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Fundamentos do concreto de alto desempenho e sua aplicação no projeto de pilares / Fundamentals of high-performance concrete and its application to columns designBaccin, Antonio Guilherme Canhassi 24 March 1998 (has links)
Grandes vantagens econômicas e estruturais são obtidas com a utilização do concreto de alto desempenho (CAD), tais como: redução das seções dos elementos, baixa porosidade e permeabilidade, elevada resistência ao desgaste e menor custo de manutenção. Isto tem contribuído para a crescente aplicação do concreto de alto desempenho, o qual está sendo empregado em vários países, entre os quais: EUA, Noruega, Canadá, Inglaterra, França e Japão. No Brasil, o concreto de alto desempenho já está sendo utilizado em diferentes tipos de obras, apesar de não existir ainda uma norma específica. Os procedimentos de cálculo e critérios de projetos, recomendados pela Norma Brasileira, ainda estão baseados em resultados experimentais de concretos de baixa resistência. Em vista disso, este trabalho apresenta um estudo teórico sobre os materiais constituintes do CAD, as quantidades que devem ser empregadas nos concretos e as diferenças existentes na forma de produção e no controle de qualidade. São também estudadas algumas propriedades mecânicas do concreto de alto desempenho, como resistência à compressão, resistência à tração, módulo de deformação longitudinal, curva tensão-deformação e coeficiente de Poisson. Várias recomendações são indicadas para projeto de pilares, como taxa mínima de armadura longitudinal e transversal, resistência ao escoamento, espaçamento e configuração da armadura transversal, a fim de se garantir apropriada ductilidade de pilares de concreto de alto desempenho. E por último, têm-se exemplos de dimensionamento de pilares, com base nos procedimentos indicados na norma americana ACI 318-89 e na britânica BS 8110. / Many advantages not only an economical but also from a structural point of view are obtained when using the high-performance concrete (HPC), such as: reduction of element section, low porosity and permeability, high wearing resistance and less cost of maintenance. This has contributed to a growing use of HPC in several countries, among them: USA, Norway, Canada, England, France and Japan. In Brazil, HPC is being used in different kinds of construction work, although there are no existing standards yet. Procedures of the sizing and desing criteria, recommended by Brazilian standards, are still based in experimental results obtained with low-strength concretes. Given that, this paper presents a theoretical study on material components of HPC, the amount to be employed on preparation of those concretes and the existing differences on ways of production and quality control. Also studied are some mechanical properties of HPC, such as: compression strength, tension strength, elasticity modulus, strain-strength curve and Poisson\'s ratio. Several recommendation are pointed out for columns design, such as: minimun rate of both longitudinal and transverse reinforcements, yielding strength, spacing and lay out of transversal reinforcement to provide adequate ductility of columns made with HPC. Lastly examples of design of columns based on American standard ACI 318-89 and British standard BS 8110 are given.
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Ação da carbonatação em vigas de concreto armado em serviço, construídas em escala natural e reduzida / Carbonation action in reinforced concrete beams under stress regime carried out on full and small scalesSilva, Valdirene Maria 30 January 2007 (has links)
Este trabalho apresenta uma análise do comportamento da frente de carbonatação em vigas de concreto armado sob tensão, em escala natural e reduzida, com a máxima condição de subarmação. As vigas foram construídas com e sem adição da sílica da casca de arroz e sílica de ferro silício ou silício metálico. Para cada viga em escala natural (agregado graúdo com D máx. = 19 mm) foi moldada uma em escala reduzida com o mesmo traço de concreto para estabelecer os mesmos parâmetros de comparação. As vigas foram curadas durante 7 dias e posteriormente submetidas à flexão, com o carregamento aplicado nos terços (L/3 da viga). Realizou-se o pré-condicionamento para a estabilização da umidade interna das vigas que foram expostas durante 28 dias em um ambiente com concentração de 50% de dióxido de carbono, umidade relativa de 65 \'+ OU -\' 5% e temperatura ambiente. Foram determinados: resistências à compressão simples axial, resistência à tração por compressão diametral, módulos de elasticidade e profundidade da frente de carbonatação em corpos-de-prova cilíndricos. A profundidade da frente de carbonatação em corpos-de-prova foi determinada para diferentes concentrações de dióxido de carbono. Também foi verificada a carbonatação ao longo das vigas em escala natural e reduzida e nas posições das fissuras. Para a previsão da profundidade da frente de carbonatação nas vigas, foram ajustadas equações para a representação da carbonatação na região das fissuras. Os resultados obtidos mostraram a eficiência da espessura do cobrimento, a eficácia dos modelos físicos reduzidos para realizar estudos de carbonatação e a tendência da carbonatação em elementos estruturais na condição de serviço. A frente de carbonatação difere na posição das fissuras, evidenciando um comportamento diferente quando comparado com corpos-de-prova. A análise microestrutural ilustrou o comportamento da frente de carbonatação em vigas de concreto armado, complementando o estudo experimental. Com base nos resultados obtidos pode-se afirmar que a simples adoção de concretos de alto desempenho para construção de elementos estruturais não é suficiente nas peças que contenham fissuras e que sejam submetidas a atmosferas ambientais agressivas. / This work reports on the behavior of carbonation in reinforced concrete beams under stress regime on full and small scales having the lowest possible frame. The beams were made with and without adding silica from rice husk and silica fume (Fe-Si). For each beam on a full scale (coarse aggregate with D máx. = 19 mm) another beam on a small scale was made with the same mix of concrete to maintain the same comparison parameter. The beams were cured for 7 days and subsequently submitted to flexure by applying a two-point loading (L/3 of beam). Humidity stabilization to stabilize internal humidity of beams exposed for 28 days in an environment with a concentration of 50% carbon dioxide, 65 \'+ OR -\' 5% of relative humidity and room temperature was carried out. The following was determined: axial compression strength, tensile splitting strength, young\'s modulus and carbonation depth in cylindrical specimens. The carbonation depth was determined in specimens with unlike carbon dioxide concentration. Moreover, carbonation along beams on full and small scales and in cracks was observed. To estimate the carbonation depth of the beams, equations were adjusted to represent the carbonation in cracks. The results show the efficiency in the thickness of the cover, efficiency of small-scale models for studies concerning carbonation and behavior of carbonation in the serviceability of structural elements. The carbonation depth differs in the position of cracks, showing behavior which is unlike the one compared to specimens. The microstructure analyses show the behavior of carbonation depth in reinforced concrete beams complementing the experimental study. The results show that it is not sufficient to use high performance concretes in structural elements for elements with cracks and in aggressive atmospheres.
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Estudo da atividade pozolânica da sílica da casca de arroz em matrizes de cimento Portland / Study of pozzolanic activity of rice husk ash in Portland cement matrixesOda, George Akira 21 February 2003 (has links)
O uso de adições minerais no concreto como substituição parcial ao cimento Portland ajuda a preservar os recursos naturais poupando a matéria-prima, reduzindo o consumo de energia necessária para a produção do cimento e reciclando rejeitos que se lançados no meio ambiente causariam problemas ambientais e de saúde pública. A adição mineral que vem tendo muito destaque devido à sua alta reatividade, considerada por vários pesquisadores como uma superpozolana, é a sílica ativa (SA), um subproduto da fabricação de silício metálico ou ligas de ferro-silício. A sílica ativa se caracteriza por uma elevada finura e alta área específica e um alto teor de sílica vítrea, estes fatores somados garantem à SA a alta reatividade com o hidróxido de cálcio, transformando-o em silicato de cálcio hidratado. A casca do arroz vem sendo pesquisada como uma fonte alternativa de sílica ativa. A sílica ativa extraída da casca de arroz contém um alto teor de SiO2 e, dependendo do processo de extração, possui propriedades adequadas para a utilização na confecção de concretos de elevado desempenho. Este trabalho visa estudar a atividade pozolânica da sílica da casca de arroz produzida no laboratório de materiais avançados à base de cimento. Para avaliar as características das sílicas, foram realizados ensaios tanto para determinação das suas propriedades físicas quanto para a determinação de sua composição química e pozolanicidade. Os ensaios realizados foram:composição química, pozolanicidade (método Chapelle modificado), área superficial B.E.T., distribuição granulométrica, distribuição do tamanho de partículas via MEV, amorficidade (por difratometria de raio X), massa específica e determinação do índice de atividade pozolânica com cimento Portland (NBR-5752). Os ensaios de caracterização demonstraram que a sílica da casca de arroz possui um alto grau de amorficidade e elevada área superficial, que garantiram uma maior reatividade nas idades iniciais, porém em idades avançadas apresentou a mesma eficiência que a sílica de ferro-silício. / The use of mineral additions in concrete in order to partially replace Portland cement helps to protect natural resources by saving raw material, reducing energy consumption in cement production and recycling industrial waste that could otherwise cause environmental and public health hazards. One mineral addition that has drawn considerable attention due to its high reactivity is silica fume (SF), a byproduct of the manufacturing process of metallic silicon or iron-silicon alloys and considered by many researchers as a superpozzolan. Silica fume is characterizated by high fineness, high specific area and high content of vitreous silica. The sum of these factors provides SF high reactivity with calcium hydroxide, which is transformed into hydrated calcium silicate. Rice husk ash has also been investigated as an alternative source of silica fume. The silica from rice husk ash contains a high percentage of SiO2 and, depending on the extraction process, has adequate properties to be employed in the manufacturing of high-performance concrete. The objective of this work is to study the pozzolanic activity of silica from rice husk ash produced at the Laboratório de Materiais Avançados à Base de Cimento. In order to evaluate the characteristics of silica samples from rice husk, assays were performed to determine their physical properties as well as their chemical composition and pozzolanicity. The assays performed were: chemical composition,pozzolanicity (modified Chapelle method), B.E.T. surface area method, granulometric distribution, particle size distribution by Scanning Electron Microscope (SEM), amorphicity by X-ray diffractometry (XRD), specific mass and pozzolanic activity index determination with Portland cement (NBR-5752). The characterization assays showed that the silica from rice husk ash has a high amorphicity level and a high surface area, which yield higher reactivity at initial ages. However, at advanced ages it pesented the same efficiency as that of silica from iron-silicon.
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Comportamento resistente imediato e ao longo do tempo de pilares reforçados por meio de encamisamento com concreto de alto desempenho / Immediate and time-dependant behavior of RC columns strengthened by high-performance concrete jacketsTakeuti, Adilson Roberto 03 July 2003 (has links)
A presente pesquisa trata da investigação experimental do comportamento de pilares por meio de encamisamento com concreto de alta resistência. Os principais objetivos da pesquisa são estudar o comportamento ao longo do tempo e o efeito de précarregamento nos pilares reforçados. Foram ensaiados vinte modelos experimentais, variando-se a forma da seção transversal (circular e quadrada), a taxa de armadura transversal da camisa de reforço e a existência ou não de pré-carregamento. Foram também realizados ensaios complementares sobre pilares curtos de seção circular para observação dos efeitos de confinamento. Ensaios de caracterização dos concretos utilizados sob ações de longa duração foram realizados. Para estudar a influência da deformação lenta, simulou-se nesta pesquisa pilares de concreto armado submetidos a pré-carregamento, os quais foram mantidos durante um certo período de tempo numa câmara climatizada. Estes pilares foram reforçados sem que fosse retirada a força de pré-carregamento.Todos os pilares foram submetidos ensaios à compressão axial de curta duração por meio de uma máquina universal de ensaios servo-hidráulica, em modo de controle de deslocamento. Na análise dos resultados foram aplicados modelos de cálculo do efeito de confinamento, análise numérica pelo Método dos Elementos Finitos e outras formulações teóricas, para efeito de confrontação de resultados teóricos e experimentais. As principais conclusões são de que, no reforço por encamisamento de pilares, uma vez garantidas adequadas condições de confinamento: a capacidade resistente do pilar original pode ser totalmente considerada na avaliação da resistência do elemento reforçado; o efeito de pré-carregamento de um pilar reforçado não afeta a resistência última do elemento reforçado, mas pode afetar a sua deformabilidade. Além disso, na análise do comportamento dos pilares ao longo do tempo, pôde-se perceber que houve transferência de esforços entre o pilar original e a camisa de reforço, mas seu efeito foi pouco significativo em termos de alteração da capacidade resistente / The thesis presents an experimental investigation on the behavior of RC columns strengthened by high-performance concrete jackets. The main objectives are to analyze the immediate and time-dependant behavior of the elements and the preloading effect in its load capacity and deformability. Twenty columns were tested varying the transversal section shape (circular and square), transversal reinforcement ratio of the jacket and the preloading condition. Also complimentary tests were made on short circular section columns to observe confinement effects. A set of long-term tests was made to characterize the concrete immediate and time-dependant properties. To analyze the influence of time-dependant deformations, original columns were submitted to preloading forces and they were kept in a weather-controlled chamber during a certain period. The high-performance concrete jackets were applied to the original columns without removing the preloading forces. Every column was subjected to a monotonic axial compression test in a servohydraulic universal machine, in the displacement-controlled mode. In the analysis of the results theoretical models of concrete confinement, Finite Element Method simulations and other formulations were applied to examine the experimental results. The main conclusions are that, if adequate confinement conditions are maintained in the strengthened columns: the load capacity of the original column can be totally considered in strength evaluation; the preloading effect does not affect the ultimate load of the rehabilitated member, but it may affect the column deformability. Moreover, in the long-term behavior analysis, load transfer between the original column and jacket was observed. However, its effect was not significant in the load capacity of the strengthened member
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Reforço de pilares de concreto armado por meio de encamisamento com concreto de alto desempenho. / Strengthening of reinforced concrete columns by means of high-performance concrete jacketingTakeuti, Adilson Roberto 22 March 1999 (has links)
Este estudo apresenta os resultados de uma investigação experimental constituída de três séries de ensaio, cada uma envolvendo dois modelos: um pilar básico de concreto armado, representando o pilar a ser reforçado e um pilar reforçado por camisa de concreto de alto desempenho com várias características. Todos os pilares básicos tinham a seção quadrada de 150 mm x 150 mm com altura de 1200 mm. Eles foram produzidos com concreto de 18 MPa de resistência nominal à compressão, armadura longitudinal com quatro barras de 8 mm de diâmetro e armadura transversal com estribos de 6.3mm de diâmetro com espaçamento de 90 mm. Os parâmetros que foram variados nas camisas de reforço foram: a) dois valores de espessura (tj); b) três valores de taxa de armadura transversal (*sw) utilizando telas soldadas ou armadura de estribos; c) adição de fibras curtas de aço. A resistência nominal à compressão do concreto utilizado em todas as camisas foi de 65 MPa, caracterizando-se portanto um concreto de alta resistência. Os pilares foram submetidos à compressão axial por meio de uma máquina hidráulica servo-controlada. Os ensaios foram realizados com controle de deslocamento, adotando-se uma velocidade de 0.005mm/s para o deslocamento do pistão. A força aplicada e as deformações continuaram sendo medidas após o alcance da força de ruína, para se avaliar o comportamento pós-pico, até se atingir uma força residual de cerca de 50% da força de pico. Modelos de cálculo da resistência última dos pilares reforçados foram analisados. Também foram testados modelos de confinamento e ductilidade para os elementos reforçados. / This study presents the results of an experimental investigation in three series of tests, each one involving two models: a basic reinforced concrete column, which represents the column to ge strengthened, and an identical basic column strengthned by a high-performance concrete jacket with variable characteristics. All the basic columns had a 150 mm x 150 mm square section and a 1,200 mm length. They were made of a 18 MPa nominal strength concrete and reinforced with four 8 mm diameter steel bars and 6.3mm diameter stirrups each. The jacket characteristics varied as follows: a) two thickness values(tj); b) three values of transverse reinforcement ratio (*sw) using welded wire steel meshes or ordinary stirrups; c) addition of short steel fibers. The nominal concrete compressive strength used in all the jackets was 65 MPa, therefore a high-strength concrete. The columns were subjected to monotonic axial compression by means of a servo-controlled hydraulic machine. A displacement increasing rate of 0.005 mm/sec at the top of the column was adopted. Load and strain measurements continued after the ultimate load to evaluate the post-peak behavior, up to a residual load-bearing capacity of about 50% of the peak load. Several calculation hypotheses were tested to evaluate the ultime strength of the rehabilitated columns. Also confinement mechanisms and ductility of the members were analyzed.
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Concreto de alto desempenho com adição de resíduos de borracha de pneu /Martins, Israel Rodrigo de Freitas. January 2005 (has links)
Orientador: Jorge Luís Akasaki / Banca: Marco Antonio Morais Alcantara / Banca: Geraldo Cechella Isaia / Resumo: Em conseqüência às inúmeras vantagens intrínsecas dos concretos de alto desempenho, sejam relacionadas à performance mecânica ou de durabilidade, se faz constante no cenário mundial a expansão de suas aplicações. Contudo os concretos de alto desempenho apresentam comportamento de ruptura frágil, característica destoante dos demais materiais usualmente empregados na concepção de estruturas, os quais por serem dúcteis propiciam maior capacidade de redistribuição de esforços aos elementos estruturais. Neste enfoque aborda-se a investigação do concreto de alto desempenho com adição de resíduos de borracha de pneu, sendo que, dentre as mais variadas aplicações bem sucedidas dos resíduos de borracha de pneu ressalta-se sua adição em cimentos asfálticos, no intuito do aumento da resistência à temperatura e a esforços mecânicos, e também em concretos convencionais de cimento Portland, visando por exemplo majorar a tenacidade. Com a utilização desses resíduos de borracha de pneu ocorre ainda notável contribuição ao desenvolvimento sustentável e ao meio ambiente, uma vez que em todo o mundo existe uma grande problemática ligada ao acúmulo pneus inservíveis. Assim no intuito de substanciar a performance do concreto de alto desempenho com adição de resíduos de borracha de pneu obtido, cabe destacar alguns números: resistência à compressão superior a 70MPa, aos 28 dias de idade; módulo de elasticidade acima dos 50GPa, aos 91 dias; maior tenacidade em relação ao CAD; sua resistência ao impacto foi superior de 11% a até 26% a do CAD; possui absorção de água por imersão menor que 1%, aos 28 dias; resistência à tração equivalente a até 12,6% da sua resistência à compressão e ainda demonstrou maior resistência à abrasão do que um concreto de alta resistência, com resistência à compressão equivalente. / Abstract: Innumerable advantages of high performance concrete, being related to the mechanics or durability performance, it makes world-wide expansion scene of its application. However, fragile rupture behavior is presented on high performance concrete, different characteristic of usual material used into the structure conception, which being ductile, it propitiates higher redistribution capacity efforts of structural elements. In this way it is approached the high performance concrete inquiry the tire rubber scrap addition, being the most varied successful tire rubber scrap application, standing out its addition in asphalt cements, aiming the resistance increasing to temperature and mechanical strength, and also to conventional Portland cement concrete, reaching better tenacity. The tire rubber scrap using occurs sustainable development and also to the environment, there are a great problematic on idle tire accumulation. Intentioning to substantiate the presentation of high performance concrete with tire rubber scraps addition obtained, some numbers can be highlighted: compressive strength higher than 70MPa, age of 28 days; modulus of elasticity above 50GPa, to 91 days; greater tenacity in relation to the HPC; its impact resistance was superior of 11% up to 26% of the HPC; occurs water absorption for lesser than 1%, to the 28 days; tensile splitting strength equivalent up to 12,6% of its compressive strength and still demonstrated to greater resistance to the abrasion of that a high strength concrete, with the same compressive strength. / Mestre
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Análise experimental de pilares de concreto armado de alta resistência sob flexo compressão reta / Experimental analysis of reinforced high strength concrete columns under eccentric compressionVanderlei, Romel Dias 29 March 1999 (has links)
Com este projeto obteve-se informações sobre o comportamento de pilares submetidos à compressão excêntrica, executados com concreto de alta resistência, com resistência média à compressão de 80 MPa. Os pilares tinham seção transversal retangular de 15 cm x 30 cm, com altura livre de 174 cm. A excentricidade da força foi de 38 cm com plano de ação do momento paralelo ao menor lado. Foram ensaiados seis pilares, onde as variáveis foram as taxas de armaduras transversais e longitudinais. Os pilares foram ensaiados sob a ação de duas forças aplicadas de modos independentes, para maior precisão e controle do posicionamento da força excêntrica. Uma força era aplicada na direção do eixo longitudinal do pilar e outra, paralela a esse, com excentricidade definida. Foram montados dispositivos de vinculações e mecanismos de transferências de forças nos pilares, procurando aproximar as situações de ensaios às do modelo teórico pretendido. As rotações eram liberadas nas extremidades dos pilares, e a seção localizadas na meia altura comportava-se sob flexo compressão reta com pequena excentricidade. Os pilares com menor taxa de armadura transversal, tiveram ruptura frágil da seção transversal central com flambagem das barras das armaduras longitudinais. Os pilares com maior taxa de armadura transversal, apresentaram ruptura com boa ductilidade e esmagamento do concreto do lado mais comprimido. As deformações lidas nas barras das armaduras do lado mais comprimido, no instante da ruptura, ficaram entre 2,3% e 3%. Utilizaram-se modelos teóricos propostos na literatura para obter os valores estimados das forças normais últimas e momentos fletores últimos, comparando-os com os encontrados experimentalmente. / This work presents a study of the behavior of high strength columns under eccentric compression, with concrete cylinder compressive strength of around 80 MPa. The columns studied had cross section area of 15 cm x 30 cm at the test region, and an effective length of 174 cm. The eccentricity of the load was 380 mm and the plan of action of the moment was parallel to the smallest side of the cross section. Six columns were tested. The main variables were the stirrup volumetric ratio and the longitudinal steel ratio. The columns were tested under the action of two independent loads, an axial load and an eccentric load, so that could be precise the positioning of the eccentric load and the control of this action. The axial load was applied on of the longitudinal axis of the columns and the eccentric load was applied with the defined eccentricity. Articulation devices and load application devices were mounted such as to approach the proposed theoretical model as much as possible. The rotations were liberated in the extremities of the columns, and the section behaved under eccentric compression. The columns with smaller stirrup volumetric ratio showed a brittle mode of failure occurring at the central cross section accompanied by the buckling of the longitudinal reinforcement. On the other hand, the columns with larger stirrup volumetric ratio presented ductile failure accompanied by crushing on the most compressed side of the column. The measured longitudinal reinforcement strain on the most compressed side of the columns at the instant of failure were between 2,3% and 3%.Theoretical models proposed in literature were used to obtain values of the maximum axial load and ultimate flexural moment and the result compared with experimental results obtained in the tests.
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Multiscale modeling and design of ultra-high-performance concreteEllis, Brett D. 13 January 2014 (has links)
Ultra-High-Performance Concretes (UHPCs) are a promising class of cementitious materials possessing mechanical properties superior to those of Normal Strength Concretes (NSCs). However, UHPCs have been slow to transition from laboratory testing to insertion in new applications, partly due to an intuitive trial-and-error materials development process. This research seeks to addresses this problem by implementing a materials design process for the design of UHPC materials and structures subject to blast loads with specific impulses between 1.25- and 1.5-MPa-ms and impact loads resulting from the impact of a 0.50-caliber bullet travelling between 900 and 1,000 m/s. The implemented materials design process consists of simultaneous bottom-up deductive mappings and top-down inductive decision paths through a set of process-structure-property-performance (PSPP) relations identified for this purpose. The bottom-up deductive mappings are constructed from a combination of analytical models adopted from the literature and two hierarchical multiscale models developed to simulate the blast performance of a 1,626-mm tall by 864-mm wide UHPC panel and the impact performance of a 305-mm tall by 305-mm wide UHPC panel. Both multiscale models employ models at three length scales – single fiber, multiple fiber, and structural – to quantify deductive relations in terms of fiber pitch (6-36 mm/revolution), fiber volume fraction (0-2%), uniaxial tensile strength of matrix (5-12 MPa), quasi-static tensile strength of fiber-reinforced matrix (10-20 MPa), and dissipated energy density (20-100 kJ/m²). The inductive decision path is formulated within the Inductive Design Exploration Method (IDEM), which determines robust combinations of properties, structures, and processing steps that satisfy the performance requirements. Subsequently, the preferred material and structural designs are determined by rank order of results of objective functions, defined in terms of mass and costs of the UHPC panel.
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Behaviour of High Performance Fibre Reinforced Concrete Columns under Axial LoadingMohammadi Hosinieh, Milad 07 April 2014 (has links)
When compared to traditional concrete, steel fibre reinforced concrete (SFRC) shows several enhancements in performance, including improved tensile resistance, toughness and ductility. One potential application for SFRC is in columns where the provision of steel fibres can improve performance under axial and lateral loads. The use of SFRC can also allow for partial replacement of transverse reinforcement required by modern seismic codes. To improve workability, self-consolidating concrete (SCC) can be combined with steel fibres, leading to highly workable SFRC suitable for structural applications. Recent advances in material science have also led to the development of ultra-high performance fibre reinforced concretes (UHPFRC), a material which exhibits very high compressive strength, enhanced post-cracking resistance and high damage tolerance. In heavily loaded ground-story columns, the use of UHPFRC can allow for reduced column sections.
This thesis presents the results from a comprehensive research program conducted to study the axial behaviour of columns constructed with highly workable SFRC and UHPFRC. As part of the experimental program, twenty-three full-scale columns were tested under pure axial compressive loading. In the case of the SFRC columns, columns having rectangular section and constructed with SCC and steel fibres were tested, with variables including fibre content and spacing of transverse reinforcement. The results confirm that use of fibres results in improved column behaviour due to enhancements in core confinement and cover behaviour. Furthermore, the results demonstrate that the provision of steel fibres in columns can allow for partial replacement of transverse reinforcement required by modern codes. The analytical investigation indicates that confinement models proposed by other researchers for traditional RC and SFRC can predict the response of columns constructed with SCC and highly workable SFRC. In the case of the UHPFRC columns, variables included configuration and spacing of transverse reinforcement. The results demonstrate that the use of appropriate detailing in UHPFRC columns can result in suitable ductility. Furthermore, the results demonstrate the improved damage tolerance of UHPFRC when compared to traditional high-strength concrete. The analytical investigation demonstrates the need for development of confinement models specific for UHPFRC.
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Behaviour of ultra-high performance concrete as a joint-fill material for precast bridge deck panels subjected to negative bendingAmorim, David Rodrigues Coelho 11 January 2016 (has links)
This thesis investigates the behaviour of UHPC as a fill material for precast deck panels subjected to negative bending. Two full-scale test specimens were constructed. The transverse joints between the panels, the shear pockets, and the deck haunches were all filled with UHPC. A total of four tests were performed including two static tests to failure and two fatigue tests, one of which was performed to failure. Testing consisted of a loading apparatus acting upwards on the deck soffit in an attempt to impose tensile stresses across the transverse joints, representing the conditions that a transverse joint in the negative moment region of a continuous bridge deck would experience. It was concluded that the transverse UHPC joint performed satisfactorily by transferring bending stresses and shear stresses across the joint from one panel to the adjacent panel. Overall, the test specimens displayed performance levels expected from conventional cast-in-place concrete deck alternatives. / February 2016
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