مدل سازی انقباض اتوژن خمیر سیمان سخت کننده
چکیده
در دهه‌های اخیر، چندین مدل شبیه سازی برای پیش‌بینی انقباض اتوژن سیستم‌های سیمانی پیشنهاد شده‌اند. با این حال، در بیشتر این مدل‌ها، تنها تغییر شکل الاستیک ناشی از خشک کردن خود خمیر سیمان در نظر گرفته می‌شود. در واقع، خمیر سیمان یک ماده الاستیک ایده‌آل نیست. همچنین تغییر شکل وابسته به زمان، یعنی خزش، جز مهمی از انقباض اتوژن، به ویژه در سنین پایین گیرش پیشنهاد شده است. در این مطالعه، یک مدل شبیه سازی برای تغییر شکل اتوژن پیشنهاد شده است، که شامل یک بخش الاستیک و یک بخش وابسته به زمان است. بخش وابسته به زمان این مدل براساس مفهوم انرژی فعال سازی است. کشش مویینگی به عنوان نیروی انقباض اتوژن در نظر گرفته می‌شود. به منظور ارزیابی دقت پیش بینی با مدل پیشنهادی، خمیرهای CEM I و CEM III / B در این مقاله مورد مطالعه قرار گرفته‌اند. انقباض های اتوژن شبیه سازی شده با نتایج تجربی مقایسه می‌شوند.
۱. مقدمه
پایداری زیرساخت‌ها به موضوعی مهم‌تر و حیاتی تبدیل شده است. بسیاری از سازه‌ها پس از یک دوره خدماتی خاص نیاز به تعمیر، نگهداری یا تعویض دارند. عوامل بسیاری بر عملکرد بلند مدت مواد سیمانی تاثیر می‌گذارند. یکی از این عوامل که طراحان باید با آن سروکار داشته باشند، ایجاد ترک خوردگی در سالهای اولیه است. ترک‌ها ممکن است به دلیل فرآیندهای شیمیایی و میکروبیولوژیکی مانند حمله سولفات، خوردگی آرماتورهای فولادی و واکنش قلیایی - سیلیکایی. را افزایش دهند. یکی از عوامل اصلی ایجاد ترک‌های زودرس در سازه‌های بتنی، انقباض مهار شده است. مهار می‌تواند خارجی باشد، به عنوان مثال، ناشی از سازه‌های مجاور، یا داخلی، ناشی از ارماتور [ ۱ ]، سنگ دانه‌های منقبض نشده [ ۲ ] از گرادیان‌های کرنش غیرخطی است.
۷. نکات پایانی
در این مقاله، یک مدل شبیه سازی برای انقباض اتوژن خمیر سیمان پیشنهاد شده است. در این مدل، تغییر شکل اتوژن در یک جز الاستیک و وابسته به زمان تقسیم شده است. جز الاستیک با استفاده از قانون هوک محاسبه می‌شود. مولفه وابسته به زمان براساس مفهوم انرژی فعال سازی است. انقباض اتوژن خمیر سیمان پرتلند معمولی( opc )و BFS (Blast furnace slag)با استفاده از مدل پیشنهادی پیش بینی می‌شود و با نتایج اندازه‌گیری شده مقایسه می‌شود.
Abstract
In recent decades, several simulation models have been proposed to predict autogenous shrinkage of cementitious systems. In most of these models, however, only the elastic deformation caused by self-desiccation of the hydrating cement paste is considered. In fact, cement paste is not an ideal elastic material. Also the time-dependent deformation, i.e. creep, has been proposed an important component of autogenous shrinkage, especially at the early age. In this study, a simulation model for autogenous deformation is proposed, which includes an elastic part and a time-dependent part. The time-dependent part of this model is based on the activation energy concept. The capillary tension is considered as the driving force of the autogenous shrinkages. In order to evaluate the accuracy of the prediction with the proposed model, CEM I and CEM III/B pastes are studied in this paper. The simulated autogenous shrinkages are compared with experimental results.
1. Introduction
Durability of infrastructures has become a more and more important issue. Many structures are in serious need of repair, retrofitting or replacement, after a certain service period. There are many factors affecting the long-term performance of cementitious materials. Early-age cracking is one of these factors designers have to deal with. Cracks may promote degradation of the concrete due to chemical and microbiological processes, e.g. sulphate attack, corrosion of reinforcing steel and alkali-silica reaction. Restrained shrinkage is one of the major causes of early-age cracking in concrete structures. Restraint can be external, e.g. caused by adjoining structures, or internal, caused by the reinforcement [1], nonshrinking aggregates [2] of non-linear strain gradients.
7. Concluding remarks
In this paper, a simulation model for autogenous shrinkage of cement paste is proposed. In this model, the autogenous deformation has been split up in an elastic and a time-dependent component. The elastic component is calculated by Hooke’s law. The time-dependent component is based on the activation energy concept. The autogenous shrinkage of OPC and BFS cement pastes is predicted by using the proposed model and compared with the measured results.
(جهت بزرگ نمایی روی عکس کلیک نمایید)
چکیده
۱. مقدمه
۲. مبنای نظری این مطالعه
2.1 تغییر شکل خمیر سیمان سخت شده تحت بار
۲.۲. بار داخلی انقباض اتوژن
۲.۳. محاسبه انقباض اتوژن خمیر سیمان
۳. مصالح و آزمایش‌ها
۳.۱. زمان گیرش نهایی
۳.۲. میزان آب غیرقابل تبخیر
۳.۳. انقباض شیمیایی
۳.۴. رطوبت نسبی داخلی
۳.۵. مقاومت فشاری
۳.۶. تغییر شکل اتوژن
۴. نتایج ازمایشی و بحث
۴.۱. زمان گیرش نهایی
۴.۲. میزان آب غیرقابل تبخیر
۴.۳. انقباض شیمیایی
۴.۴. رطوبت نسبی داخلی
۴.۵. مقاومت فشاری
۴.۶. تغییر شکل اتوژن
5. تعیین پارامترهای مصالح مورد استفاده برای شبیه سازی عددی انقباض اتوژن
5.1 محاسبه تکامل درجه اشباع
۵.۲. کشش مویینگی
۵.۳. مدول الاستیک
6. شبیه سازی عددی انقباض اتوژن
6.1 خمیرهای سیمان پرتلند با نسبت w / b 0.3 و 0.4
6.2 خمیرهای سیمان سرباره کوره بلند با نسبت w / b 0.3 و 0.4
۶.۳. بحث
۷. نکات پایانی
Abstract
1. Introduction
2. Theoretical basis of this study
2.1. Deformation of hardening cement paste under load
2.2. Internal load of autogenous shrinkage
2.3. Calculation of autogenous shrinkage of cement paste
3. Materials and experiments
3.1. Final setting time
3.2. Non-evaporable water content
3.3. Chemical shrinkage
3.4. Internal relative humidity
3.5. Compressive strength
3.6. Autogenous deformation
4. Experimental results and discussion
4.1. Final setting time
4.2. Non-evaporable water content
4.3. Chemical shrinkage
4.4. Internal relative humidity
4.5. Compressive strength
4.6. Autogenous deformation
5. Determination of material parameters used for numerical simulation of autogenous shrinkage
5.1. Calculation of the evolution of the degree of saturation
5.2. Capillary tension
5.3. Elastic modulus
6. Numerical simulation of autogenous shrinkage
6.1. Portland cement pastes with w/b ratio 0.3 and 0.4
6.2. Blast furnace slag cement pastes with w/b ratio 0.3 and 0.4
6.3. Discussion
7. Concluding remarks
- ترجمه فارسی مقاله با فرمت ورد (word) با قابلیت ویرایش، بدون آرم سایت ای ترجمه
- ترجمه فارسی مقاله با فرمت pdf، بدون آرم سایت ای ترجمه