Magazine of the Korean Society of Agricultural Engineers
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v.30
no.2
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pp.82-94
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1988
The purpose of this study is to introduce the Double Punch test method which is an indirect testing method of tensile strength of concrete, and to compare with the tensile strength of concrete as determined by the split-cylinder test, a practical method for performing the Double Punch test to obtain the tensile strength of concrete is proposed and recommended for general use. In this study, the dimensions of cylindrical specimens used in the Double-Punch test were 15X30cm, 15X15cm, 10${\times}$(20cm, and 5${\times}$l0cm, and in the split-cylinder test were 15${\times}$(30cm, 15${\times}$(15cm, and 10${\times}$(20cm. And the diameters of loading punches used in the Double-Punch test were 1.5cm, 2.5cm, and 3.5 cm. The results obtained from tests are summarized as follows ; 1. In the split-cylinder test, the tensile strength of concrete by the linear elasticity theory is similar to that of plasticity theory. 2. Both split-cylinder test and Double-Punch test, tensile strength of concrete is increased with decreasing specimen size. This tendency is identical when the ratio of specimen diameter to height is 1: 2, but that tendency is quite different when the ratio is 1: 3. In the Double-Punch test, if specimen size is constant, by increasing the punch size, tensile strength of concrete is increased, too. 4. Using a 15 ${\times}$( 15 cm cylinder specimen and 3.5 cm diameter punch in the Double Punch test would give the most uniform and consistent result in tensile strength, and the result showed a gQod correlation with splitting tensile strength from 15 x 30cm specimen. 5. In order to obtain satisfactory results and to nuninuze variability, it is proposed that specimens of 15 cm in diameter and 15 cm in height with two 3.5 cm diameter punches should be used. It seems, therefore, reasonable tt) take f't=0.0024 P(kg / cm$^2$) as a working formula for computing the tensile strength in the Double Punch test for concrete.
The indirect tensile strengths (ITSs) of different cemented paste backfill mixes with different curing times were determined by considering crack initiation and fracture toughness concepts under different loading conditions of steel loading arcs with various contact angles, flat platens and the standard Brazilian test jaw. Because contact area of the ITS test discs developes rapidly and varies in accordance with the deformability, ITSs of curing materials were not found convenient to determine under the loading apparatus with indefinite contact angle. ITS values increasing with an increase in contact angle can be measured to be excessively high because of the high contact angles resulted from the deformable characteristics of the soft paste backfill materials. As a result of the change of deformation characteristics with the change of curing time, discs have different contact conditions causing an important disadvantage to reflect the strength change due to the curing reactions. In addition to the experimental study, finite element analyses were performed on several types of disc models under various loading conditions. As a result, a comparison between all loading conditions was made to determine the best ITSs of the cemented paste backfill materials. Both experimental and numerical analyses concluded that loading arcs with definite contact angles gives better results than those obtained with the other loading apparatus without a definite contact angle. Loading arcs with the contact angle of $15^{\circ}$ was found the most convenient loading apparatus for the typical cemented paste backfill materials, although it should be used carefully considering the failure cracks for a valid test.
Journal of the Korea Institute of Building Construction
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v.12
no.3
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pp.332-339
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2012
In this study, six mortar mixes were tested in order to examine the significance and limitations of hydrophilic fiber in terms of its capacity to enhance the tensile resistance of Hwangtoh mortar. Lyocell, polyamide and polyvinyl alcohol (PVA) fibers were selected for the main test parameters. The tensile capacity of mortars tested was evaluated based on the splitting tensile strength and the modulus of fracture, while their ductility was examined using the toughness indices specified in ASTM. Test results showed that the addition of lyocell and PVA fibers had little influence on the flow of the Hwangtoh mortars. To enhance the tensile capacity and toughness index of Hwangtoh mortar, it is proposed that fiber spacing above 0.0003 is required, regardless of the type of fiber.
Journal of the Korea Institute of Building Construction
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v.5
no.2
s.16
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pp.89-95
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2005
Various tests are performed with the recycled concrete including compressive strength, flexural strength, splitting tensile strength, bonding strength and chloride ion penetration test. The basic data obtained from the presented test could be accumulated for the purpose of utilization in concrete structure. Most of the strength tests show that strength decrease a little extent with increasing substitution ratio of recycled coarse aggregate except splitting tensile test for the concrete with $100\%$ recycled fine aggregate. But in case of the $50\%$ substitution of recycled coarse aggregate, compressive strength, flexural strength and bonding strength are almost equal to the normal concrete. Chloride ion penetration test shows that the penetration amounts of chloride ion becomes more in proportion to the substitution ratio of recycled aggregate. But most of the results show that the permeability of recycled concrete is proper to use. The results of present study nay imply that the use of recycled aggregate for steam curing concrete is possible but the substitution ratio of recycled aggregate should be determined through further studies.
This study is experimentally investigated for characteristics of lightweight air-trapped soils with uniform quality. Previously, EPS (Expanded PolyStyrene) blocks are often used as lightweight embankment, but many problems such as the level difference and cracks were caused by plastic (creep) deformation. So, a new material development is urgent. By means of alternatives, lightweight air-mixed soil using in-situ soils has been developed and applied to fields. In comparison with EPS block, lightweight air-mixed soil has less plastic (creep) deformation in long period, but the strength characteristics are different according to the soils where they are obtained. Therefore, the quality management of lightweight air-mixed soil is very difficult. Therefore in this study, characteristics of lightweight air-trapped soil using a manufactured sand with uniform quality are investigated. To found out the compression and tensile characteristics of lightweight air-tapped soils, unconfined compression test and splitting tensile test are conducted on the specimens prepared with different unit weight, cement-sand ratio and air-pore.
Extensive experimental studies on remarkable mechanical properties Polypropylene Fibre Reinforced Self-compacting Concrete (PFRSCC) have been executed, including different fibre volume fractions of Polypropylene fibers (0.25%, 0.5%, 0.75%, and 1%) and different water to cement ratios (0.21, 0.34, 0.38, and 0.41). The experimental program was carried out by using two hundred and sixteen specimens to obtain the impact resistance and mechanical properties of PFRSCC materials, considering compressive strength, splitting tensile strength, and flexural strength. Statistical and analytical studies have been mainly focused on experimental data to correlate of mechanical properties of PFRSCC materials. Statistical results revealed that compressive, splitting tensile, and flexural strengths as well as impact resistance follow the normal distribution. Moreover, to correlate mechanical properties based on acquired test results, linear and nonlinear equations were developed among mechanical properties and impact resistance of PFRSCC materials.
Garcia, Victor J.;Marquez, Carmen O.;Zuniga-Suarez, Alonso R.;Zuniga-Torres, Berenice C.;Villalta-Granda, Luis J.
International Journal of Concrete Structures and Materials
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v.11
no.2
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pp.343-363
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2017
The objective of this work was finding out the most advisable testing conditions for an effective and robust characterization of the tensile strength (TS) of concrete disks. The independent variables were the loading geometry, the angle subtended by the contact area, disk diameter and thickness, maximum aggregate size, and the sample compression strength (CS). The effect of the independent variables was studied in a three groups of experiments using a factorial design with two levels and four factors. The likeliest location where failure beginning was calculated using the equations that account for the stress-strain field developed within the disk. The theoretical outcome shows that for failure beginning at the geometric center of the sample, it is necessary for the contact angle in the loading setup to be larger than or equal to a threshold value. Nevertheless, the measured indirect tensile strength must be adjusted to get a close estimate of the uniaxial TS of the material. The correction depends on the loading geometry, and we got their mathematical expression and cross-validated them with the reported in the literature. The experimental results show that a loading geometry with a curved contact area, uniform load distribution over the contact area, loads projected parallel to one another within the disk, and a contact angle bigger of $12^{\circ}$ is the most advisable and robust setup for implementation of BT on concrete disks. This work provides a description of the BT carries on concrete disks and put forward a characterization technique to study costly samples of cement based material that have been enabled to display new and improved properties with nanomaterials.
Polypropylene (PP) fibers for making fabric which is used for packing cement have a high strength and high tear resistance. Due to these excellent properties the present study investigates the effect of PP fibers on the mechanical strength of concrete. Mechanical strength parameters such as compressive strength, splitting tensile strength and flexural strength are evaluated. Structural integrity of concrete using Ultrasonic Pulse Velocity (UPV) was also studied. Concrete containing PP fibers in percentage of 0%, 0.15%, 0.25%, 0.5% and 0.75% was developed with a characteristic compressive strength of 25 MPa. Concrete cubes, cylinder and prismatic specimens were cast and tested. It was found that the UPV values recorded for all specimens were of the similar order. Test results indicated the used of PP fibers can significantly improve the flexural and splitting tensile strengths of concrete materials whereas it resulted a decreased in compressive strength. The relative increase in split tensile and flexural strength was optimum at a fiber dosage of 0.5% and a mild decreased were observed in 28 days compressive strength. The findings in this paper suggested that PP fibers deriving from these waste cement bags are a feasible fiber option for fiber-reinforced concrete productions.
Failure patterns of rock specimens represent valuable information about the mechanical properties and crack evolution mechanism of rock. Several kinds of research have been conducted regarding the failure mechanism of brittle material, however; the influence of brittleness on the failure mechanism of rock specimens has not been precisely considered. In the present study, experimental and numerical examinations have been made to evaluate the physical and mechanical phenomena associated with rock failure mechanisms through the uniaxial compression test. In the experimental part, Unconfined Compressive Strength (UCS) tests equipped with Acoustic Emission (AE) have been conducted on rock samples with three different brittleness. Then, the numerical models have been calibrated based on experimental test results for further investigation and comparing the micro-cracking process in experimental and numerical models. It can be perceived that the failure mode of specimens with high brittleness is tensile axial splitting, based on the experimental evidence of rock specimens with different brittleness. Also, the crack growth mechanism of the rock specimens with various brittleness using discrete element modeling in the numerical part suggested that the specimens with more brittleness contain more tensile fracture during the loading sequences.
Proceedings of the Korea Concrete Institute Conference
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2003.05a
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pp.287-292
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2003
The large-scale direct tension tests of plain concrete were performed and then the complete load-CMOD(crack mouth opening displacement) curves with a stable postpeak descending part were presented. Two independently controlled actuators were used to ensure a homogeneous increasing of CMOD in both notches of a specimen and to avoid secondary flexural stresses. It was compared the fracture energies from the test results with them from a classical prediction equation by Bazant and Oh (983), The results are indicated that the fracture energies from these large-scale direct tensile tests are large as 1.5-2 times on average against them from the Bazants prediction equation. But the tensile strength for large-size specimens was about half of the values determined from the splitting tensile strength tests for 10 by 20mm cylindrical specimens due to size effect.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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