A platform for research: civil engineering, architecture and urbanism
A contribution to the mechanism of concrete creep
Abstract After a brief survey of the different theories on the creep of concrete, a new cause is suggested which does not explain the whole creep, but a part of it, and which is of a chemical nature. The solubility of the unhydrated cement which is always present in cement paste, increases with the applied stress. This means that the volume of hydrated cement is more important in concrete submitted to creep. Since the hydration of cement components develops a decrease in vllume (the volume of the hydration products is smaller than the sum of the volumes of the anhydrous components and water) an increase in compressive strain takes place in the same time as hydration under pressure. As the creep Poisson's ratio does not reach 0.5, there is decrease in the volume of concrete subjected to creep. Our experiments prove that during creep the volume of concrete always decreases. As hydration is irreversible, the deformation caused by it is irreversible too, which explains the irreversible part of creep. It is also shown that shrinkage of crept concrete is smaller than that of concrete which was never loaded. This shows that shrinkage under creep is smaller than shrinkage of free concrete.
Résumé Après un bref résumé des principales théories sur le fluage du béton, nous avançons une nouvelle explication qui ne rend pas compte de tout le fluage, mais seulement d'une partie, et qui fait intervenir une cause de nature chimique. La solubilité des composants du ciment pas encore hydraté qui est toujours inévitablement présent dans la pâte de ciment, augmente avec la pression appliquée. Cela signifie que la quantité de ciment hydraté est plus grande dans le béton soumis au fluage. Étant donné que l'hydratation des composants du ciment entraîne une diminution de volume (le volume des produits d'hydratation est plus petit que la somme des volumes des composants anhydres et de l'eau), on constate une augmentation de la déformation de compression au fur et à mesure que l'hydratation sous pression se poursuit. Comme le coefficient de Poisson en fluage n'attein pas 0,5 il se produit une diminution du volume du béton sujet au fluage. Les expériences que nous avons faites démontrent que le béton en cours de fluage diminue toujours de volume (§ 8, tableua VI). L'hydratation du ciment étant irréversible, la déformation provoquée par celle-ci est aussi irréversible, ce qui explique la partie irréversible du fluage. Les principaux faits expérimentaux qui démonstrent ce phénomène sont les suivants: 10 Le béton qui a été soumis au fluage a une résistance à la compression plus grande que celui qui ne l'a pas été; 20 le béton qui a été soumis au fluage a un retrait plus petit que celui qui ne l'a pas été. Ceci est aussi vrai pour le béton oonervé sans perte d'eau, que pour celui qui sèche à l'air libre avec différentes humidités relatives (fig. 11. 12 et 13); 30 le ciment du béton qui a été soumis au fluage a plus de chaux libre que celui du béton qui ne l'a pas été. La chaux libre a été déterminée à l'aide des rayons X (fig. 10); 40 le ciment du béton qui a été soumis au fluaga a plus d'eau combinée que celui du béton qui ne l'a pas été. La perte d'eau a été déterminée à l'aide des analyses thermogravimétriques (fig. 9). L'augmentation de la résistance à la compression avec le fluage commence quelques heures après la charge, et augmente aussi avec sa durée (fig. 4), mais il semble que le phénomène s'arrête après quelques jours. Un béton qui durcit sous 0,90 de sa résistance en compression maintient une augmentation de 0,10 à 0,15 pendant au moins 28 jours (fig. 6). Étant donné que le retrait du béton qui a été soumis au fluage est plus petit que celui du béton qui ne l'a pas été, le retrait du béton sous fluage doit être différent de celui du béton libre. Il n'est donc pas légitime de soustraire le retrait du béton libre à la déformation du béton sous fluage. Tous les essais qui ont été décrits dans ce rapport ont été réalisés sur béton conservé sans perte d'eau dès le gâchage. Dans ces conditions, le béton peut supporter, sans rupture, des charges permanentes jusqu' à 0,95 sa résistance de compression déterminée dans un essai rapide classique. La rupture en compression sous fluage est vérifiée en quelques minutes ou quelques heures. Si elle ne se produit pas en quelques heures, elle ne se vérifiera jamais, étant donné que la résistance à la compression du béton commence à augmenter, à cause de l'accélération de l'hydration du ciment provoquée par la charge appliquée. Cela est vrai, bien entendu, dès qu'il n'y a pas de changement de gradient d'humidité à l'intérieur de la pièce de béton, dont la charge de rupture change. Sous la traction il n'y a apparemment pas de variation de la résistance due au fluage. La charge permanente maximale que le béton peut supporter sans rupture est comprise entre 0,88 et 0,94 de la contrainte de rupture à la traction déterminée dans un essai rapide classique. Les effets mentionnés en 20, 30, et 40 au début de ce sommaire n'ont pas encore été étudiés dans le béton soumis au fluage en traction.
A contribution to the mechanism of concrete creep
Abstract After a brief survey of the different theories on the creep of concrete, a new cause is suggested which does not explain the whole creep, but a part of it, and which is of a chemical nature. The solubility of the unhydrated cement which is always present in cement paste, increases with the applied stress. This means that the volume of hydrated cement is more important in concrete submitted to creep. Since the hydration of cement components develops a decrease in vllume (the volume of the hydration products is smaller than the sum of the volumes of the anhydrous components and water) an increase in compressive strain takes place in the same time as hydration under pressure. As the creep Poisson's ratio does not reach 0.5, there is decrease in the volume of concrete subjected to creep. Our experiments prove that during creep the volume of concrete always decreases. As hydration is irreversible, the deformation caused by it is irreversible too, which explains the irreversible part of creep. It is also shown that shrinkage of crept concrete is smaller than that of concrete which was never loaded. This shows that shrinkage under creep is smaller than shrinkage of free concrete.
Résumé Après un bref résumé des principales théories sur le fluage du béton, nous avançons une nouvelle explication qui ne rend pas compte de tout le fluage, mais seulement d'une partie, et qui fait intervenir une cause de nature chimique. La solubilité des composants du ciment pas encore hydraté qui est toujours inévitablement présent dans la pâte de ciment, augmente avec la pression appliquée. Cela signifie que la quantité de ciment hydraté est plus grande dans le béton soumis au fluage. Étant donné que l'hydratation des composants du ciment entraîne une diminution de volume (le volume des produits d'hydratation est plus petit que la somme des volumes des composants anhydres et de l'eau), on constate une augmentation de la déformation de compression au fur et à mesure que l'hydratation sous pression se poursuit. Comme le coefficient de Poisson en fluage n'attein pas 0,5 il se produit une diminution du volume du béton sujet au fluage. Les expériences que nous avons faites démontrent que le béton en cours de fluage diminue toujours de volume (§ 8, tableua VI). L'hydratation du ciment étant irréversible, la déformation provoquée par celle-ci est aussi irréversible, ce qui explique la partie irréversible du fluage. Les principaux faits expérimentaux qui démonstrent ce phénomène sont les suivants: 10 Le béton qui a été soumis au fluage a une résistance à la compression plus grande que celui qui ne l'a pas été; 20 le béton qui a été soumis au fluage a un retrait plus petit que celui qui ne l'a pas été. Ceci est aussi vrai pour le béton oonervé sans perte d'eau, que pour celui qui sèche à l'air libre avec différentes humidités relatives (fig. 11. 12 et 13); 30 le ciment du béton qui a été soumis au fluage a plus de chaux libre que celui du béton qui ne l'a pas été. La chaux libre a été déterminée à l'aide des rayons X (fig. 10); 40 le ciment du béton qui a été soumis au fluaga a plus d'eau combinée que celui du béton qui ne l'a pas été. La perte d'eau a été déterminée à l'aide des analyses thermogravimétriques (fig. 9). L'augmentation de la résistance à la compression avec le fluage commence quelques heures après la charge, et augmente aussi avec sa durée (fig. 4), mais il semble que le phénomène s'arrête après quelques jours. Un béton qui durcit sous 0,90 de sa résistance en compression maintient une augmentation de 0,10 à 0,15 pendant au moins 28 jours (fig. 6). Étant donné que le retrait du béton qui a été soumis au fluage est plus petit que celui du béton qui ne l'a pas été, le retrait du béton sous fluage doit être différent de celui du béton libre. Il n'est donc pas légitime de soustraire le retrait du béton libre à la déformation du béton sous fluage. Tous les essais qui ont été décrits dans ce rapport ont été réalisés sur béton conservé sans perte d'eau dès le gâchage. Dans ces conditions, le béton peut supporter, sans rupture, des charges permanentes jusqu' à 0,95 sa résistance de compression déterminée dans un essai rapide classique. La rupture en compression sous fluage est vérifiée en quelques minutes ou quelques heures. Si elle ne se produit pas en quelques heures, elle ne se vérifiera jamais, étant donné que la résistance à la compression du béton commence à augmenter, à cause de l'accélération de l'hydration du ciment provoquée par la charge appliquée. Cela est vrai, bien entendu, dès qu'il n'y a pas de changement de gradient d'humidité à l'intérieur de la pièce de béton, dont la charge de rupture change. Sous la traction il n'y a apparemment pas de variation de la résistance due au fluage. La charge permanente maximale que le béton peut supporter sans rupture est comprise entre 0,88 et 0,94 de la contrainte de rupture à la traction déterminée dans un essai rapide classique. Les effets mentionnés en 20, 30, et 40 au début de ce sommaire n'ont pas encore été étudiés dans le béton soumis au fluage en traction.
A contribution to the mechanism of concrete creep
Sousa Coutinho, A. (author)
Matériaux et Construction ; 10 ; 3-16
1977-01-01
14 pages
Article (Journal)
Electronic Resource
English
Concrete creep mechanism explained
American Chemical Society | 2016
Mechanism of creep in concrete
Engineering Index Backfile | 1968
|Probable mechanism of creep in concrete
Engineering Index Backfile | 1964
|The mechanism of creep in concrete
Springer Verlag | 1968
|Research on Mechanism of Concrete Creep
Trans Tech Publications | 2014
|