Notch sensitivity and fracture toughness of concrete: Fid-Bau Portal

Notch sensitivity and fracture toughness of concrete

Gjørv, O.E. / Sørensen, S.I. / Arnesen, A.

AbstractWhether rules based on fracture mechanics or classical mechanics should be used as a basis for design and analysis depends on the notch sensitivity as well as the fracture toughness of the material. Therefore, information about these properties of all structural materials is important. Experiments were undertaken to investigate the notch sensitivity and fracture toughness of concrete with different types, volumes, sizes and strengths of aggregate. The investigation, which was carried out on small flexural specimens with notches of lengths up to 25 mm, indicates that both mortar and concrete are notch sensitive materials although not as sensitive as neat cement paste. If the assumption is valid that the fracture of neat cement paste is governed by the established theory of linear fracture mechanics, however, it appears that this theory is not applicable to small-size members of mortar and concrete. Light-weight concrete appears to have about the same fracture properties as neat cement paste.

RésuméPour juger si les reg̀les fondées sur la mécanique des ruptures ou la mécanique classique devraient servir de base pour les projets et les analyses, tout dépend de la sensibilité des matériaux aux fissures et de leur compacité face aux fractures. C'est pourquoi, l'information relative à ces propriétés, pour tous les matériaux structurels, revêt beaucoup d'importance. On a entrepris des expériences pour déterminer la sensibilité aux fissures et la compacité face aux fractures avec des agrégats de béton de types, de volumes, de tailles et de résistance différents. L'expérimentation sur des spécimens flexibles avec des fissures atteignant 25 mm, montre qu' à la fois le mortier et le béton sont des matériaux sensibles aux fissures, bien qu'ils soient moins sensibles que la pâte de ciment pur. S'il est exact de supposer que la fracture de la pâte de ciment pur est régie par la théorie établie de la mécanique des ruptures linéaires, il appraît cependant que cette théorie n'est pas applicable a des éléments de petite taille en mortier ou en béton. Le béton léger paraît avoir à peu près les mémes propriétés face aux fractures, que la pâte de ciment pur.