The purpose of this research is to propose a design technique of concrete mix proportions satisfying service life through genetic algorithm (GA) and neural network (NN). For this, thirty mix proportions and the related diffusion coefficients in high performance concrete are analyzed and fitness function for diffusion coefficient is obtained considering mix components like w/b (water to binder ratio), cement content, mineral admixture (slag, flay ash and silica fume) content, sand and coarse aggregate content. Through averaging the results of 10 times GA simulations, relative errors to the previous data decrease lower than 5.0% and the simulated mix proportions are verified with the experimental results. Assuming the durability design parameters, intended diffusion coefficient for intended service life is derived and mix proportions satisfying the service life are obtained. Among the mix proportions, the most optimized case which satisfies required concrete strength and the lowest cost is selected through GA algorithm. The proposed technique would be improved with the enhancement of comprehensive data set including wider the range of diffusion coefficients.
Proceedings of the Korean Institute of Building Construction Conference
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2010.05b
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pp.67-68
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2010
Recently, there were not enough studies regarding the mix adjustment and changes of normal physical properties of slump flow type concrete in domestically. Therefore in this paper, it is aimed securing the fundamental data about flow its mix design method by experimental research. The experiment includes the adjustment of the way for slump flow type concrete by the variation of size of coarse aggregate. In the result, it is advisable raising the ratio of fine aggregate and unit water amount by considering the specific surface when increasing the Gmax size.
Proceedings of the Korea Concrete Institute Conference
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2004.11a
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pp.747-750
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2004
Lightweight concrete is known for its advantage of reducing the self-weight of the structures, reducing the areas of sectional members as well as making the construction convenient. Thus the construction cost can be saved when applied. to . structures such as long-span bridge and high rise buildings. However, the lightweight concrete requires specific design mix method that is quite different from the typical concrete, since using the typical mix method would give rise the material segregation as well as lower the strength by the reduced weight of the aggregate. In order to avoid such problems, it is recommended to apply the design mix method of high performance self-compacting concrete for the lightweight concrete. Therefore, this study introduces a production of self-compacting concrete, PF-modified and improved version of Nan-Su's design mix method of self-compacting concrete. Through a series of test mixes conducted during the study, the quality of the concrete at its fresh condition has been evaluated per the 2nd class rating standards of self-compacting concrete published by JSCE, especially focused in its fluidity, segregation resistance ability, and filling ability.
The performance of a concrete is significantly influenced by its mixture proportion and the coating thickness on aggregate surface. The concrete in this study is designed by estimating the blending ratio of aggregate using a densified mixture design algorithm (DMDA) based on an ideal grading curve and estimating the paste volume as the sum of the amount of paste needed to provide an assigned coating paste thickness. So as to obtain appropriate concrete amount, and thus can accurately estimate the property of concrete. Deduction of this mix design formula is simple and easy understanding, and meanwhile to obtain result is fast. This estimation model of mix design is expected to reward to industry and effectively upgrade concrete quality.
Kim, Young-Kyu;Choi, Don-Hwa;Lee, Seung-Woo;Kim, Hyung-Bae
International Journal of Highway Engineering
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v.12
no.1
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pp.87-98
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2010
Surface of fine-size exposed aggregate Portland cement concrete pavements is consists of exposed coarse aggregate by removing upper 2~3mm mortar of concrete slab. Fine-size exposed aggregate PCC pavements have advantages of maintaining low-noise and adequate skid-resistance level during the performance period. In order to provide the successful exposed concrete aggregate pavement, uniform distribution of the coarse aggregate on pavement surface through adequate the mix design and exposing method. In this study, evaluated initial performance of fine-size exposed aggregate PCC pavement by experimental construction. And it was known that fine-size exposed aggregate concrete pavement which can reduce the noise and maintain the adequate level of skid resistance and strength.
Kalyana Rama, JS;Sivakumar, MVN;Vasan, A;Kubair, Sai;Ramachandra Murthy, A
Computers and Concrete
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v.20
no.4
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pp.461-468
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2017
With the increasing demand in the production of concrete, there is a need for adopting a feasible, economical and sustainable technique to fulfill practical requirements. Self-Compacting Concrete (SCC) is one such technique which addresses the concrete industry in providing eco-friendly and cost effective concrete. The objective of the present study is to develop a mix design for SCC with Crushed Rock Fines (CRF) as fine aggregate based on the plastic viscosity of the mix and validate the same for its fresh and hardened properties. Effect of plastic viscosity on the fresh and hardened properties of SCC is also addressed in the present study. SCC mixes are made with binary and ternary blends of Fly Ash (FA) and Ground Granulated Blast Slag (GGBS) with varying percentages as a partial replacement to Ordinary Portland Cement (OPC). The proposed mix design is validated successfully with the experimental investigations. The results obtained, indicated that the fresh properties are best achieved for SCC mix with ternary blend followed by binary blend with GGBS, Fly Ash and mix with pure OPC. It is also observed that the replacement of sand with 100% CRF resulted in a workable and cohesive mix.
Journal of the Korea Institute of Building Construction
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v.3
no.3
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pp.91-97
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2003
At present, the antiwashout underwater concretes are used as popular construction materials in European countries, the United States and Japan. The water-soluble polymers in the antiwashout underwater concretes provide excellent segregation or washout resistance, self-compaction and self-leveling property to the concretes. The purpose of this study is to recommend to optimum mix proportions of antiwashout underwater concretes according to compressive strength of 300kgf/$\textrm{cm}^2$ to 500kgf/$\textrm{cm}^2$. The antiwashout underwater concretes are prepared with various unit cement content, unit water content, sand-aggregate ratio, unit antiwashout agent and superplasticizer content. And they are tested for flowability, and compressive strength. From the test results, it is possible to recommend the optimum mix proportions of antiwashout underwater concretes according to compressive strengths within the range of 300kgf/$\textrm{cm}^2$ to 500kgf/$\textrm{cm}^2$.
International Journal of Concrete Structures and Materials
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v.10
no.1
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pp.39-46
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2016
In this study, different proportions of glass beads used for road marking were added into the concrete samples to reduce the temperature gradient through the concrete pavement thickness. It is well known that decreasing the temperature gradient reduces the risk of thermal cracking and increases the service life of concrete pavement. The extent of alkali-silica reaction (ASR) produced with partial replacement of fine aggregate by glass bead was investigated and compressive strength of concrete samples with different proportion of glass bead in their mix designs were measured in this study. Ideal results were obtained with less than 0.850 mm diameter size glass beads were used (19 % by total weight of aggregate) for C30/37 class concrete. Top and bottom surface temperatures of two different C30/37 strength class concrete slabs with and without glass beads were measured. It was identified that, using glass bead in concrete mix design, reduces the temperature differences between top and bottom surfaces of concrete pavement. The study presented herein provides important results on the necessity of regulating concrete road mix design specifications according to regions and climates to reduce the temperature gradient values which are very important in concrete road design.
People started to replace natural aggregate with recycled aggregate for a number of years due to disposal problem and certain other potential benefits. Though there are number of drawbacks with use of recycled aggregates like lesser modulus of elasticity, low compressive strength, increase in shrinkage, there are results of earlier studies that use of chemical and mineral admixtures improves the strength and durability of recycled concrete. The use of recycled aggregate from construction and demolition wastes is showing prospective application in construction as alternative to natural aggregates. It conserves lot of natural resources and reduces the space required for the landfill disposal. In the present research work, the effect of recycled aggregate on strength and durability aspects of concrete is studied. Grade of concrete chosen for the present work is M50 (with a characteristic compressive strength of 50 MPa). The recycled aggregates were collected from demolished structure with 20 years of age. Natural Aggregate (NA) was replaced with Recycled Aggregate (RA) in different percentages such as 25, 50 and 100 to understand its effect. The experiments were conducted for different ages of concrete such as 7, 14, 28, 56 days to assess the compressive and tensile strength. Durability characteristics of recycled aggregate concrete were studied with Rapid chloride penetration test (as per ASTMC1202), sorptivity test and acid test to assess resistance against chloride ion penetration, capillary suction and chemical attack respectively. Mix design for 50 MPa gives around 35 MPa after replacing natural aggregate with recycled aggregate in concrete mix and the chloride penetration range also lies in moderate limit. Hence it is understood from the results that replacement of NA with RA is very much possible and will be ecofriendly.
Proceedings of the Korea Concrete Institute Conference
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2003.05a
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pp.675-680
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2003
In this study, various tests are performed for the durability of the concrete using domestic recycled coarse aggregate including drying shrinkage, permeability, freezing-thawing resistance and $CO_2$ diffusivity. Tests of freezing-thawing resistance, chloride ion permeability and $CO_2$ diffusivity of recycled concrete show favorable results. But, the maximum drying shrinkage ratio to normal concrete is increased 24% with increasing substitution ratio of recycled aggregate. Therefore, for the use of recycled concrete in structures, the preventive measures of drying shrinkage is necessary in mix design and the adequate substitution ratio of recycled aggregate should be proposed.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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