4. Banthia. N, Birpava. A, Mindess. S (2005), “Permeability of concrete under stress”, Cement and Concrete Research35, 1651-1655, 2005.
- 5. Bhargava, A. and Banthia, N. Permeability of concrete with fiber reinforcement and service life predictions. Materials and Structures, 41, p.363-372, 2008.
- 6. Djerbi, A., Bonnet, S., Khelidj, A. and Baroghel -Bouny, V. Influence of traversing crack on chloride diffusion into concrete. Cement and Concrete Research, 38, p. 877-883, 2008.
- 7. Garboczi, J. Permeability, diffusivity and microstructural parameters: a critical review. Cement and Concrete Research, Vol 20, No 4, 1990, p.590–601.
- 8. Grassl, P. A lattice approach to model flow in cracked concrete. Cement and Concrete Composites. Vol 331 2009, p. 454-460.
- 9. Grassl, P. , Davies, T. Lattice modelling of corrosion induced cracking and bond in reinforced concrete. Cement and Concrete Composites. Vol 33, 2011, p. 918-924.
- 10. Grassl, P., Fahy, C., Gallipoli, D., Wheeler, S.J. On a 2D hydro-mechanical lattice approach for modelling hydraulic fracture. Mechanics and Physics of Solids, Volume 75, 2015.
- 11. Nguyen, T.D, Pham, D.T, Vu, M.N. Thermo-mechanically-induced thermal conductivity change and its effect on the behaviour of concrete. Construction and Building Materials 198, 98-10. 2019.
- 12. Pham, D.T, Dung, N.T, Vu, M.N, Avirut Chinkulkijniwat. Mesoscale approach to numerical modelling of thermo-mechanical behaviour of concrete at high temperature. European Journal of Environmental and Civil Engineering, 2019.
- 13. Pham, D.T., Vu, M.N., Trieu, H.T, Bui, T.S, Nguyen-Thoi, T. A thermo-mechanical meso-scale lattice model to describe the transient thermal strain and to predict the attenuation of thermo-mechanical properties at elevated temperature up to 800 °C of concrete. Fire Safety Journal 114 (2020), 103011
- 14. Picandet, V. Influence d’un endommagement mécanique sur la perméabilité et sur la diffusivité hydrique des bétons. Université de Nantes. Thèse de doctorat. 2001.
- 15. Saito, M and Ishimori, H. Chloride permeability of concrete under static and repeated compressive loadings. Cem Concr Res. Vol. 25, pp. 803–808, 1995.
- 16. Samaha, H. R. and Hover, K. C. Influence of microcracking on the mass transport properties of concrete,” ACI Mater J, vol. 89, 1992, p. 416–424.
- 17. Teggur, A.D., Bonnet, S., Khelidj, A., Baroghel, B.V. Effect of uniaxial compressive loading on gas permeability and chloride diffusion coefficient of concrete and their relationship. Cement and Concrete research, , 2013, p131-139.
- 18. Tran, T.T., Ba, H.X , Thai, K.C, Vu, L.Q. Effect of Pre-compressive Stress on Chloride Permeability of Concrete for predicting the lifetime of concrete structure. Journal of Transport and Communtication Science, volume 57, 2017.
- 19. Nguyen, T.T, Tran T.T. Influence of compressive stress on the water permeabiity and chloride diffusivity of concrete. Processding of deformative solid mechanic XII, 8/2015.
- 20. Nguyen, X.T, Thai, K.C, Tran T.T. Effect of Pre-compressive Stress on Chloride Permeability of Concrete Used Anti-permeable Admixture. Journal of transport and communication, volume 1+2/2017.
- 21. Tuutti. K. Corrosion of steel in concrete. Swedish Cement and Concrete Research Institute, Ed., Stockholm. 1982.
- 22. Yang, C.C., Wang L.C “The diffusion characteristic of concrete with mineral admixtures between salt ponding test and accelerated chloride migration test” Materials Chemistry and Physics, V. 85, Issues 2-3, pp. 266-272 (2004)
- 23. Yang, T, Guan, B, Liu, G, Jia, Y. Modeling of Chloride Ion Diffusion in Concrete under Fatigue Loading. KSCE Journal of Civil Engineering volume 23, pages 287–294. 2019.
- 24. Voronoi, G. Nouvelles applications des paramètres continus à la théorie des formes quadratiques, Deuxième mémoire, Recherches sur les parallélloèdres primitifs, J. Für Reine Angew. 134, 1908, p.198-287.
- 25. Vu, M.N. Modélisation des écoulements dans des milieux poreux fracturés par la méthode des équations intégrales singulières. PhD Thesis. Ecole des Ponts ParisTech. 2012.
- 26. Vu, M.N, Pouya, A, Seyedi, D.M. Effective permeability of three-dimensional porous media containing anisotropic distributions of oriented elliptical disc-shaped fractures with uniform aperture. Advances in Water Resources ; 118, 2018, p.1-11.
- 27. Vu, M.N, Nguyen, S.T., Vu, M.H. Modeling of fluid flow through fractured porous media by a single boundary integral equation. Engineering Analysis with Boundary Elements; 59, 2015, 166-171.
- 28. Wang, J., Basheer, P.A.M, Nanukuttan, S.V, Long, A.E, Bai, Y. Influence of service loading and the resulting micro-cracks on chloride resistance of concrete. Construction and Building Materials. Vol 108, 1, 2016, p. 56-66.
Uwagi
Opracowanie rekordu ze środków MNiSW, umowa Nr 461252 w ramach programu "Społeczna odpowiedzialność nauki" - moduł: Popularyzacja nauki i promocja sportu (2020).
Typ dokumentu
Bibliografia
Identyfikator YADDA
bwmeta1.element.baztech-7e856d7c-1df5-41c4-846f-89c3a5780d6c