Ultra-high strength concrete and high tensile steel are becoming very attractive materials for high-rise buildings because of the need to reduce member size and structural self-weight. However, limited test data and design guidelines are available to support the applications of high strength materials for building constructions. This paper presents significant findings from comprehensive experimental investigations on the behaviour of tubular columns in-filled with ultra-high strength concrete at ambient and elevated temperatures. A series of tests was conducted to investigate the basic mechanical properties of the high strength materials, and structural behaviour of stub columns under concentric compression, beams under moment and slender beam-columns under concentric and eccentric compression. High tensile steel with yield strength up to 780 MPa and ultra-high strength concrete with compressive cylinder strength up to 180 MPa were used to construct the test specimens. The test results were compared with the predictions using a modified Eurocode 4 approach. In addition, more than 2000 test data samples collected from literature on concrete filled steel tubes with normal and high strength materials were also analysed to formulate the design guide for implementation in practice.
Performance degradation of Ultra High Strength Concrete occurs more than that of normal strength concrete at high temperature. Thus, strain of concrete subjected to high temperature and loading is one of the core assessment items for evaluating performance of structures. Therefore, in this study, creep of ultra high strength concrete subjected to various temperature conditions and 25%, 40% loading was evaluated. As the results, Creep strain increased with increase of temperature and loading. Creep strain of concrete at high temperature is influenced by loading.
Recently, the higher buildings are, the stronger concrete are used. Ultra high strength concrete have the possibility of spalling when a fire breaks out. so the fire-resistance performance is necessary to use the ultra high strength concrete on the high-rise building. On this study, the heating test for the concrete with loading/unloading is performed for ultra high strength concrete using nylon fiber. The heating test followed by ISO-834 heating curve on the real-size specimen and the strength of concrete are 60, 80, 100, 200 MPa.
To reduce the size of structural members, high strength concrete has recently been utilized for structure such as ultra-high-rise buildings and prestressed concrete bridges in North America, and its compressive strength has gone up to 1300kg/$\textrm{cm}^2$. In Japan, research on high-strength concrete has been undertaken on a large scale by the national enterprise so-called New RC Project. And high-strength concrete with a design compressive strength over 450kg/$\textrm{cm}^2$ has recently been employed for high rised reinforced concrete building. As a result of the serious land availability situation of metropolitan areas in the world, buildings will become taller, and even higher strengths will be required. In the future, the utilization of high-strength concrete will spread widely through the development of new structural concepts, application of steels of a higher yield stress, silica fume, and other new materials. Considering these circumstance, the aim of this experimental study is to develop ultra-high-strength concrete with compressive strength over 1800kg/$\textrm{cm}^2$ with domestic current materials. There are so many factors which influence the manufacturing of ultra-high-strength concrete. The experimental factors selected in this study are mixing methods, curing methods, water-binder ratio, maximum size of coarse by silica fume. The results of this experimental study show that it is possible to develop the ultra-high-strength concrete with compressive strength over 1700kg/$\textrm{cm}^2$ at 28days, 1800kg/$\textrm{cm}^2$ at 56 days.
To reduce the size of structural members, high strength concrete has recently been utilized for structure such as ultra-high-rise buildings and prestressed concrete bridges in North America, and its compressive strength has gone up to 1300kg/$\textrm{cm}^2$. In Japan, research on high-strength concrete has been undertaken on a large scale by the national enterprise so-called New RC Project. And high-strength concrete with a design compressive strength over 450kg/$\textrm{cm}^2$ has recently been employed for high rised reinforced concrete building. As a result of the serious land availability situation of metropolitan areas in the world, buildings will become taller, and even higher strengths will be required. In the future, the utilization of high-strength concrete will spread widely through the development of new structural concepts, application of steels of a higher yield stress, silica fume, and other new materials. Considering these circumstance, the aim of this experimental study is to develop ultra-high-strength concrete with compressive strength over 1800kg/$\textrm{cm}^2$ with domestic current materials. There are so many factors which influence the manufacturing of ultra-high-strength concrete. The experimental factors selected in this study are mixing methods, curing methods, water-binder ratio, maximum size of coarse by silica fume. The results of this experimental study show that it is possible to develop the ultra-high-strength concrete with compressive strength over 1700kg/$\textrm{cm}^2$ at 28days, 1800kg/$\textrm{cm}^2$ at 56 days.
Thermal deformation behavior of high-strength concrete (HSC) exposed to fire is different from that of normal strength concrete (NSC). In case of ultra-high-strength concrete (UHSC), it is well known that thermal deformation behavior is greater than HSC. With increasing research of UHSC in buildings, it is necessary to understand the performance of UHSC at elevated temperatures considering loading condition. Therefore, evaluation on properties of thermal strain behavior properties of ultra high strength concrete by loading and high temperature was conducted.
Thermal deformation behavior of high-strength concrete (HSC) exposed to fire is different from that of normal strength concrete (NSC). In case of ultra-high-strength concrete (UHSC), it is well known that thermal deformation behavior is greater than HSC. With increasing research of UHSC in buildings, it is necessary to understand the performance of UHSC at elevated temperatures considering loading condition. Therefore, evaluation on properties of thermal strain behavior properties of ultra high strength concrete by loading and high temperature was conducted.
Despite vigorous studies on ultra high-strength concrete in Korea, it still faces many challenges in application to on-site construction methods. This study intends to evaluate the applicability of the VH separated-pouring method which is currently used and was designed to pour ultra high-strength concrete with a design strength of 60, 100N/㎟ separately to girder and beam. When it comes to VH separated-pouring, there is a difference in the required design strength between a girder and a beam, which tends to be larger for ultra high-strength concrete. The tensile strength and cold joint at the joint end have not been commonly evaluated and thus the inevitably of its use is dependent on a structural analysis of the structural stress of reinforcement. In the study, potential problems with respect to the building material which might occur during the pouring of ultra high-strength concrete was evaluated and issues on joint surface performance, the hydration energy contained in the members, and the effects of contraction in concrete were considered as the key elements for study.
Recently, efforts are made to apply 200MPa levels of ultra-high strength concrete to structures exceeding 40MPa.. Ultra-high strength concrete has been steadily researched in Korea as well as abroad, and now it is equipped with 200MPa ultra-high strength concrete mixing technology. Because ultra-high strength concrete has a higher range of compressive strength than ordinary concrete, it is difficult to accurately measure the compressive strength of UHPC concrete with existing compressive strength measuring equipment and can be less reliable. In this study, the compressive strength of the SC80 was measured according to the test method to compare the compressive strength of the SC80 by applying various methods of measurement of compressive strength. The compressive strength test method measured the compressive strength according to the size of the specimen, the grinding method, and the capacity of the UTM equipment.
The trends of research for concrete in recent days are the high performance, high flow, ultra high strength and high durability. These are being researched with a construction company and a materials company. Anyone have to use the good quality sand, gravel, high quality chemical compound and silica fume for ultra high strength concrete as yet. This paper was researched with the domestic materials, not use the high price silica fume for the development 100MPa ultra high strength concrete with laboratory tests and mock-up test.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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