Calibration by gravimetric losses of electrochemical corrosion rate measurement using modulated confinement of the current

The measurement of on site corrosion rate is a technique that has been extended for the increasing necessity to determine the service life of concrete structures. The most reliable method is the Polarization Resistance determination by means of the modulated confinement of the current. In the present paper, a calibration of corrosion rate measurements with the modulated confinement of the current method (MCC) is given, comparing the electrochemical results with the gravimetric losses of the rebars. This gravimetric comparison is the reference for the correct calibration of the corrosion rate measurement, following the RILEM Recommendation of TC 154-EMC. Some concrete slabs with different chloride contents were made. In some cases, a hole was drilled over some steels for an additional chloride introduction during the test in order to develop very localized attack. The comparison of electrochemical and gravimetric metal losses confirms the reliability of the modulated confinement of the current method, except when the concrete is very young due to the very low resistivity. Confinement is then not always reliable when the concrete is very wet, and the attenuation of potential method has to be used instead.

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Résumé La mesure de la vitesse de corrosion sur place est une technique qui a été étendue du fait de la nécessité croissante de déterminer la durée de service d'ouvrages en béton. La méthode la plus fible est la détermination de la Résistance de Polarisation au moyen de l'anneau de garde modulant le courant. Dans ce travail, un calibrage de la mesure de la vitesse de corrosion avec la méthode du confinement modulé du courant (MCC) est etudié et les résultats ont été comparés avec les pertes gravimétriques de l'acier. Cette comparaison gravimétrique est la référence pour le calibrage correct de la mesure de la vitesse de corrosion, selon la Recommandation RILEM de la Commission Technique 154-EMC. Quelques dalles de béton avec différentes concentrations de chlorure ont été fabriquées. Dans certains cas, un trou a été fait sur quelques armatures pour un ajout supplémentaire de chlorure pendant les essais afin de développer une attaque très localisée. La comparaison de pertes électrochimiques et gravimétriques de métal confirme la fiabilité de la méthode du confinement modulé du courant, sauf quand le béton est très jeune, en raison d'une résistivité très basse. Le confinement n'est pas toujours fiable quand le béton est très mouillé, il faut alors utiliser la méthode de l'atténuation du potentiel.

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Editorial Note Dr. Carmen Andrade is a Member of the RILEM Bureau (outgoing, president) as well as a Member of RILEM TAC (Technical Activities Committee) and a RILEM Senior Member. She is the Chairlady of RILEM TC MAM ‘Model assisted life monotoring of corrosion induced damage of reinforced concrete structures’ and she also participates in RILEM TCs 189-NEC ‘Non-destructive evaluation of the ‘covercrete’ (concrete cover)’, LTP ‘Life time performance of materials and structures’, 199-CUA ‘Concrete: use of additions’ and INR ‘Interpretation of NDT results and assessment of RC structures’. The CSIC (Instituto ‘Eduardo Torroja’ de Ciencias de la Construcción, IETcc), Spain, is a RILEM Titular Member. Mrs Isabel Martizez participates in the above-mentioned RILEM TC INR.     

Accelerated leaching of ultra high performance concretes by application of electrical fields to simulate their natural degradation

When an electrical field is applied to a cementitious material, the ions of its pore solution move to the cathodic and anodic electrodes. As a consequence, an acceleration of the leaching degradation process may cause the dissolution of the solid phases. Several researchchers have applied this kind of method to the study of the leaching of cementitious materials, but mainly on cement paste. The study of leaching in concretes by this method is more difficult as, on the one hand, the high resistivity of these materials implies a quite low intensity passing through the concrete even at high voltage applied and characterisation of the degraded zones is doubtful. In this paper, electrical fields are applied to determine the ability of these methods to characterise and classify ultra high performance concretes (UHPC). Three different mixes of UHPC have been submitted to a migration test in galvanostatic conditions, using granitic water as electrolyte, and analysing the resulting electrolytes and the solid sample by different techniques. As a reference, the results have been compared with those obtained by following the standard ANSI/ANS-16.1-1986 “Measurement of the leachability of solidified low-level radioactive wastes by a short term procedure”. From this research, it could be deduced that the migration method accelerates very much the leaching process and gives a longer-term classification of different mixes of concretes against the degradation by natural water. The research presented in this paper has been carried out as part of the research project named “UNICORN”, supported by the Basic BRITE-EURAM Program of the EU.

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Résumé Lorsque un champ électrique est appliqué à un matériel cimentaire, les ions de la solution qui se trouvent dans les pores se déplacent vers les cathodes et les anodes en provoquant une accélération des processus de dégradation par lixiviation. Plusieurs chercheurs ont appliqué ce type de méthode à l’étude de la lixiviation dans les matériaux cimentaires, mais surtout à la pate de ciment. L’étude de la lixiviation dans les bétons en utilisant cette méthode est assez difficile, car d’une part, la grande résistivité de ces matériaux implique une faible intensité traversant le béton, même en appliquant des voltages élevés, et la caractérisation des zones dégradées est incertaine. Dans cet article, les champs électriques sont appliqués afin de déterminer la capacité pour cette méthode de caractériser et classifier les bétons d’ultra-haute performance (UHPC). Trois mélanges différents de UHPC ont été soumis à des essais de migration dans des conditions galvanostatiques, en utilisant de l’eau granitique comme électrolyte, et en analysant les électrolytes en résultant et les échantillons solides par diverses techniques. Comme référence, les résultats ont été comparés avec ceux obtenus selon la norme ANSI/ANS-16.1-1989. De cette étude, on pourrait déduire que la méthode de migration accèlère beaucoup les processus de lixiviation et donne à long terme une classification des différents mélanges de bétons en fonction de la dégradation par l’eau naturelle. La recherche présentée dans cet article fait partie d’un projet de recherche nommé UNICORN, et est supporté par le programme basique BRITE-EURAM de l’Union Européenne.

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Editorial Note Dr. Maria Cruz Alonso is a RILEM Senior Member and participates in the work of RILEM TC 178-TMC: ‘Testing and modelling chloride penetration in concrete’. Dr. Carmen Andrade is the President of RILEM and a RILEM Fellow. She is the Chairlady of RILEM TC 178-TMC. She also participates in RILEM TCs 185-ATC ‘Advanced testing of cement-based materials during setting and hardening’ and NEC ‘Non-destructive evaluation of the ‘covercrete’ (concrete cover)’. Dr. Castellote is a member of RILEM TC 178-TMC. The IETcc (CSIC) is a RILEM titular Member.     

Results of three comparative test series for determining the fracture energyG F of concrete

RILEM Technical Committee 50—Fracture Mechanics of Concrete, has put forward a proposal for a recommendation for the determination of the fracture energy G_F of mortar and concrete. In connection with the above three comparative test series were arranged in order to collect information and experience regarding the proposed method. 14 laboratories from 9 countries were involved and about 700 beams were tested. This paper gives a condensed summary of the results.

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Résumé La Commission Technique de la RILEM 50-FMC—Mécanique de la rupture du béton—a proposé, en vue d'établir une recommendation, une méthode de mesure de l'énergie de rupture G_F du mortier et du béton. Au cours de l'élaboration de cette méthode, trois séries d'essais comparatifs ont été faites afin de réunir des informations et établir une expérience sur la méthode proposée. 14 laboratoires de 9 pays ont coopéré et environ 700 poutres ont été essayées. Le rapport donne un résumé concentré des résultats. La première série (tableau II) a eu pour but de rassembler des expériences qui ont permis d'opérer certains changements. Lors de la deuxième série, on a mesuré, outre G_F, le module d'élasticité E et la résistance à la traction f_t. Ces valeurs ont été déterminées en partie par les essais des poutres et en partie par des méthodes de mesure normales. II s'est trouvé que les valeurs de E et de f_t déterminées par les essais des poutres étaient trop incertaines pour une utilisation pratique. La troisième série (tableau IV) a été exécutée pour étudier l'influence de la dimension de la poutre sur la valeur mesurée de G_F. II semble que l'effet soit considérable de sorte que la valeur mesurée de G_F augmente avec la dimension de la poutre. On montre cependant que cette influence n'est pas plus importante dans la pratique que, par exemple, l'effet de la dimension dans les essais de résistance à la pression.

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Investigation into methods of chloride analysis of South African cement and cement-related materials with low chloride concentrations

This paper describes the findings of an investigation into the preferred method of chloride analysis on South African cement, clinker and raw materials, with low levels of chloride. The investigation entailed two parts. In the first part the reproducibility of the results obtained with the standard method (EN 196-21), employing an indirect Volhard titration to determine the total chloride content of the samples, were investigated. In the second part the reproducibility of the results obtained, employing alternative dissolution methods and an automated potentiometric titration, was investigated. It was found that the Volhard method produced highly variable results. The alternative procedures were found to be more precise and reliable. It was found that chloride measurements with an ion-selective electrode is more sensitive and yield better results in an acetate-containing medium than in a nitrate containing one. These conclusions were verified by statistical manipulation, using analysis of variance (ANOVA). The work performed showed that best results for chloride determinations at low levels are obtained if the method of standard additions is employed.

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Résumé Cet article décrit les découvertes d'une étude dans la méthode préférée d'analyse de chlorure sur le ciment sudafricain, le clinker et les matières premières, avec moins de chlorure. Cette étude a compris deux parties. Dans la première partie, la reproductibilité des résultats obtenus avec la méthode standard (EN 196-21), employant une titration indirecte de Volhard pour déterminer la quantité de chlorure totale des échantillons, a été examinée. Dans la deuxième partie, la reproductibilité des résultats obtenus, a été examinée, employant des méthodes de dissolution alternatives et une titration potentiométrique automatisée. Il a été trouvé que la méthode de Volhard produit des résultats fortement variables. Les procédures alternatives ont été trouvées plus précises et fiables. Il a été trouvé que les mesures de chlorure avec une électrode sélective d'ion sont plus sensibles et donnent de meilleurs résultats dans un milieu acétate que dans un milieu nitrate. Ces conclusions ont été vérifiées par la manipulation statistique, utilisant l'analyse des variances (ANOVA). Ce travail a montré que les meilleurs résultats pour les déterminations des quantiés moindres de chlorure sont obtenus en utilisant la méthode de compléments standard.

     

Experimental results obtained with proposed RILEM durability test method for curtain wall sealants

Over the past six year, RILEM TC 139-DBS has been developing a RILEM Technical Recommendation (RTR) for a durability test method for curtain wall joint sealants. As the committee started to converge towards the final test method, the importance of evaluating the behaviour of a set of sealants under comparative conditions became apparent in order to validate the proposed durability test method. This paper provides a summary of the results obtained with the procedure described in the April 1999 draft. The study shows that the test method is able to differentiate between products with regard to their resistance to accelerated ageing and mechanical cycling. The type of failure and the changes in surface appearance obseved during the test regime are similar to those observed in actual service conditions. Sealant degradation resulting from the durability cycles was slower than had been anticipated for most sealant systems. The dynamic conditioning procedure (movement during cure) reduced joint durability for some of the tested products, but increased it for others. The fatigue cycling clearly accelerated sealant degradation.

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Résumé Au cours des six dernières années, le groupe RILEM TC 139-DBS s'est attaché à développer une recommandation technique RILEM (RTR) couvrant une méthode de test qui évalue la longévité des mastics de scellement des murs-rideaux. Lorsque les travaux du comité ont commencé à converger vers une seule méthode, il est apparu nécessaire de valider cette méthode de test de longévité en testant le comportement d'un ensemble de mastics soumis aux conditions proposées. Le présent document fournit un condensé des résultats obtenus en appliquant la méthode provisoire décrite dans le document daté d'avril 1999. L'étude montre que la méthode proposée est capable de mettre en évidence des différences de comportement entre les produits testés quant à leur résistance au vieillissement accéléré et aux contraintes mécaniques cycliques. Les types de rupture et les modifications apparentes des surfaces observés durant les tests sont semblables aux modifications observées en réalité. La dégradation des mastics suite aux contraintes cycliques est plus lente que généralement attendue. La procédure de conditionnement dynamique (les joints étaient en mouvement pendant leur réticulation) diminue la durée de vie de certains mastics mais l'augmente pour d'autres. Les cycles de fatigue accélèrent la dégradation de tous les échantillons.

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Dr. Andreas T. Wolf is a RILEM Senior Member. He is chaining RILEM TC SBJ ‘Service Life Prediction of Sealed Building and Construction Joints’ Prof. Allan R. Hutchinson is a RILEM Senior Member. He is the Secretary of RILEM TC SBJ Mr. Timothy G. B. Jones is a RILEM Student Member.     

Détermination des déformations relatives internes dans un ouvrage en béton

Résumé Cette recherche a été entreprise pour vérifier la validité d'une nouvelle méthode de mesure des déformations relatives internes, dans des ouvrages en béton déjà construits. Le principe de la méthode consiste à forer, dans l'ouvrage, un trou, puis à le reboucher par scellement d'une carotte à l'intérieur de laquelle ont été placés des extensomètres. La méthode est basée sur un étalonnage préalable, qui permet d'obtenir des coefficients de corrélation entre une solution monolithe et une solution carottée. C'est cet étalonnage qui est exposé tout au long de cette étude. En dehors des régions où les sollicitations sont complexes, cette méthode permet d'obtenir de précieux renseignements sur le comportement mécanique de l'ouvrage. Elle a été employée sur un grand chantier de la région parisienne, et les résultats obtenus sont très satisfaisants.     

Service life prediction of concrete bridge decks repaired with bonded concrete overlays

Service life predictions with respect to chloride initiated corrosion of repaired concrete bridge decks are of major concern in order to develop cost-efficient repair strategies. A service life prediction incorporates a service life criterion, a concrete cover and a method to predict the chloride ingress rate. All three topics are discussed and quantified in this paper on old concrete bridge decks repaired by water jetting and bonded steel fibre reinforced concrete overlays. The service lives for two bridge decks are estimated. The parameters used are based on comprehensive field studies of repaired decks that have been in service between five and ten years after the repairs. The proposed method is capable of taking the distribution of covers and transport coefficients into consideration and any probabilistic level could be used. All calculations can be made by hand and no subjective decisions are needed. The serice life with respect to chloride initiated corrosion was found to be more than 100 years for the repaired concrete bridge decks. Bonded concrete overlays constitute a durable repair alternative for deteriorated concrete bridge decks.

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Résumé En ce qui concerne la corrosion due aux chlorures, les prédictions de durée de vie en service, après rénovation, des tabliers de ponts en béton sont de première importance pour développer une stratégie de rénovation financièrement efficace. Une telle prévision est constituée d'un critère de durée de vie, d'une couverture en béton et d'une méthode pour prédire le taux de pénétration des chlorures. Ces trois aspects sont discutés et quantifiés dans cet article sur les vieux tabliers de ponts en béton, réparés par un giclage d'eau et une couverture en béton armé avec des fibres d'acier. Ensuite, les durées de vie en service de deux tabliers de ponts sont estimées. Les paramètres utilisés sont determinés à partir d'une étude d'ensemble de tabliers qui ont été en service entre cinq et dix aus après rénovation. La méthode proposée est capable de prendre en considération la distribution de la couverture et les coefficients de transports; n'importe quel niveau de probabilité peut être utilisé. Cette méthode est facile à employer et à comprendre. Tous les calculs peuvent être faits à la main et aucune décision subjective n'est nécessaire, ce qui rend la méthode indépendante de la personne qui réalise la prédiction de durée de vie. En ce qui concerne la corrosion due aux chlorures, la durée de vie en service a été estimée à plus de 100 ans pour les tabliers réparés. Fixer une converture de béton constitue une alternative durable pour la rénovation des tabliers de ponts en béton qui sont détériorés.

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Editorial Note The Royal Institute of Technology is a RILEM Titular Member.     

The application of pull-out test to high strength concrete estimation

The paper compares the results of non-destructive (pull-out, pulse velocity, hardness) tests conducted to determine the compressive strength of concrete specimen with strength from40 to80 MPa. The pull-out method is seen to exhibit greater sensitivity and precision in the results. It is particularly efficient for high strength concrete (60÷80 MPa). In this case, it may be convenient to combine the ultrasonic/pull-out methods, or else, the ultrasonic/hardness/pull-out methods.

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Résumé On présente les résultats d'essais non-destructifs effectués pour déterminer la résistance en compression des bétons de haute et moyenne résistance (40÷80 MPa). On examine la méthode de l'essai d'adhérence par traction, de la vitesse d'impulsion des ultrasons, du scléromètre, la méthode combinée roumaine (scléromètre, ultrasons). On étudie la sensibilité, la précision de chaque méthode avec une analyse statistique des données expérimentales, en notant les avantages et les désavantages de leur application. La méthode de l'essai d'adhérence en traction est sans doute la méthode la plus précise pour la résistance en compression de40÷80 MPa. Toutefois son emploi est limité; car on ne peut déterminer la résistance du matériau que dans les points de la structure où l'on a placé les tiges d'acier. Les ultrasons, le scléromètre et surtout la méthode combinée, en dépit d'une certaine dispersion des résultats (cette dispersion devient remarquable dans l'intervalle de résistance60÷80 MPa) permettant d'essayer, en peu de temps, une quantité considérable de béton. On conclut que la combinaison de ces méthodes (essai d'adhérence par traction, méthode combinée roumaine ou essai d'adhérence par traction-ultrasons) se prête le mieux à la détermination de la résistance.

     

Assessment of glass fibre reinforced cement byin-situ SEM bending test

The purpose, development and the first results of a new test method, an SEMin-situ 3-point flexural test are presented. A large SEM chamber housing a eucentric tensile testing rig has been redesigned and fitted with a new apparatus enabling microfracture processes in bending to be simultaneously scanned and the corresponding load/deflection and other data and parameters accurately recorded. The new test facility provides an opportunity to obtain new quantitative and qualitative data considerably more relevant to the fracture processes concerned than those obtained when previous SEMin-situ tests are used. It is now possible to examine specimens of a more realistic size and including different types of reinforcement in bending, a very common and practical mode of loading. The new test method has been initially applied to an investigation of fracture mechanism in glass fibre reinforced cement (GRC) where the results have shown major differences between flexural performance of aged and unaged GRC. Thein-situ SEM flexural test offers an effective new tool for the investigation of the complex micro-fracture mechanics of fibre reinforced composites as represented by cement reinforced with bundles of glass fibres.

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Résumé Cette étude présente le développement et les premiers résultats d’une nouvelle méthode d’essai par un microscope électronique au scanner utilisant 3 points de flexion. L’équipement de la chambre large d’essai de traction par flexion a été modifié et ajusté avec un nouvel appareil favorisant le processus de la microrupture. Ce dernier permet simultanément de scanner et d’enregistrer la charge-déformation ainsi que d’autres paramètres avec une bonne précision. L’équipement du nouvel essai permet d’obtenir d’avantages de nouvelles données relatives au processus de rupture qu’avec l’ancien microscope électronique au scanner. Il est maintenant possible d’examiner les échantillons ayant des dimensions réalistes et incluant différents type de renforcement et de modes communs et pratiques de chargement. La nouvelle méthode d’essai a été utilisée dans l’étude du mécanisme de la rupture des composites ciment-fibres de verre (CCV) où les résultats ont montré des différences majeures entre les performances de la flexion des échantillons en vieillissement normal et accéléré. L’essai de flexionin-situ du microscope électronique avec scanner offre un outil efficace pour l’étude de la mécanique de la microrupture des composites, tels les composites ciment-fibres de verre.

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Editorial Note Prof, P. J. M. Bartos is a Senior Member and the Chaiman of the RILEM 145-WSM: Workability of special concrete mixes. He is also a member of RILEM TC 162-TDF: Test and design methods for steel fibre reinforced concrete and RILEM TC 174-SCC: Self-compacting concrete.     

On the measurement of concrete fracture energy using three-point bend tests

The RILEM proposal for measuring the fracture energy (G_F) of mortar and concrete by means of three-point bend tests on notched beams [1] aroused a vivid discussion on the size dependence of G_F. The authors of this note, in 1992, summarized in three papers [2–4] their research on the RILEM proposal, placing special emphasis on several sources of energy dissipation during testing. In particular, it was shown that the dissipated energy at the very end of the test cannot be neglected for small specimens when tests are stopped at a reasonably small rotation. The interest raised by these papers and the publication of comments with remarkable misunderstanding, as in a recent book by Cotterell and Mai [5], call for a short note explaining in more detail some aspects of the procedure suggested by the authors to compute the nonmeasured energy from the tail in a RILEM test.

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Résumé La méthode proposée par la RILEM pour mesurer l'énergie de rupture (G_F) du béton et du mortier au moyen d'essais de flexion trois points sur des poutres entaillées [1] a donné lieu à une discussion vive sur l'incidence de la taille sur G_F. En 1992, les auteurs avaient résumé au cours de trois articles [2–4] leurs recherches sur cette méthode RILEM, en soulignant le fait qu'il existe plusieurs sources de dissipation d'énergie lors des essais. En particulier, il avait été démontré que l'énergie dissipée tout à la fin de l'essai ne peut être négligée pour des éprouvettes de petite taille lorsque ces essais sont arrêtés après une petite rotation. L'intérêt suscité par ces articles et la publication de commentaires démontrant une méprise remarquable, tels que dans le livre récent par Cotterell et Mai [5], appellent à une courte note pour expliquer en plus de détail quelques aspects de la procédure suggérée par les auteurs pour le calcul de l'énergie non mesurée à la fin de l'essai RILEM.

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Editorial note Prof. M. Elices and Prof. J. Planas are RILEM Senior Members. Dr. G.V. Guinea was awarded the Robert l'Hermite Medal in 1994 for his outstanding research work. Prof. Elices is participating in the work of TC 147-FMB on Fracture Mechanics application to anchorage and Bond and 148-SSC on Test methods for the Strain Softening response of Concrete. Prof. Elices and Prof. Planas are both members of the Editorial Group of TC 90-FMA on Fracture Mechanics of Concrete-Applications. Prof. Elices is a Counsellor of the RILEM Coordinating Committee.     

Contribution à la Détermination des Fonctions de Transfert par la Méthode du ‘Bord de Plage’

On étudie la mise en oeuvre de la mesure de la fonction de transfert par la méthode dite du ‘bord de plage’, qui consiste à analyser l'image d'une fente lumineuse par un couteau d'amplitude puis à traiter a posteriori le signal par un ordinateur en utilisant les différentes approximations proposées par Tatian. On mesure sur deux objectifs la fonction de transfert optique par cette méthode. On compare les résultats à la fonction de transfert de modulation obtenue par une méthode analogique.     

A general bilinear fit for the softening curve of concrete

The softening function is the main input needed to model the fracture of concrete when using a cohesive crack approach. The simplest softening function that describes concrete behaviour reasonably well is a bilinear one. It is defined by four parameters: the tensile strength f_t, the specific fracture energyG _F, and two parameters characterizing the shape of this function. Here it is shown how these parameters can be derived from experimental measurements on notched beam tests. In particular, the parameters characterizing the shape of the function come from knowledge of the tail of the load-displacement curve and from the recorded maximum loads when similar beams of different sizes are tested.

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Resume La modélisation des fissures dans le béton par des fissures cohésives s'est avérée être un procédé très utile. Une des composantes de base du modèle est la courbe d'amollissement. Il est bien connu que la forme de cette fonction a une influence déterminante sur la réponse structurelle, en particulier sur la courbe force-déplacement. Cet article prèsente une nouvelle méthode d'identification des propriétés essentielles de la courbe d'amollissement à partir d'essais sur des poutres entaillées. Une courbe d'amollissement quelconque dépendant de quatre paramètres peut être envisagée; mais l'article est centré sur une relation bilinéaire à quatre degrés de liberté. On montre que quatre paramètres géométriques essentiels de la courbe peuvent être facilement estimés à partir d'essais classiques (les essais ASTM de module élastique et de traction indirecte-brésilien-et la recommandation de la RILEM pour la mesure de l'énergie de fracture par la méthode du travail de fracture). On applique la méthode pour déterminer ces parmètres à des résultats d'essais faits au préalable par les auteurs, et on compare les résultats obtenus pour la courbe d'amollissement GBF (de l'anglais ‘general bilinear fit’) avec d'autres approximations bilinéaires que l'on trouve dans la littérature. La différence la plus importante est que l'identification GBF montre une extrémité beaucoup plus longue que le reste des approximations. Le résultat essentiel est que toutes les approximations donent une bonne prédiction de la courbe force-déplacement dans la région proche du pic de charge, mais seule l'approximation bilinéaire à longue extrémité (GBF) donne aussi une excellente prédiction des régions post-pic et post-pic lointaine.

     

Characterisation of the gas transport properties of porous materials by determining the radon diffusion coefficient

A method for the determination of the diffusion coefficient of materials by using the radioactive gas radon is presented. This gas is inert and extremely low concentrations can be detected because of the radioactive decay. The method was applied to mortars and concretes in order to optimise their composition with respect to a low radon diffusion rate. These optimised materials are to be used for concrete slabs in buildings. Compared to regular concrete, a reduction of the radon diffusion rate by more than 90% could be achieved.

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Résumé L’article présente une méthode destinée à la détermination du coefficient de diffusion de matériaux poreux à l’aide du gaz noble radon. En raison de la décroissance radioactive de ce gaz inerte, on peut mesurer des concentrations extrémement basses. Cette méthode était appliquée afin d’optimiser la composition du béton et du mortier dans le but d’obtenir un coefficient de diffusion aussi faible que possible. Ces bétons et mortiers optimisés seront utilisés pour des dalles dans des batiments. Comparé à des bétons de composition moyenne, une réduction du taux de diffusion du radon de plus de 90% a pu être réalisée.

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Editorial Note Prof. K. Gaber is a RILEM Senior Member Prof. M. J. Setzer is a RILEM Senior Member and the Chairman of the RILEM Technical Committee 176 IDC. ‘Internal damage of concrete due to frost action’ and participates to the work of RILEM Technical committee 178-TMC: ‘Testing and modelling chloride penetration in concrete’.     

The strain compensated modular ratio method and its application

A method is presented for calculation of the design state of stress in the working range in an arbitrary cross section of a cracked reinforced concrete beam, using the value of the modular ration as the only unknown coefficient. The method is applied to shrinkage in reinforced concrete.

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Résumé On décrit une méthode par laquelle les charges admissibles engendrées dans les conditions de service, ainsi que leur distribution dans un élément de poutre en béton armé délimité par deux fissures adjacentes, peuvent être calculées au moyen d'une simple inconnue, la valeur du coefficient d'équivalence “n”. On tient compte du fluage et des déplacements relatifs entre les matériaux. On a vérifié la méthode pour les charges dues au retrait, la valeur correspondante de n étant d'abord déterminée à partir de certains résultats de mesure puis substituées dans les formules à la contrainte limite supérieure de l'armature et au fléchissement maximal. On a comparé les résultats avec les observations faites au cours d'essais sur 5 poutres à pourcentages d'armature différents.

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Influence de la Dispersion des Indices sur le Contrôle des Couches Minces Diélectriques par la méthode des Rapports Stationnaires

Nous réalisons des empilements de couches minces diélectriques alternées, d'indice n ₁ et n ₂, en contrôlant par une méthode optique les épaisseurs déposées. Nous étudions, par une méthode analytique approachée, l'influence de la dispersion des indices dans le visible, sur le contrôle par maximètre, utilisé suivant la méthode des rapports stationnaires. Nous montrons qu'elle dépend de la nature de la couche évaporée, de son rang, ainsi que de la méthode d'utilisation de l'appareil. Enfin nous calculons les longueurs d'onde permettant de réaliser un dépôt correct. Les résultats pour la méthode plus classique en ?T/?λ=0 sont aussi donnés par une méthode analytique approchée.     

Practical test methods for measuring the zero shear viscosity of bituminous binders

When the zero shear ciscosity (ZSV) is derived from a creep test, the creep time should be sufficiently long to obtain a steady state with a constant shear rate. The creep test works well for most conventional binders. Unfortunately, for polymer modified binders (PmBs), the long waiting times required to obtain a steady state are not always acceptable from a practical point of view and three are problems concerning the repeatability. This paper compares the steady state creep test to alternative test methods for the determination of the ZSV. One method is a short time creep/recovery test, with a short creep period and a longer recovery period, where the ZSV is derived from the recovery part. The other method is an oscillation test at low frequencies, where the complex viscosity is extrapolated to zero frequency to obtain the ZSV. Measurements are presented on a pure 70/100 binder and on a highly SBS-modified binder. While all methods give comparable and repeatable results for the case of the pure binder, complications occur for the highly modified binder. The oscillation method seems to be the most promising, method.

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Résumé Lorsque la viscosité à taux de cisaillement nul (VTCN) est dérivée d'un essai de fluage, le temps de fluage doit être suffisamment long pour obtenir un état stable où la vitesse de cisaillement est constante. L'essai de fluage convient pour les liants conventionnels. Malheureusement, pour les bitumes modifiés (BmP), les longs temps d'attente nécessaires pour atteindre cet état stable ne sont pas toujours acceptables d'un point de vue pratique et il existe des problèmes concernant la répétabilité. Cet article compare l'essai de fluage avec attente de l'état stable à des méthodes d'essai alternatives pour déterminer la VTCN. Une des méthodes consiste en un essai fluage/recouvrance, avec une période de fluage courte et une période de recouvrance plus longue. La VTCN est alors dérivée de la partie recouvrance. L'autre méthode consiste en un, essai d'oscillation à basse fréquence. La viscosité complexe est extrapolée à la fréquence zéro pour obtenir la VTCN. Des résultats de mesure sont présentés pour un liant conventionnel (70/100) et pour un BmP à teneur élevée en SBS. Tandis que toutes la méthodes donnent des résultats comparables et répétables pour le liant conventionnel, beaucoup de complications apparaissent pour le bitume modifié à teneur élevée en SBS. La méthode d'oscillation semble la méthode la plus prometteuse.

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Editorial Note Presented at the 6^th International RILEM Symposium on Performance Testing and Evaluation of Bituminous Materials (PTEBM'03), held on 14^th–16^th April 2003, in Zurich, Switzerland, this paper was selected as an outstanding communication and peer-reviewed by the Scientific Committee of the JournalMaterials and Structures.     

Détermination des caractéristiques de résistance du béton d'après les mesures de propagation d'ultra-sons combinées avec les données sclérométriques

Résumé Les résultats des essais combinés sur86 variétés de béton de dosages et résistances différents ont été soumis à une analyse statistique. Cette étude a fourni une meilleure connaissance du r?le de différents facteurs tels que la teneur en granulats, la granulométrie, la teneur en eau, le temps de malaxage, en ce qui regarde la valeur de résistance obtenue par les méthodes combinées et aussi bien par des méthodes spécifiques (vitesse d'impulsion des ultrasons et méthodes sclérométriques). Dans quelques cas, les valeurs de résistance du béton correspondant aux deux paramètres de cette méthode combinée satisfont au modèle de distribution normale Laplace-Gauss, et dans quelques autres la distribution de Pearson. Bien que le coefficient de variation de ces résistances soit inférieur au coefficient de variation de la résistance sur cubes, il s'en rapproche lorsqu'il repose sur un seul paramètre. Ceci est donc à l'avantage de la méthode combinée. Cet article comprend aussi des recommandations pour l'utilisateur de la méthode combinée et trois équations générales de régression avec les graphes pour une détermination approximative de la résistance du béton dans un ouvrage lorsque son dosage est inconnu.

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Summary The numerous results obtained from tests on86 kinds of concrete of varying mix design and strength were processed by mathematical statistical methods to examine the combined data. This study increased knowledge of the influence of technological aspects-aggregate content, particle size distribution, water content, mixing time, on the strength value determined by the combined method as by particular methods (ultrasonic pulse or rebound hammer). In some cases the concrete strength values from both parameters of this combined method satisfy the Laplace-Gauss normal distribution model and others satisfy the Pearson distribution. Though the coefficient of variation of these strengths is lower than the coefficient of variation of cube strength, it rises close to them when based on one parameter. Therefore, this pleads for the combined method. The article also includes recommendations for the user of the combined method and three general regression equations with graphs for approximate determination of the strength of concrete in a structure when the mix design is unknown.

     

The theoretical basis of a method to determine the fracture energyG F of concrete

RILEM Technical Committee 50-Fracture Mechanics of Concrete, has put forward a proposal for a recommendation for the determination of the fracture energy G_F of mortar and concrete. The significance of G_F in the strength of concrete structures is discussed and it is demonstrated that G_F in some cases, for example for shear failure of beams and slabs without shear reinforcement, is a material property which may be as important as normal strength properties. For the measurements of energy absorption a three-point bend test on a notched beam has been proposed. The choice of test specimen and of evaluation method is discussed.

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Résumé La Commission Technique 50-FMC de la RILEM, Mécanique de la rupture du béton a proposé, en vue d’une recommandation, une méthode de mesure de l’énergie de rupture G_F. Les bases de cette méthode sont exposées dans le présent rapport. La rupture du béton par traction peut être décrite par deux courbes (fig. 2). La première décrit la relation contrainte/déformation relative à l’ensemble du matériau et la seconde représente la relation contrainte/déformation dans la seule zone endommagée, durant le processus de rupture. L’aire de la surface délimitée par la seconde courbe est représentative de l’énergie de rupture appelée G_F. Au moyen de courbes approximatives simplifiées, données à la figure 3, on a analysé la résistance de certaines structures dont la rupture survient par traction (fig. 4 à 6). II a été démontré que la sensibilité de la résistance par rapport aux variations des propriétés du matériau peut être déduite de ces courbes. Pour des échantillons de béton de qualités et de dimensions usuelles, la sensibilité par rapport aux variations de G_F peut être à peu près du même ordre de grandeur que celle relative aux variations de la résistance à la traction f_t. On peut donc conclure que G_F est une propriété importante du matériau qu’il conviendrait de prendre en compte dans certains types de sollicitations de structures comme par exemple la résistance au cisaillement dans les dalles. C’est la raison pour laquelle il est nécessaire de disposer d’une méthode standard pour sa détermination. La méthode d’essai proposée par la Commission Technique RILEM 50-FMC est un essai par flexion sur une poutre entaillée où l’énergie absorbée durant l’essai est mesurée. Le choix des dimensions du spécimen et l’évaluation des résultats de l’expérience sont également discutés.

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