This study aims to establish a new methodological framework for the evaluation of the evolution of the reliability of plain concrete for pavement vs number of cycles under flexural fatigue loading. According to the framework, a new method calculating the reliability was proposed through probability simulation in order to describe a random accumulation of fatigue damage, which combines reliability theory, one-to-one probability density functions transformation technique, cumulative fatigue damage theory and Weibull distribution theory. Then the statistical analysis of flexural fatigue performance of cement concrete tested was carried out utilizing Weibull distribution. Ultimately, the reliability for the tested cement concrete was obtained by the proposed method. Results indicate that the stochastic evolution behavior of concrete materials under fatigue loading can be captured by the established framework. The flexural fatigue life data of concrete at different stress levels is well described utilizing the two-parameter Weibull distribution. The evolution of reliability for concrete materials tested in this study develops by three stages and may corresponds to develop stages of cracking. The proposed method may also be available for the analysis of degradation behaviors under non-fatigue conditions.
Ecological issues such as natural resource reduction and enormous waste disposals are increasingly leading in developing civilization toward sustainable construction. The two primary environmental issues are the depletion of natural resources and the disposal of trash in open landfills. Waste steel fiber (WSF) was investigated for usage as a cement-based concrete (CBC) constituent in this research. Recycling waste fibers both makes cement composites more long and cost-effective, also aids in pollution reduction. The objective of this study is to analyze the impacts of waste fiber on the fresh and mechanical features of concrete using recycled additives. A comparative research on the durability and mechanical qualities of fiber-reinforced concrete (FRC) constructed with natural aggregates was conducted for this aim. The obstacles to successful WSF recycling methods application in the building industry have been investigated, resulting that CBCs with these fibers make an economic and long lasting choice to deal with waste materials. The workability of fiber enhanced concrete was found to be comparable to that of normal concrete. Fibers have a considerable impact on the splitting tensile strength, flexural and compressive strength of recycled concrete. Fiber may enhance the water permeability. When the WSF content is 0.6 kg/m3, the water absorption is nearly half. Fibers would have no effect on its permeability.
Concrete surfaces have weak surface strength due to bleeding and laitance, and problems such as peeling, cracking, and cracking may occur. In particular, underground parking lots can be said to be more vulnerable to peeling, breaking, and cracking if excessive loading of materials and equipment movement are not managed at the initial age after placing of concrete. Cracks, peeling, and cracking problems in slab concrete in underground parking lots of apartments can lead to leakage problems and affect finishing materials constructed on top of topping concrete, reducing the performance required for waterproof materials. Therefore, in this study, the bleeding and surface strength according to the standard of topping concrete and the use of admixture were reviewed to solve the crack, peeling, and cracking problems among the types of defects in underground parking lot slab concrete. As a result, it was derived that the optimal concrete compressive strength is 30MPa or more, and it is a reasonable performance design method to prohibit the substitution of admixtures.
International Journal of Concrete Structures and Materials
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제7권1호
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pp.61-69
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2013
This paper discusses the properties of RCA, the effects of RCA use on concrete material properties, and the large scale impact of RCA on structural members. The review study yielded the following findings in regards to concrete material properties: (1) replacing NA in concrete with RCA decreases the compressive strength, but yields comparable splitting tensile strength; (2) the modulus of rupture for RCA concrete was slightly less than that of conventional concrete, likely due to the weakened the interfacial transition zone from residual mortar; and (3) the modulus of elasticity is also lower than expected, caused by the more ductile aggregate. As far as the structural performance is concerned, beams with RCA did experience greater midspan deflections under a service load and smaller cracking moments. However, structural beams did not seem to be as affected by RCA content as materials tests. Most of all, the ultimate moment was moderately affected by RCA content. All in all, it is confirmed that the use of RCA is likely a viable option for structural use.
The present work looks at the possibilities of recycling more than once demolished concrete as coarse aggregates, to produce new concrete. Different concrete mixes were made with substitutions of 50%, 75% and 100% of recycled concrete aggregates respectively as coarse aggregates. The physico-mechanical characterization tests carried out on the recycled concrete aggregates revealed that they are suitable for use in obtaining a structural concrete. The resulting concrete materials had rheological parameters, compressive strengths and tensile strengths very slightly lower than those of the original concrete even when 100% of two cycles recycled concrete aggregates were used. The durability of the recycled aggregates concrete was assessed through water permeability, water absorption and chemical attacks. The obtained concretes were thought fit for use as structural materials. A linear regression was developed between the strength of the material and the number of cycles of concrete recycling to anticipate the strength of the recycled aggregates concrete. From the results, it appear clear that recycling demolished concrete represents a valuable resource for aggregates supply to the concrete industry and a the same time plays a key role in meeting the challenge for a sustainable development.
Sriravindrarajah, Rasiah;Wang, Neo Derek Huai;Ervin, Lai Jian Wen
International Journal of Concrete Structures and Materials
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제6권4호
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pp.239-246
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2012
Pervious concrete is a tailored-property concrete with high water permeability which allow the passage of water to flow through easily through the existing interconnected large pore structure. This paper reports the results of an experimental investigation into the development of pervious concrete with reduced cement content and recycled concrete aggregate for sustainable permeable pavement construction. High fineness ground granulated blast furnace slag was used to replace up to 70 % cement by weight. The properties of the pervious concrete were evaluated by determining the compressive strength at 7 and 28 days, void content and water permeability under falling head. The compressive strength of pervious concrete increased with a reduction in the maximum aggregate size from 20 to 13 mm. The relationship between 28-day compressive strength and porosity for pervious concrete was adversely affected by the use of recycled concrete aggregate instead of natural aggregate. However, the binder materials type, age, aggregate size and test specimen shape had marginal effect on the strength-porosity relationship. The results also showed that the water permeability of pervious concrete is primarily influenced by the porosity and not affected by the use of recycled concrete aggregate in place of natural aggregate. The empirical inter-relationships developed among porosity, compressive strength and water permeability could be used in the mix design of pervious concrete with either natural or recycled concrete aggregates to meet the specification requirements of compressive strength and water permeability.
Kim, Byung-Gon;Shin, Hyunjin;Lee, Seunghak;Park, Junboum
한국지하수토양환경학회지:지하수토양환경
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제21권2호
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pp.1-7
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2016
Ferrous slag is a by-product from steel making process and waste concrete is generated from construction activities. Large part of ferrous slag and waste concrete are recycled as construction materials. However, Ca2+ leaching out of ferrous slag and waste concrete in the water-contacting environment can cause a strength change. Strength can be reduced due to the dissolution of solid form of CaO which is one of the main contents of ferrous slag and waste concrete. On the other hand, strength can be enhanced due to the pozzolanic reaction of cementitious components with water. In this study, steelmaking slag, blast furnace slag, and waste concrete were aged by exposure to raining events, and the change of their compaction and shear strength characteristics was investigated. Optimum moisture content of all materials used in this study increased with aging period while maximum dry unit weight slightly decreased, implying that the relative contents of fine particles increased as the CaO solid particles were dissolved. Internal friction angle and shear strength of recycled materials also increased with aging period, indicating that the materials became denser by the decrease of void ratio attributed to the fine particles generated during the weathering process and the development of cementitious compounds increasing the bonding and interlocking forces between the particles. The results of this study demonstrated that mechanical strength of recycled materials used as construction materials has little chance to be deteriorated during their service life.
석탄재는 건축 및 건설 산업에서 모래의 대체재로 사용되어 왔다. 그러나, 무연탄의 고갈에 따른 유연탄의 사용이나, 탈황공정에서 공기정화의 목적으로 사용된 생석회의 사용으로 인한 팽창성분의 혼입으로 인해 최근 석탄재를 혼입한 콘크리트에서 팝아웃 문제가 발생하고 있어 석탄재의 콘크리트 재활용을 심각하게 제한하고 있다. 본 연구에서는 석탄재 콘크리트 팝아웃 문제를 유발하는 성분을 특정하고, 이를 해결하기 위한 방안으로 팽창성분을 미리 완전히 팽창시키기 위한 전처리 방법을 제안하였다. 석탄재에 혼입된 산화칼슘을 완전히 팽창시킬 수 있는 10분씩 2회 처리하는 최적조건을 적용하여 콘크리트의 팝아웃 및 압축 강도 저하의 문제를 극복할 수 있었다. 본 연구에서 제안된 비용 및 시간 효율적인 수처리 방법은 석탄재의 콘크리트로의 재활용을 활성화 시킬 것으로 기대된다.
The amount of wave propagation through a rubber concrete construction is the subject of the current investigation. Rubber tire waste was used to make two different types of cement mixtures. One type contains sand substitute in amounts ranging from 15% to 60% of the total volume, while the other has gravel with diameters of 3/8 and 8/15 and 15% sand in the same mixture. A wide variety of concrete forms and compositions were created, and their viscous and solid state characteristics were assessed, along with their short-, medium-, and long-term strengths. Diffusion, density, mechanical strength resistance to compressive force, and ultrasound wave propagation were also assessed. The water-to-cement ratio and plasticizer were used in this investigation. In the second part of the study, an analytical model is presented that simulates the experimental model in predicting the speed of waves and the frequencies accompanying them for this type of mixture. Higher order shear deformation beam theory for wave propagation in the rubberized concrete beam is developed, considering the bidirectional distribution, which is primarily expressed by the density, the Poisson coefficient, and Young's modulus. Hamilton's concept is used to determine the governing equations of the wave propagation in the rubberized concrete beam structure. When the analytical and experimental results for rubber concrete beams were compared, the outcomes were very comparable. The addition of rubber gravel and sandy rubber to the mixture both resulted in a discernible drop in velocities and frequencies, according to the data.
International Journal of Concrete Structures and Materials
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제2권1호
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pp.49-55
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2008
The disadvantage of PMM's (polymer-modified mortars) that are currently on the market is the utilization of expensive polymer additives and also the cost of the other components. One of the possibilities how to decrease this price is the effective utilization of waste materials which are very inexpensive in spite of their good properties. The combinations of different degree in polymer adhesiveness and waste secondary raw materials - fly ash - are experimentally verified in the paper. The use of fly ash in adhesive materials for ceramic tiles is limited by unsatisfactory initial adhesiveness to sintered ceramic sherd as a result of a running pozzolanic reaction that lowers the efficiency of polymer additives. On the other hand, the use of adhesive and backfill coating materials for gluing ETICS board insulation materials has brought very good results.
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[게시일 2004년 10월 1일]
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