Rheological testing and modelling of fresh high performance concrete: Fid-Bau Portal

Rheological testing and modelling of fresh high performance concrete

Hu, Chong / Larrard, François / Gjørv, Odd E.

Abstract The rheological behaviour of fresh high performance concrete was investigated by use of a coaxial cylinder viscometer (BML Viscometer). After a series of experiments it was observed that the equipment used was not very suitable for concrete mixes with slump values of less than approximately 10 cm. Also, for almost all mixes with a slump of less than 20 cm, plug flow occurred. By use of nonlinear regression analysis, however, a method for the determination of the two Bingham constants is proposed, even when plug flow occurs. Using these Bingham constants, the predicted slump values obtained from a chart established by computer simulation showed good correlation with those observed experimentally. A model for the prediction of plastic viscosity based on Farris' theory is also proposed. With two adjustable parameters the model gave a good description of the various concrete mixes tested.

Resume Quelques études sur le comportement rhéologique du béton à hautes performances ont été effectuées avec un viscosimètre à cylindres coaxiaux (BML Viscometer). Il semble que l'appareil utilisé ne soit pas convenable pour les bétons ayant un slump de moins de 10 cm environ. Par ailleurs, pour presque tous les bétons ayant un slump de moins de 20 cm, l'écoulement piston apparaît pendant l'essai. Cependant, les deux constantes du modèle de Bingham peuvent être déterminées à l'aide d'une régression nonlinéaire dans ce dernier cas. Une relation entre les caractéristiques binghamiennes et le slump, établie par Tanigawaet al. au moyen de simulations numériques, permet de prédire le slump. Les slumps ainsi prédits ont une bonne relation avec ceux mesurés. Enfin, en généralisant la théorie de Farris, un modèle de viscosité avec seulement deux paramètres ajustables a été proposé. Pour une série de bétons de différentes compositions, les viscosités prédites par le modèle sont assez proches de celles mesurées par le viscosimètre.