Eksperymentalne badanie wpływu stopnia nasycenia wodą i średnicy kruszywa na zachowanie się wybranych kompozytów o matrycy cementowej

• Autorzy: Szczęśniak M. , Burlion N. , Konderla P. , Shao J. F.

Warianty tytułu

EN

An experimental study of the roles of water saturation degree and aggregate diameter in the mechanical response of cement based composites

• Konferencja: Geotechnika w budownictwie i górnictwie. XXX Zimowa Szkoła Mechaniki Górotworu i Geoinżynierii. Szklarska Poręba, 11-16 marca 2007 r.
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Wysychanie zaczynu cementowego prowadzi do powstawania mikrospękań we wszystkich konstrukcjach betonowych i żelbetowych. Uszkodzenia koncentrują się w strefie kontaktu kruszywa z zaczynem oraz na kierunkach łączących cząstki kruszywa. Przy ustalonej geometrii próbki uszkodzenia te są ściśle związane ze zmianą stopnia nasycenia wodą. Głównym celem pracy jest opis mechanicznych reakcji materiału w różnych stanach naprężenia w trakcie procesu wysychania. Liczba parametrów analizy została ograniczona poprzez użycie jednorodnego szklanego kruszywa sferycznego o jednakowych średnicach w danej serii kompozytu. Ten typ kruszywa pozwala na dokładne wyznaczenie powierzchni kontaktu składników kompozytu. W niniejszej pracy zamieszczono część wyników doświadczalnych dotyczących kompozytów o udziale frakcyjnym kruszywa na poziomie 35% oraz jednakowej średnicy sfer dla każdej z serii materiałów. Badania wytrzymałościowe przeprowadzono w stanach jednoosiowego, hydrostatycznego i trójosiowego ściskania. Dodatkowo obserwowano rozwój skurczu autogenicznego i skurczu związanego z wysychaniem w komorze o kontrolowanej atmosferze.

EN

Desiccation of concrete induces the formation of microcracks leading to mechanical damage of concrete structures. Damage concentrates in the interfacial contact zone (ICZ), like also between aggregate particles. This damage, induced by drying, can be characterized by 'Saturation level degree' variations. The main purpose of this study is concerned with specification of mechanical reactions and basic material constants for studied cement based composite during the desiccation process. In order to reduce number of analyzed factors, it was decided to use as aggregate particles glass spheres. This type of aggregate allows computation of almost exact ICZ. Each series of composite is a mixture of cement paste and 35% of spheres. In this first approach, only one diameter of aggregate particles is placed in one series of composite. Mechanical tests performed were compression tests: uniaxial, hydrostatic and quasi-triaxial. Complementary research on drying and autogenous shrinkage was performed in atmosphere-controlled chamber.

Słowa kluczowe

PL

badania laboratoryjne; kompozyt o matrycy cementowej; stopień nasycenia wodą; średnica kruszywa

EN

experimental study; cement-based composites; mechanical tests

• Wydawca: Oficyna Wydawnicza Politechniki Wrocławskiej
• Czasopismo: Prace Naukowe Instytutu Geotechniki i Hydrotechniki Politechniki Wrocławskiej. Konferencje
• Rocznik: 2007
• Tom: Vol. 76, nr 42
• Strony: 607--614
• Opis fizyczny: bibliogr. 11 poz.,

Twórcy

autor

Szczęśniak M.

autor

Burlion N.

autor

Konderla P.

autor

Shao J. F.

• Politechnika Wrocławska

Bibliografia

• [1] ANDRADE C, SARRIA J., ALONSO C, Relative humidity in the interior of concrete exposed to natural and artificial weathering, Cement and Concrete Research, 29, 1999, 1249-1259.
• [2] BISSCHOP J., LURA P., On the origin of eigenstresses in lightweight aggregate concrete. Cement & Concrete Composites, 25, 2004, 445-452.
• [3] BISSCHOP J., PEL L., VAN MIER J.G.M., Effect of aggregate size and paste volume on drying shrinkage microcracking in cement-based composites. Creep, Shrinkage & DurabilityMechanics of Concrete and other Quasi-Brittle Materials, Proc. of CONCREEP-6fó)MIT,cds F. Ulm, Z.P. Bażant and F.H. Wittmann, MIT, Boston, USA, 2001, p. 75-80.
• [4] DELA B.F., STANG H., Two-dimensional analysis of crack formation around aggregates, in high shrinkage cement paste, Eng. Fract. Mech., 65, 2000, 149-164.
• [5] KOENDERS E.A.B., K. VAN BREUGEL, Numerical modeling of autogenous shrinkage of hardening cement paste, Cement and Concrete Research, 27, (10), 1997, Elsevier.
• [6] KONDERLA P., SZCZĘŚNIAK M., Zagadnienie homogenizacji kompozytu o sprężysto-plastycznych składnikach, IV Sympozjon nt. Kompozyty, konstrukcje warstwowe. Wrocław-Karpacz 26-28 października 2006. Dolnośląskie Wyd. Edukacyjne, 2006, 60-74.
• [7] SCHLANGEN E., KOENDERS E.A.B., K. VAN BREUGEL, Influence of internal dilatation on the fracture behaviour on multi-phase materials, Eng. Fract. Mech., 74, 2007, 18-33.
• [8] TORQUATO S., Random Heterogeneous Materials: microstructure and macroscopic properties, Interdisciplinary applied mathematics; v. 16, Springer-Verlag, 2002.
• [9] VILLAIN G., THIERY M., Gammadensimetry: A method to determine diying and carbonation profiles in concrete, NDT&E International, 39, 2006, 328-337.
• [10] WITMANN, F.H., Creep and shrinkage mechanisms, in Creep and shrinkage in concrete structures edited by Z.P. Bazantand F.H. Witmann, (J. Wiley and Sons, 1982) 129-161.
• [11] YURTDAS I., BURLION N., SKOCZYLAS F., Experimental characterisation of the drying effect on uniaxial mechanical behaviour of mortar, Mater. Struct., 37, (267) 170-176.