Determination of thermal parameters of hardening concrete by means of inverse problem solution

• Autorzy: Knor G. , Glinicki M. A. , Holnicki-Szulc J.
• Języki publikacji: EN PL

Abstrakty

EN

The paper presents the procedure of determining the thermophysical properties of concrete: heat of hardening, thermal conductivity and specific heat, which is based on point temperature measurements in a cylindrical mold and the numerical solution of the inverse heat transfer problem. The procedure was tested on concrete materials made with high-calcium fly ashes. The obtained results show good agreement with the real values of individual parameters and can be used to determine the temperature field in the object of any complex shape.

PL

W pracy przedstawiono procedurę wyznacza-nia właściwości termofizycznych betonów: ciepła twardnienia, współczynnika przewodnictwa cieplnego oraz ciepła właściwego, opartą na punktowych pomiarach temperatury w formie walcowej i numerycznym rozwiązaniu zagadnienia odwrotnego przepływu ciepła. Procedurę testowano na przykładach betonu z dodatkiem popiołów lotnych wapiennych. Uzyskane rezultaty wykazują dużą zgodność z rzeczywistymi wartościami poszczególnych paramet-rów i mogą być wykorzystane do wyznaczenia pola temperatury w obiektach o dowolnym kształcie.

Słowa kluczowe

EN

calcerous fly ash; inverse problem; heat equation; massive concrete; thermal gradient

PL

beton masywny; popiół lotny wapienny; problem odwrotny; rozkład temperatury; równanie przewodnictwa cieplnego

• Wydawca: Instytut Badawczy Dróg i Mostów
• Czasopismo: Roads and Bridges - Drogi i Mosty
• Rocznik: 2012
• Tom: Vol. 11, no. 4
• Strony: 281--294
• Opis fizyczny: Bibliogr. 21 poz., rys.

Twórcy

autor

Knor G.

autor

Glinicki M. A.

autor

Holnicki-Szulc J.

• Instytut Podstawowych Problemów Techniki PAN,

Bibliografia

• [1] Kiemożycki W.: Betonowe Konstrukcje Masywne: Teoria, Wymiarowanie, Realizacja. Stowarzyszenie Producentów Cementu, Kraków, 2003
• [2] Klemczak B.: Modelowanie efektów termiczno-wilgotnościowych i mechanicznych w betonowych konstrukcjach masywnych. Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice2008
• [3] Beni: D.P.: A review of early-age properties of cement-based materials. Cement and Concrete Research, 38,2008,196-204
• [4] Bentz D.P., Peltz M.A., Duran-Herrera A., Valdez P., Juarez C.: Thermal properties of high-volume fly ash mortars and concretes. Journal of Building Physics, 34, 2011,263-275
• [5] Witakowski P.: Termodynamiczna teoria dojrzewania. Zastosowanie do konstrukcji masywnych z betonu. Wydawnictwo Politechniki Krakowskiej, Kraków, 1998
• [6] Ballim Y.: A nurnerical model and associated calorimeter for predicting temperaturę profiles in mass concrete. Cement & Concrete Composites, 26, 2004, 695 - 703
• [7] Phillips S.W., Aquino W., Chirdon W.M.: Simultaneous Jnverse Identification of Transient Thermal Properties and Heat Sources Using Sparse Sensor Information. Journal of Engineering Mechanics, 133,2007, 1341 - 1351
• [8] Carslaw H.S.,Jaeger J. C.: Conduction of Heat in Solids (2nd edition). Oxford University Press, New York, 1959
• [9] Jonasson J.E., Retelius A.: Zastosowanie metody wskaźnika dojrzałości do oceny rozwoju wytrzymałości betonu na ściskanie. DROGI I MOSTY, 10,3,2011,23 - 37
• [10] RILEM TC 119-TCE: Avoidance of Thermal Cracking in Concrete at Early Ages. Materials and Structures, 30, 1997,451 -464
• [l l] Schiesser W.E., Gńffiths G. W.: A Compendium of Par-tial Differential Eąuation Models: Method of Lines Analysis with Matlab. Cambridge University Press, New York, 2009
• [12] Wang Y.X, Wen J.M.: Gear Method for Solving Differential Eąuations of Gear Systems. Journal of Physics: Conference Series, 48, 2006, 143 - 148
• [13] Yozar L.: A computer-controlled apparatus forthermal conductivity measurement by the transient hot wire method. Journal of Thermal Analysis and Calorimetry, 46,2,1996,495-505
• [14] Mikulic D., Milovanovic B., Gabnjel /.: Analysis of thermal properties of cement pastę during settlng and hardening. Proceedings of International Symposium on Nondestructive Testing of Materials and Structures, Istambuł, 2011,465-471
• [15] Ózisik M.N., Orlande H.R.B.: Inverse Heat Transfer; Fundamentals and Applications. Taylor & Francis, New York, 2000
• [16] Golub G.H.,Hansen P.C., 0’Leary D.P.:Tikhonov regularization and total least squares. SIAM Journal on Matrix Analysis and Applications, 21, 2000, 185 - 194
• [17] Audet Ch.,Dennis JrJ. E.: Analysis of Generalized Pal tern Searches. SIAM Journal on Optimization, 13,:2003,889-903
• [18] Kolda T.G., Lewis R.M., Torczon V:. A generating set direct search augmented Lagrangian algorithm for optimization with a combination of generał and linear coistraints. Technical Report SAND2006-5315, Sand National Laboratories, 2006
• [19] Neville AM.: Właściwości betonu. Wydawnictwo Polski Cement, Kraków, 2000
• [20] Brandt A.M., Dąbrowski M., Dębowski T., Glinicki M. Holnicki-Szulc J., Knor G., Ossowski A., Ranachom Z., Sobczak M,: Technika identyfikacji procesu transportu ciepła w twardniejących elementach betonowi Raport z projektu POIG „Innowacyjne spoiwa cemen we i betony z wykorzystaniem popiołu lotnego wapiennego", Warszawa, 2011
• [21] Jóźwiak-Niedźwiedzka D., Gibas K., Glinicki M., Nowowiejski G.: Wpływ dodatku popiołu lotnego wapiennego na szczelność betonów w odniesieniu do mediów agresywnych. DROGI I MOSTY, 2011, 3, 39-61