Bond and interfacial properties of reinforcement in self-compacting concrete: Fid-Bau Portal

Bond and interfacial properties of reinforcement in self-compacting concrete

Zhu, W. / Sonebi, M. / Bartos, P. J. M.

Abstract This paper reports a study carried out to assess the impact of the use of self-compacting concrete (SCC) on bond and interfacial properties around steel reinforcement in practical concrete element. The pull-out tests were carried out to determine bond strength between reinforcing steel bar and concrete, and the depth-sensing nano-indentation technique was used to evaluate the elastic modulus and micro-strength of the interfacial transition zone (ITZ) around steel reinforcement. The bond and interfacial properties around deformed steel bars in different SCC mixes with strength grades of 35 MPa and 60 MPa (C35, C60) were examined together with those in conventional vibrated reference concrete with the same strength grades. The results showed that the maximum bond strength decreased when the diameter of the steel bar increased from 12 to 20 mm. The normalised bond strengths of the SCC mixes were found to be about 10–40% higher than those of the reference mixes for both bar diameters (12 and 20 mm). The study of the interfacial properties revealed that the elastic modulus and the micro-strength of the ITZ were lower on the bottom side of a horizontal steel bar than on the top side, particularly for the vibrated reference concrete. The difference of ITZ properties between top and bottom side of the horizontal steel bar appeared to be less pronounced for the SCC mixes than for the corresponding reference mixes.

Résumé Cet article présente une étude de l'impact de l'utilisation de béton autoplaçant sur l'adhérence et les propriétés de l'interface autour de l'armature de l'acier dans un élément de béton structural. Les essais d'arrachement direct on été menés afin de déterminer l'adhérence entre l'armature d'acier et le béton. La technique de nano-échancrure a été utilisée pour évaluer le module élastique et la micro-dureté de la zone d'interface autour de la barre d'acier. L'adhérence etles propriétés de l'interface au voisinage de l'armature d'acier de différentes classes de béton autoplaçant 35 MPa et 60 MPa ont été examinées ensemble avec celles du même type de classe du béton de référence. Les résultats montrent que l'adhérence maximale diminue lorsque le diamètre de la barre d'armature augmente de 12 mm à 20 mm. L'adhérence normalisée des bétons autoplaçants a été de 10 à 40% plus grande que celle des bétons de référence pour les deux diamètres de barres (12 mm and 20 mm). L'étude des propriétés de l'interface révèle que le module élastique et la micro-dureté de la zone l'interface ont été plus petits dans la partie basse de la barre d'armature d'acier horizontale que ceux de la partie haute, particulièrement pour le béton de référence vibré. La différence des propriétés de l'interface béton-acier entre le haut et le bas de la barre d'armature horizontale se révèle moins prononcée dans les bétons autoplaçants que celle des bétons de référence.