The influence of thermodiffusion cross effect on the temperature and moisture distribution in early age mass concrete

• Autorzy: Klemczak B.
• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The issues related to the determination of the thermal and moisture fields in the early age massive concrete are discussed in the paper. The coupled equations, which govern the heat and mass transfer in early age mass concrete as well as the initial and boundary conditions are presented. Next, the discretization in the space was made with the use of the finite element method and the finite difference method was introduced for the discretization in time. As the result the matrix form of the heat and moisture transfer equations was obtained. To recognize the real influence of the thermodiffusion cross effect on the distribution of the temperature and moisture over the curing process, a few comparative analyses were done. The object of the conducted analyses was the massive foundation slabs.

PL

Zagadnienia prezentowane w artykule są związane z wyznaczaniem pól termiczno-wilgotnościowych w początkowym okresie twardnienia betonowych elementów masywnych. Przedstawiono sformułowanie wariacyjne zagadnienia początkowo-brzegowego, które opisuje zjawiska termiczno-wilgotnościowe w konstrukcji masywnej. Wykorzystując metodę elementów skończonych, dokonano dyskretyzacji zagadnienia w przestrzeni, natomiast dyskretyzacji w czasie dokonano za pomocą metody różnic skończonych. W rezultacie otrzymano macierzową postać równań termodyfuzji w twardniejącym betonie. Celem zaprezentowanych analiz numerycznych masywnych płyt fundamentowych było zbadanie wpływu krzyżowego efektu termodyfuzji na rozkład pól termicznych i wilgotnościowych w czasie procesu twardnienia betonu.

Słowa kluczowe

EN

thermal field; moisture field; early age concrete; mass concrete; FEM

PL

pole temperatury; pola wilgotności; młody beton; beton masywny; MES (metoda elementów skończonych)

• Wydawca: Silesian University of Technology
• Czasopismo: Architecture Civil Engineering Environment
• Rocznik: 2010
• Tom: Vol. 3, no. 3
• Strony: 55--62
• Opis fizyczny: Bibliogr. 16 poz.

Twórcy

autor

Klemczak B.

• Faculty of Civil Engineering, Silesian University of Technology, Akademicka 5, 44-100 Gliwice, Poland,

Bibliografia

• [1] De Vries D.A.; Simultaneous Transfer of Heat and Moisture in Porous Media. American Geophysical Union, 1958; Vol. 39, No.5
• [2] Hannathy T.Z.; Moisture and Heat Transport With Particular Reference to Concrete. Research Paper No. 494 of the Division of Building Research of Canada, 1970; p. 5-16
• [3] Bazant Z.P., Thoriguthai W.; Pore pressure and drying of concrete at high temperature. Journal of Engineering Mechanics, 1978; Vol. 104, p. 1059-1079
• [4] Gawin D., Pesavento F., Schrefler B.A.; Hygro-thermo-chemo-mechanical modelling of concrete at early ages and beyond. Part I: Hydration and hygro-thermal phenomena. International Journal for Numerical Methods in Engineering, 2006; Vol. 67, p. 299-331
• [5] Nowacki W.; Termodyfuzja w ciele stałym (Thermodiffusion in solids). Mechanika Teoretyczna i Stosowana, 1975; No. 13, p. 145-157 (in Polish)
• [6] Nowacki W., Olesiak Z.; Termodyfuzja w ciałach stałych (Thermodiffusion in solids). PWN, 1990 (in Polish)
• [7] Černy R., Rovnanikova P.; Transport Processes in Concrete. Spon Press, London and New York 2002
• [8] Wyrwał J.; Termodynamiczne podstawy fizyki budowli (Thermodynamic basis for building physics). Oficyna Wydawnicza Politechniki Opolskiej, 2004 (in Polish)
• [9] Gumiński K.; Termodynamika procesów nieodwracalnych (Thermodynamic theory of irreversible processes). PWN, 1983 (in Polish)
• [10] Klemczak B.; Modelowanie efektów termiczno-wilgotnościowych i mechanicznych w betonowych konstrukcjach masywnych (Modelling the thermal-moisture and mechanical effects in massive concrete structures). Monografia 183, Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice 2008 (in Polish)
• [11] Andreasik M.; Naprężenia termiczno-skurczowe w masywach betonowych (Thermal-shrinkage stresses in massive concrete). Praca doktorska, Kraków 1982 (in Polish)
• [12] Kiernożycki W.; Betonowe konstrukcje masywne (Massive concrete structures). Polski Cement, Kraków 2003 (in Polish)
• [13] Szarliński ].; Stan naprężenia i obciążenie graniczne masywnych konstrukcji z betonu (Stress state and limit loads of massive conrete structures). Monografia 88, Kraków 1989 (in Polish)
• [14] Ślusarek J.; Termiczne naprężenia własne w masywnych elementach budowlanych z betonów wysokowartościowych (Thermal stresses in massive buildings elements made of high strength concrete). Praca doktorska, Szczecin 1996 (in Polish)
• [15] Jonasson J.E., Groth P., Hedlund H.; Modelling of temperature and moisture field in concrete to study early age movements as a basis for stress analysis. Proceedings of the International RILEM Symposium Thermal Cracking in Concrete at Early Ages. Monachium 1994; p. 45-52
• [16] Witakowski P.; Termodynamiczna teoria dojrzewania, zastosowanie do konstrukcji masywnych z betonu (Thermodynamic theory of maturing, application to massive concrete structures). Prace Naukowe Politechniki Krakowskiej, 1998 (in Polish)