Potentially significant mechanical improvements in tension can be achieved by the incorporation of randomly distributed, short discrete fibers in concrete. The improvements due to the incorporation fibers significantly influence the composite stress - strain ($\sigma$-$\varepsilon$) characteristics. In general incorporating fibers in a plain concrete has relatively small effect on its precracking behavior. It, however, alters its post-cracking behavior quite significantly, resulting in greatly improved ductility, crack controls, and energy absorption capacity (or toughness). Therefore, a thorough understanding the complete tensile stress - strain ($\sigma$-$\varepsilon$) response of fiber reinforced concrete is necessary for proper analysis while using structural components made with fiber reinforced concrete. Direct tensile stress applied to a specimen is in principle the simplest configuration for determining the tensile response of concrete. However, problems associated with testing brittle materials in tension include (i) the problem related to gripping of the specimen and (ii) the problem of ensuring centric loading. Routinely, indirect tension tests for plain concrete, flexural and split-cylinder tests, have been used as simpler alternatives to direct uniaxial tension test. They are assumed to suitable for fiber reinforced concrete since typically such composites comprise 98% by volume of plain concrete. Clearly since the post-cracking characteristics are significantly influenced by the reinforcing parameters and interface characteristics, it would be fundamentally incorrect to use indirect tensile tests for determining the tensile properties of fiber reinforced concrete. The present investigation represents a systematic look at the failure and toughening mechanisms and macroscopic stress - strain ($\sigma$-$\varepsilon$) characteristics of fiber reinforced concrete in the uniaxial tension test. Results from an experimental parametric study involving used fiber quantity, type, and mechanical properties in the uniaxial tension test are presented and discussed.
This paper presents the detailed experimental and analytical investigation on the evolution of static (Es) and dynamic modulus of elasticity (Ed) of concrete having 0%, 35%, and 50% FA used as partial cement replacement. Destructive and non-destructive tests were conducted on cylindrical specimens to evaluate the compressive strength and MoE of concrete in compression at the age of 28, 56, 90, and 150 days for all mixes. Experimental results show that the concrete having 35% FA achieved compressive strength and MoE similar to plain concrete at the age of 90 days, while 50% FA concrete attained satisfactory compressive strength and MoE at the age of 150 days. The comprehensive statistical analysis has been carried out in two ways on the basis of the experimental results. Firstly, the 28-day crushing strength of plain concrete in compression was used to design the models for the prediction of Es and Ed of fly ash concrete at any age and percentage replacement of FA. Secondly, using the values of UPV and RHN, models have been developed to predict the age or time-dependent Es and Ed of fly ash concrete. These models will be helpful in assessing the Es and Ed of fly ash concrete without knowing the 28-day crushing strength of plain concrete in compression in the laboratory. Hence, the suggested models in the present study will be beneficial in conducting the health assessment of fly ash based concrete structures.
본 논문은 비균열 무근콘크리트에 매입된 익스팬션 앵커의 인발내력을 평가하기 위한 실험적 연구이다. 앵커의 인발실험은 익스 팬션 앵커에 해당하는 고하중 앵커와 웨지 앵커를 대상으로 대상으로 삽입깊이, 콘크리트 강도 및 연단거리을 변수로 하여 실험을 수행하였다. 후시공 앵커의 설계식은 EOTA와 ACI 318-02 규준의 근거가 되는 CCD 방법이 제안되어 있다. 본 연구에서는 비균열 무근콘트리트에 매입된 익스팬션 앵커의 콘크리트 콘 파괴강도에 관한 설계식을 분석하였으며, 고하중 앵커와 웨지 앵커의 실험값을 CCD 방법의 예측값과 비교 평가하였다. 실험 결과, 비균열 무근콘크리트에 매입된 웨지 앵커의 콘크리트 콘 파괴 시 공칭강도의 계수는 CCD 방법에 근거하여 9.94임을 알 수 있었다. 고하중 앵커의 콘크리트 콘 파괴 시 공칭강도의 계수는 CCD 방법에 근거하여 11.50임을 알 수 있었다.
Open-Steel-Plate-Girder railway bridges, in general, have plain concrete gravity pier without piles at foundations. Such piers are vulnerable to be overturned against braking forces and ground shakings during an earthquake. Thus, this study suggests a strengthening method using earth anchors to improve the resistance of plain concrete gravity piers to the overturn of themselves. Also, a filed test was performed for the as-built and the strengthened pier and the test results were compared to assess the strengthening effect. The earth anchors increased the ultimated capacity for the pier's overturn. Finally, a FE analysis was conducted using nonlinear elements for soil to understand the distribution of the soil stresses for the as-built and the strengthened pier.
This paper investigate the qualities variety of concrete using recycling water under various kinds and contents of saccaric based stabilizing agent(SSA). Fluidity had little changes with the kinds and contents of SSA. Air contents of concrete with recycled water only shows the tendency. With an increase in SSA contents, air content recovered. For bleeding properties, bleeding shows to be decreased with an increase in SSA contents. The use of recycled water accelerated the setting time. However, with an increase in SSA, setting time showed the similar level of plain concrete. SSA (Btype) had better performance in enhancing compressive strength owing to loss of air content. Although the use of recycled water increased the drying shrinkage compared with that of plain concrete, it tended to decrease with an increase in SSA.
This study discusses spalling and fire enduring performance of high performance concrete (HPC) RC column subjected to loading under heating for 3 hours. According to the test, both the plain concrete and the concrete attached with fire enduring PC panel exceed allowable temperature after 60 minutes due to the exposure of steel bar and falling off of concrete resulting from severe spalling failure. It leads to buckling of main bar and at the same time, occurrence of collapse of plain HPC column member is observed after 2 hours and 1 hour 40 minutes's exposure to fire, respectively. On the other hand, HPC applying both PP fiber of 0.1$\%$ by mass of concrete and PP fiber+lateral confinement by metal lath maintains their original cross section, which is satisfied with the 3 hours fire endurance criteria, by discharging internal vapour pressure and enhanced lateral confinement force.
The discrete crack-concept is applied to study the 3D propagation of tensile-dominated failure in plain concrete. To this end the Partition of Unity Finite Element Method (PUFEM) is utilized and the strong discontinuity approach is followed. A consistent linearized implementation of the PUFEM is combined with a predictor-corrector algorithm to track the crack path, which leads to a robust numerical description of concrete cracking. The proposed concept is applied to study concrete failure during the PCT3D test and the predicted numerical results are compared to experimental data. The proposed numerical concept provides a clear interface for constitutive models and allows an investigation of their impact on concrete cracking under 3D conditions, which is of significant scientific interests to interpret results from 3D experiments.
본 연구에서는 건축구조물의 지하주차장 무근콘크리트의 컬링제어를 위한 연구를 수행하였다. 국내의 경우, 지하주차장 무근콘크리트의 수축균열을 제어하기 위해 섬유보강제가 사용되고 있지만, 수축균열과 컬링변형 제어에는 큰 도움이 되지 못하고 있는 실정이므로, 수축균열과 컬링 변형을 최소화하는 방안으로 수축저감제 (Shrinkage Reducing Agent: 글리콜 기반의 수축저감제, 이하 SRA)를 사용하였다. 또한 정량적인 컬링제어를 위하여 무근콘크리트를 켄티레버 보로 가정하여 처짐이론을 적용한 간이예측기술을 제안하였으며, 실측값과 비교하여 컬링변형 예측의 타당성을 검토하였다. 그 결과 SRA 1.0% 콘크리트가 SRA 0.0% 콘크리트보다 컬링 변형이 30% 정도 감소함을 확인하였다. 또한 전반적으로 켄틸레버 보의 처짐이론으로 무근 콘크리트의 컬링변형을 예측하는 것이 가능함을 확인할 수 있었다.
In this study, we compared a plain mortar with the CAS-system shrinkage compensation mortar for Ondol that is Korean traditional heating system. The Ondol mortar is necessary to have properties as non-crack, fine flatness and stability for thermal changes. especially, mortar'crack prevention is to be most important property in Ondol mortar. To develope the stable material on the crack-prevention, we used to calcium-sulfo-aluminate(CSA)system in shrinkage compensation mortar. And so, we confirmed the effects of calcium-sulfo-aluminate(CSA) system for mortar's physical properties such as setting time, compressive strength and expansion ratio for crack prevention. The initial and final setting time of the CSA mortar is faster than plain mortar about 2hours. And, Compressive strength increased about 20% that plain mortar. The crack length per unit area, plain mortar is 0.426∼0.481m/m2. The Results of apartment construction field test, the shrinkage compensation mortar is excellent about the crack-reduce effect.
Tran, Van Mien;Stitmannaithum, Boonchai;Nawa, Toyoharu
Computers and Concrete
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제8권3호
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pp.343-355
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2011
This paper presented the model to predict the chloride diffusion coefficient in tension zone of plain concrete under flexural cyclic load. The fictitious crack based analytical model was used together with the stress degradation law in cracked zone to predict crack growth of plain concrete beams under flexural cyclic load. Then, under cyclic load, the chloride diffusion, in the steady state and one dimensional regime, through the tension zone of the plain concrete beam, in which microcracks were formed by a large number of cycles, was simulated with assumptions of continuously straight crack and uniform-size crack. The numerical analysis in terms of the chloride diffusion coefficient, $D_{tot}$, normalized $D_{tot}$, crack width and crack length was issued as a function of the load cycle, N, and load level, SR. The nonlinear model as regarding with the chloride diffusion coefficient in tension zone and the load level was proposed. According to this model, the chloride diffusion increases with increasing load level. The predictions using model fit well with experimental data when we adopted suitable crack density and tortuosity parameter.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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