Dynamic pressurization method for measuring permeability and modulus: II. cementitious materials

In a companion paper, the theory behind a novel method for measuring permeability and bulk modulus is derived. The new method is termed ‘dynamic pressurization’ (DP). In this paper, an apparatus for the new method is described, and the test procedure is applied to cement pastes and concretes. The test involves rapidly applying a hydrostatic pressure to a saturated cylinder, then measuring the time-dependent deformation response of the material. The test is found to be repeatable, and the fitting function described in the companion paper is found to adequately fit the measured data. The measured permeability of the cement pastes compares well to measured values on identical materials using a different technique. The measured bulk moduli of the solid phase of the hardened cement pastes and concretes obtained in the DP test are in the range of expected values based on literature values for the Young’s moduli of clinker and hydration products.

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Résumé Dans le premier article de cette série, la théorie à la base d’une nouvelle méthode de mesure par ‘pressurisation dynamique’ (PD) de la perméabilité et du module de déformation a été présentée. Dans cet article, un appareil permettant de réaliser cette nouvelle procédure expérimentale est décrit. Des examples d’application de cet essai à des éprouvettes de pate de ciment et de béton sont également donnés. La technique consiste à appliquer, sur un court laps de temps, une pression hydrostatique sur un cylindre saturé et de suivre l’évolution de la déformation du matériau en fonction du temps. Les résultats démontrent que l’essai est reproductible. De plus, les données confirment la validité de la fonction de relaxation identifiée dans le premier papier de cette série. Les résultats démontrent qu’il existe une bonne corrélation entre les valeurs de perméabilité mesurées pour des pates de ciment avec la nouvelle méthode et celles obtenues pour des matériaux similaires en utilisant une technique différente. Les modules de déformation mesurés pour le squelette solide de pates et de bétons durcis avec la méthode “PD” correspondent aux valeurs publiées dans la documentation scientifiques pour les modules de Young du clinker et des hydrates du ciment.

     

Indeterminate systems under cyclic alternating loading

Summary In the analysis of structures under static or dynamic loading on understanding of the behaviour of indeterminate systems is often most important. The authors, in their previous papers [1, 2], have attempted to develop a method for the study of simple structural components under cyclic loading consisting of controlled alternating displacements of equal amplitude producing plasticity. In this paper two and three hinge beam systems are analysed theoretically under similar ambient conditions and compared with experiments (after Royles [3]). Cyclic moment-curvature models, developed from pure bending tests, are applied to predict the behaviour of indeterminate systems. Static analyses of these systems are also carried out to compare the responses with cyclic behaviour.

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Résumé Dans l’analyse des structures soumises à des efforts statiques ou dynamiques, il est souvent très important de comprendre le comportement des systèmes indéterminés. Dans des articles antérieurs [1, 2], les auteurs avaient essayéde développer une méthode pour l’étude de simples éléments de structure soumis à des efforts cycliques consistant en déplacements alternés d’égale amplitude qui déterminent des déformations plastiques. On étudie ici théoriquement des systèmes de poutres à deux et trois articulations dans des conditions semblables d’ambiance et qu’on compare avec d’autres résultats d’expériences (Royles [3]). Pour prédire le comportement des systèmes indéterminés, on se sert de modèles présentant un moment de flexion cyclique, et mis au point d’après des essais en flexion pure. A des fins de comparaison avec le comportement sous sollicitation cyclique, on a aussi effectué l’étude statique de ces systèmes.

     

The mechanism of creep in concrete

Summary An attempt has been made to investigate the fundamental physical mechanisms which cause creep in cement paste and in particular, to provide experimental evidence which will indicate which of the many theories of creep is most likely to be correct. The method used was to oven dry, load, and then resaturate cement paste and concrete specimens at different temperatures. Only one type of test clearly differentiated between proposed creep mechanisms. This test indicated that the shear or sliding of submicroscopic gel particles over one another, lubricated by water, must be a predominant factor. Existing theories regarding the size of the critical spaces in the cement gel which cause dimensional instability in concrete structures have been confirmed by the use of organic liquids of varying molecular size.

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Résumé L’étude qu’on décrit ici est une tentative d’élucider les mécanismes physiques fondamentaux qui déterminent le fluage dans la pate de ciment et, en particulier, d’apporter une preuve expérimentale qui indique laquelle des nombreuses théories du fluage peut être considérée comme étant correcte. Il a été procédé par séchage à l’étuve, chargement, puis resaturation de la pate de ciment et des éprouvettes de béton à différentes températures. Un seul type d’essai a permis de reconna?tre clairement les mécanismes de fluage proposés. Cet essai indique que le cisaillement ou le glissement les unes sur les autres des particules de gèle sub-microscopiques lubrifiées par l’eau doit être un facteur prédominant. Les théories sur les dimensions des espaces critiques dans le gèle de ciment, qui provoquent une instabilité dimensionnelle dans les ouvrages en béton, ont été confirmées avec des liquides organiques aux molécules de diverses dimensions.

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This work was carried out while the author was a Research Officer at the Central Electricity Research Laboratories, Leatherhead.     

Direct method for designing the optimum mix of concrete

The paper describes a method for designing the optimum mix of concrete. The direct method is carried out in steps, by successive approximations, operating on a concrete made with the same materials (aggregate, cement, admixture) as presently used on works. Workability and compactness are tested at each step, by means of a special device. The optimum mix corresponds to the best values of these properties. The laboratory determinations are carried out in a short time: 20–25 minutes. There is no need of previous data on aggregate, such as grading or fineness modulus. The direct method can be used both for continuous graded and gap graded aggregate, rounded or crushed.

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Résumé On décrit une méthode de dosage optimal du béton telle qu’on obtienne le meilleur compactage et la plus grande résistance mécanique dans les mêmes conditions de plasticité et de teneur en ciment. On procède par étapes, par approximations successives, sur un béton constitué par les mêmes matériaux (granulats, ciments, adjuvants) tels qu’ils seraient réellement utilisés sur le chantier. On part d’un mélange initial déterminé selon le type voulu de béton. On ajoute la quantité d’eau pour obtenir la plasticité prescrite. On ajoute du gravier humide par approximations successives, à chaque addition l’ouvrabilité et la compacité du béton étant vérifiées au moyen d’un dispositif spécial. Ces propriétés s’améliorent avec l’addition de gravier, atteignent un maximum, puis diminuent rapidement. Le dosage optimal correspond à la meilleure valeur de l’ouvrabilité et de la compacité. Les déterminations en laboratoire sont effectuées rapidement: 20–25 minutes. Nul besoin de disposer de données préalables sur les granulats, telles que granularité ou module de finesse. La méthode directe peut être utilisée aussi bien pour les granulats à granularité continue que discontinue, roulés ou concassés. Les expériences décrites ici montrent que les dosages optimaux avec une probabilité raisonnable ont acquis les plus fortes valeurs de résistance en compression, en traction, flexion, et de modules d’élasticité. En outre, leur reproductibilité est bonne.

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Determination of pore-size distribution from freezing-point depression

By utilising the effect of interfacial curvature on the freezing-point of liquids confined in capillaries, it is in principle possible to determine a pore-size distribution, from the curve of freezing-point against volume frozen. The method is formally similar to capillary condensation methods based on the Kelvin equation. Suitable experimental techniques are described. A comparison with the results of mercury porosimetry on a sample of brick shows reasonable agreement.

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Résumé L’effet de la courbure interfaciale sur le point de congélation de liquides retenus dans des capillaires permet, en principe, de déterminer une distribution du diamètre des pores, d’après la courbe point de congélation/volume congelé. On procède à un examen des bases théoriques et l’on montre qu’il existe une similitude formelle avec les méthodes par condensation capillaire qui reposent sur l’équation de Kelvin. Quelques incertitudes théoriques subsistent, qui dépendent principalement du modèle défini adopté pour représenter les configurations de la glace, de l’eau et de l’air dans les pores; mais la comparaison entre les résultats expérimentaux et ceux que l’on peut déduire de la théorie permet de les éliminer. On examine également les effets des sels dissous et de l’hystérésis entre la fusion et la congélation. On décrit des techniques expérimentales appropriées, tant dilatométriques que calorimétriques. Les résultats s’accordent assez bien avec ceux obtenus sur un échantillon de brique par la porosimétrie au mercure.

     

Mise en évidence expérimentale des interactions entre pâte interstitielle et granulats dans l’écoulement du béton frais vibré

L’étude du comportement mécanique du béton frais est abordée en considérant ce matériau très hétérogène comme un milieu diphasique, pate interstitielle-granulats. La caractérisation propre de chaque phase ne suffit pas pour décrire le comportement global du matériau. Les interactions entre granulats et pate interstitielle doivent être impérativement prises en considération; elles sont analysées à travers l’étude expérimentale d’un écoulement sous charge constante et sous vibrations dans un ajutage à axe vertical. Les granulats interviennent dans l’écoulement du béton frais vibré par des actions d’encombrement qui tendent à gêner l’écoulement mais aussi par des effets liés à leur masse volumique qui peuvent, en fonction de la différence de masse volumique pate-granulats, favoriser l’écoulement. Summary The study of the mechanical behaviour of fresh concrete is approached considering this very heterogeneous material as a diphasic medium (interstitial paste-aggregates). The specific characterization of each phase is not sufficient to describe the complete behaviour of the mix. The mutual actions of aggregates and interstitial paste must be imperatively taken into account; they are analysed with the aid of an experimental study of the flow through a vertical nozzle under constant load and vibrations. Aggregates appear in the fresh concrete flow through actions of hindrance reactions which impede the flow, but also through effects of gravity which can aid the flow in function of the difference of density between aggregates and interstitial paste.      

Alternative adsorption methods for determination of the specific surface of porous solids

Methods of evaluating specific surface from gas adsorption measurements, based on alternatives to the BET equation, are described.

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Résumé On décrit ici les méthodes d’évaluation de la surface spécifique à partir des mesures d’adsorption de gaz, fondées sur les alternatives de l’équation de Brunauer-Emmett-Teller. On les distingue en analytique et comparative, selon que les données expérimentales correspondent à une expression analytique ou qu’elles sont comparées à des données de référence, dans le but d’obtenir une estimation de la surface spécifique. On décrit aussi des méthodes d’études des solides microporeux pour lesquels la méthode BET ne convient pas.

     

Pullout and bond of glass-fibre rods embedded in concrete and cement grout

Consideration is being given to replacing steel rebars with glass-fibre rods in some specific areas, particularly those in which premature failure due to corrosion has been observed. This paper presents the results of an experimental study of pullout behaviour and bond characteristics of glass-fibre rods embedded in normal and high-strength concretes and in cement grout. The results of the study show that glass-fibre rod bond strength is about 12 MPa and the optimal anchored length approximately 10 times the rod diameter. The average modification factor of top-cast reinforcement was found to be equal to 1.23 and 1.18 for normal and high-strength concrete, respectively. Other considerations, such as bond slip, are also discussed in the paper. Comparisons with steel reinforcement are made whenever appropriate.

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Resume Cet article présente les résultats d’une étude expérimentale qui a trait à l’évaluation des capacités d’adhérence d’une nouvelle tige à base de fibres de verre intoduite pour être utilisée comme armature à béton et comme tige d’ancrage. Plusieurs aspects sont abordés dans l’étude: (i) la résistance d’adhérence, (ii) la longueur optimale de développement d’ancrage, (iii) l’effet de la résistance du béton, (iv) la relation adhérence-glissement et (v) l’influence de la position de la tige d’armature. Il ressort de l’étude que la tige possède des caractéristiques d’adhérence suffisantes pour être utilisée comme armature à béton et tige d’ancrage injectée au coulis de ciment. En particulier, il a été trouvé que la résistance à l’arrachement est de l’ordre de 12 MPa pour les bétons et 4 MPa pour le coulis de ciment. La longueur de développement d’ancrage capable de résister à 700 MPa est de l’ordre de 20d et 30d et celle pour résister à 500 MPa de l’ordre de 10d et 20d, pour les bétons et le coulis respectivement, d étant le diamètre de la tige. Le coefficient de majoration associé à la tige placée en haut est de l’ordre de 1,2.

     

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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Bending of glass fibre-reinforced plastic (GFRP) plates on elastic supports

This study is concerned with the mechanical properties of a fibreglass reinforced polyester resin of laminar construction with consideration given to the application of the results to the analysis, in bending, of a plate of similar material. Tension and compression tests were performed to obtain the stress-strain relationship and ultimate stresses and strains. Because of the inherent scatter of results due to the nature of the material, average values, along with maximum and minimum limits, are determined. Flexural tests were conducted and moment-curvature relationships were obtained both theoretically and experimentally. Creep tests showed that, for loads well below the failure load, creep effects are almost negligible when the fibres are oriented to the longitudinal axis of the specimen. As the results in bending are not as scattered as those for tension and compression, this leads one to believe that they might be more appropriate for use in plate theory.

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Résumé On étudie les propriétés mécaniques d’une rśine polyester renforcée de fibres de verre et de structures laminaires, en ayant en vue l’application des résultats à l’étude en flexion d’une plaque d’un matériau similaire. Les essais de traction et de compression ont été réalisés afin d’obtenir la relation contrainte/déformation ainsi que les contrainteses et déformations ultimes. La nature du matériau déterminant une dispersion des résultats, on a fixé des valeurs moyennes comportant des limites maximales et minimales. On a réalisé des essais de flexion tant théoriques qu’expérimentaux, et obtenu des relations moment-courbure. Les essais de fluage montrent que pour des charges nettement au-dessous de la charge de rupture les effets du fluage sont presque négligeables si les fibres sont disposées longitudinalement dans l’éprouvette. Comme les résultats en flexion sont moins dispersés que ceux obtenus en traction et en compression, on peut supposer qu’ils se prêtent mieux à être utilisés dans la théorie des plaques.

     

Surface resistance measurement of polyethylene using the concentric ring electrode method

The electric field has a strong effect on the surface resistance measurement of thin polymeric films. The standard method for surface resistance measurement utilizes concentric ring metal electrodes that are deposited on the specimen by vacuum evaporation of the metal. The electric voltage distribution in this system using 100 μm thick polyethylene samples under an applied d.c. voltage of 1000 V is calculated and is used to explain the experimental results obtained after the transients on the sample’s surface have ceased.

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Resume L’influence du champ électrique sur la mesure de la résistance de surface de films minces de polymères est considérable. La méthode habituelle consiste à utiliser des électrodes de métal à anneau concentrique qui sont déposées sur l’éprouvette par sublimination sous vide du métal. On calcule la distrubution du voltage électrique dans ce système à l’aide d’éprouvettes recouvertes d’une épaisseur de 100 μm de polyéthylène et on s’en sert pour expliquer les résultats expérimentaux obtenus après cessation des passages à la surface de l’éprouvette.

     

Équilibre interne et ouverture des fissures des poutres en béton armé dans le temps

Résumé Un modèle d’équilibre interne d’une poutre fléchie en béton armé, prenant en compte le comportement visco-élastique du béton, est proposé. Associé à une expression réaliste des lois de retrait et de fluage (Code-Modèle CEB-FIP), il permet de rendre compte de l’évolution de l’état de contrainte et de déformation au droit d’une section fissurée au cours du temps. Un modèle de calcul de l’ouverture moyenne des fissures lui est associé. Après confrontation à des résultats expérimentaux, le modèle est appliqué à l’étude de l’influence de certains paramètres (degré hygrométrique, date et durée du chargement, pourcentage d’armature comprimée) sur le comportement à long terme de poutres sous chargement constant. La déformation de l’armature tendue s’avère peu sensible à chacun de ces paramètres, à l’inverse de celle du béton comprimé. Sous conditions hygrométriques normales, l’ouverture des fissures augmente d’environ 13% à 1 000 jours.

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Summary A mechanical model for stress and strain equilibrium in reinforced concrete beams is proposed; this takes into account the viscoelastic behaviour of concrete. Realistic expressions for concrete creep and shrinkage are considered, which make possible the determination of long term stress and strain in cracked cross-section. Furthermore, an associated model for the determination of cracks width is proposed. After having assured that the proposed model is in agreement with experimental results, it is used to investigate the influence of different parameters (hygrometric degree, age and duration of loading, compressed steel ratio) on long-term behaviour of beams under permanent loadings. Tensed member deformation is not seriously affected by these various parameters, as it is the case with deformation of the compressed part components in the cross section. Under usual hygrometry, cracks width will increase by about 13% after 1,000 days.

     

Effect of cold drawing on susceptibility to hydrogen embrittlement of prestressing steel

This paper compares the behaviour under aggressive environmental conditions of a prestressing steel in two forms (bar and wire) of different yield strengths, to investigate the influence of this material parameter on their susceptibility to hydrogen-assisted cracking in aqueous environments. Slow strain-rate tests using pre-cracked, specimens were performed under various environment conditions. Different fatigue pre-cracking loads were used to analyse the influence of the stress state in the vicinity of the crack tip on the hydrogen-assisted cracking process. The results confirm the well-known fact that the highest-strength steel is the most susceptible to hydrogen embrittlement. A model of hydrogen diffusion in metals— including the effects of both hydrogen concentration and hydrostatic stress distribution—is proposed to explain these results on the basis of the stress-strain curve of the material. Consideration is given to compressive residual stresses induced in the vicinity of the crack tip during the fatigue pre-cracking process. The model is able to explain the different susceptibility to hydrogen embrittlement of the two steels.

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Resume On utilise couramment deux types d’aciers dans le béton armé: les aciers tréfilés (C−Mn) ou trempés (Si−Cr). Bien que leur limite élastique soit assez élevée pour garantir une durée de service normale dans la zone d’élasticité, leur résilience est moindre que celle des aciers ductiles de limite élastique inférieure, et ils sont, par conséquent, plus sujets à des défauts tels que fissures ou encoches. De plus, ces aciers peuvent se fissurer sous l’influence d’une ambinace corrosive. On compare ici le comportement dans des conditions agressives, d’un acier de précontrainte C−Mn sous forme de barre ou de fil, de limites élastiques différentes, afin d’étudier l’influence, de ce paramètre du matériau sur la fissuration favorisée par l’hydrogène en milieux aqueux et, par suite, l’effet (bénéfique ou non) du procédé de tréfilage de ce point de vue particulier. Le programme expérimental consistait en une série d’essais de déformation à vitesse lente sur des éprouvettes pré-fissurées dans des conditions ambiantes variées. On a utilisé différentes charges de pré-fissuration en fatigue pour analyser l’influence de l’état de contrainte au voisingage de l’extrémité de la fissure sur le processus de fissuration favorisé par l’hydrogène. Les résultats confirment le fait bien connu, à sovoir que le fil tréfilé (acier de haute résistance) est davantage sujet à la fragilisation par l’hydrogène que la barre laminée à chaud (résistance plus basse), ce qui montre que le tréfilage réduit la résistance d’un acier de précontrainte à la fissuration favorisée par l’hydrogène. Dans la partie théorique, on propose un modèle de diffusion de l’hydrogène dans les métaux—qui tient compte des effets de la concentration en hydrogène et de la distribution des contraintes hydrostatiques—pour expliquer les résultats expérimentaux à partir de la courbe contrainte/déformation établie pour chaque matériau. On tient compte des contraintes en compression résiduelles qui se produisent au voisinage de l’extrémité de la fissure pendant le processus de pré-fissuration en fatigue, et qui sont modélisées selon les distributions de Rice pour un matériau élastique idéalement plastique. Le modèle permet d’expliquer les différentes susceptibilités à la fragilisation à l’hydrogène des deux formes d’acier de précontrainte à haute résistance (barre et fil): après la pré-fissuration en fatigue, la barre laminée à chaud présente une zone plastique plus large que le fil tréfilé, et l’hydrogène doit couvrir une plus longue distance avant d’atteindre le point critique, ce qui explique pourquoi la barre laminée est moins susceptible à la fragilisation à l’hydrogène.

     

Benefits of timber-concrete composite action in rural bridges

Timber-concrete structures can be applied to bridge superstructures of vicinal roads with innumerable advantages in relation to the usual structures made of timber or reinforced concrete. This paper presents both an experimental analysis and a theoretical study on models of bridges with timber and concrete composite structures whose systems of connections composed by nails or screws are semi-rigid. The experimental procedure consisted basically of bending tests in three panels, representing a bridge prototype to evaluate the performance structural. Besides this, in order to define the slip modulus shear tests in small specimens were performed. The theoretical study was based on differential equations developed from the equilibrium of forces and the compatibility of displacements and these results were compared to the Finite Element Method. From this analysis, it can be concluded that the timber-concrete composite structures have favorable perspective of application in this type of civil construction.

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Résumé Des structures en bois et en béton peuvent être appliquées à des superstructures de ponts de routes secondaires, offrant plusieurs avantages par rapport aux structures habituelles faites de bois de construction ou de béton armé. Cet article présente une analyse expérimentale et une étude théorique sur des modèles de ponts avec des structures composées en béton et en bois. Les systèmes des connexions sont composés de clous ou de vis et sont analysés comme semi-rigides. Le procédé expérimental consiste fondamentalement en des essais de pliage dans trois panneaux, représentant un prototype de pont afin d'évaluer l'exécution structurel. En plus de cela, de petits spécimens sont cisaillés pour définir le module de glissade. L'étude théorique est basée sur des équations développées à partir d'équilibre des forces et de la compatibilité du déplacement et ses résultats sont comparés avec la méthode des éléments finis. De cette analyse, il se peut être conclu que les structures composées de bois et de béton de construction ont un bel avenir pour les applications de construction civile.

     

Electrochemical behaviour of concrete reinforcing steel under cathodic polarization: comparison of some test procedures

The objective of this experimental investigation was to compare several techniques for studying the electrochemical behaviour of steel which was in mortars or in Ca(OH)₂ solution, containing chloride, and under cathodic polarization. In addition to usual electrochemical techniques (potentio-dynamic curves, etc.), two other procedures were used. They make it possible to easily determine electrochemical parameters which describe the steel behaviour. The first technique deals with determining the apparent polarization resistance of steel at constant applied potential. The second procedure uses a swift current decrease when polarizing steel with a constant current. It makes it possible to determine a transfer resistance and a ‘double-layer capacitance’. The results obtained show fair agreement between the test procedures.

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Resume Cette recherche expérimentale avait pour objet de comparer plusieurs techniques pour étudier le comportement électrochimique de l'acier qui est placé soit dans des mortiers, soit dans une solution de Ca(OH)₂ contenant des chlorures et qui est sous polarisation cathodique. En plus des techniques électrochimiques classiques (courbes potentiocinétiques, etc.), deux autres procédures ont été employées. Elles permettent de déterminer facilement des paramètres électrochimiques qui décrivent le comportement de l'acier. La première méthode consiste à déterminer l'apparente résistance de polarization de l'acier sous potentiel appliqué constant. La seconde procédure utilise une décroissance rapide du courant alors que l'acier est polarisé sous courant constant. Elle permet de déterminer une résistance de transfert et une ‘capacité de double-couche’. Les résultats obtenus par les diverses méthodes sont en bon accord.

     

Methods for determining the strength of concrete

The main aspects of determining the concrete strength in a structure are discussed. An analytical review of tests being practised is presented. A rational field of their applications is recommended.

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Resume On s’est livré à une étude approfondie des différentes méthodes de détermination de la résistance du béton aux stades du calcul, de la maintenance et de l’inspection des ouvrages. On a constaté une différence notable de la résistance du béton des éprouvettes et du béton mis en oeuvre et, aussi bien, les éprouvettes préparées au moment de la mise en oeuvre ne donnent pas de résultats très significatifs. On a prêté une attention particulière aux nombreuses méthodes de détermination directe de la résistance du béton dans les structures. On a aussi considéré et commenté les moyens d’établir et d’interpréter les courbes d’étalonnage. On examine les caractéristiques particulières de différentes méthodes, et, à partir de cette étude, on recommande un champ d’application rationnel. Cet article reflète le point de vue des professionnels soviétiques, qui est peu connu des lecteurs occidentaux. Les auteurs proposent des bases de classification et d’évaluation de différentes méthodes d’essai et, en particulier, de méthodes non destructives.

     

Compression creep behaviour of steel fibre reinforced cement composites

The paper presents the results of an experimental investigation to determine the influence of steel fibre reinforcement on the creep of cement matrices under compression. Creep tests were carried out at a number of applied stress-strength ratios ranging between 0.3 to 0.9. Melt extract and hooked steel fibres were used at volume fractions ranging between 0 and 3% by volume of a mix. Three types of cement matrices were used namely cement paste, mortar and two mix proportions of concrete. The results indicate that steel fibres restrain the creep of cement matrices at all stress-strength ratios, the restraint being greater at lower stresses and at higher fibre contents. Steel fibres are effective in restraining only the flow component of creep of cement matrices, the delayed elastic component being unaffected. The reduction in creep of cement pastes, due to fibre reinforcement, is much greater than that for mortar or concrete matrices. Mathematical expressions are given for the creep of steel fibre reinforced cement matrices.

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Résumé Cet article présente les résultats d’une étude expérimentale en vue de déterminer l’influence du renforcement de fibres d’acier sur le fluage de matrices de ciment en compression. On a exécuté les essais de fluage à un certain nombre d’intervalles correspondant à des rapports contrainte/déformation allant de 0,3 à 0,9. On a utilisé des fibres d’acier dans des proportions se situant entre 0 et 3% par volume de mélange, et on s’est servi de trois types de matrices de ciment: pate de ciment, mortier et béton selon deux dosages. Les résultats montrent que les fibres d’acier empêchent le fluage des matrices de ciment dans tous les rapports de contrainte/déformation, l’effet étant plus important pour les contraintes faibles et les teneurs en fibres plus élevées. Les fibres d’acier n’agissent qu’en s’opposant à la déformation plastique des matrices de ciment sans que l’élasticité différée en soit affectée. La diminution du fluage des pates de ciment due au renforcement des fibres est beaucoup plus importante que pour le mortier ou les matrices de béton. On donne des formules mathématiques pour le fluage des matrices de ciment renforcé de fibres d’acier.

     

Glued-in rods for timber structures—An experimental study of softening behaviour

A test method to obtain the strength and the fracture characteristics of the bond of glued-in rods for timber structures is presented. Test results from a series of tests using the proposed method are also given. The test method makes it possible to record the complete stress-displacement response of small test specimens. This response includes the softening behaviour after peak stress,i.e. the decreasing stress at increasing deformation. The test series include three adhesives, two rod-materials, four load-to-grain angles and two timber qualities with different densities. A method to evaluate the fracture-softening behaviour is also proposed. The fracture softening is evaluated by using only a part of the stress-displacement curve. The part used in the evaluation is determination in terms of the slope of the descending part of the stress-displacement curve.

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Résumé L’article traite d’une nouvelle méthode d’essai destinée à déterminer la résistance et les caractéristiques de rupture du joint de colle de barres collées, utilisées dans les constructions en bois. Les résultats d’une série d’essais effectués avec la méthode proposée sont également indiqués. La méthode d’essai permet de déterminer l’ensemble de la relation contrainte-déformation pour les petits échantillons. Cette relation comprend le comportement isoadoucissant après contrainte maximale, c’est-à-dire la réduction de la contrainte pendant l’augmentation de la déformation. La série d’essais porte sur trois types de colle, deux matériaux de barres, quatre différents angles entre charge et orientation des fibres, ainsi que deux qualités de bois différentes, de densités différentes. Une nouvelle méthode d’évaluation du comportement iso-adoucissant est également indiquée en utilisant seulement une partie de la courbe contrainte-déformation. La partie utilisée pour l’évaluation est déterminée par la pente de la partie descendante de la courbe contrainte-déformation.

     

Réalisation de Filtres 'Double Onde' à Bandes Passantes Très étroites Sur Supports en Matière Plastique (Mylar)

Pour diminuer la bande passante de filtres interférentiels, nous avons utilisé des empilements type double onde dont une couche est constituée par une lame de mylar. L'étude théorique et expérimentale de ces filtres en fonction de l'angle d'incidence nous a permis de déterminer l'ordre de grandeur et la distribution des erreurs de réalisation. Le substrat étant élastique et biréfringent, nous avons montré qu'il était possible d'effectuer un léger déplacement de la longueur d'onde de centrage du filtre.     

Prévision du comportement en flexion de consoles courtes en béton armé. Prise en compte de l'endommagement du béton

Résumé Nous montrons par une analyse expérimentale que le comportement mécanique global des consoles courtes en béton armé est linéaire jusqu'au début de l'endommagement de la section d'encastrement. Pour les consoles réalisées et testées au laboratoire, la rupture finale se produit à l'encastrement, par la plastification du tirant sous l'effet de la traction développée par la flexion, ou à la diagonale par le cisaillement du béton. Nous proposons un modèle du comportement en flexion de la section d'encastrement fondé sur une méthode heuristique. Dans un premier lieu, le comportement de la section d'encastrement est déterminé dans le cadre de la théorie générale des poutres fléchies, en tenant compte des armatures réparties et en considérant le béton comme élastique endommageable et l'acier des armatures comme élasto-plastique parfait. Ensuite, le comportement, ainsi obtenu, est corrigé à partir des comparaisons calcul-expérience. Ce modèle permet de reproduire assez fidèlement le comportement expérimental du tirant à l'encastrement.

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Prévision du comportement en flexion de consoles courtes en béton armé. Prise en compte de l'endommagement du bétonFluxural behaviour prediction of reinforced concrete corbels, taking in account the concrete damage

An experimental analysis shows that the global mechanical behaviour of the corbels is linear until the beginning of interface corbel-column damage. For the corbels carried out and tested at the laboratory, the ultimate failure occurs at the interface corbel-column after extensive yielding of the tension reinforcement developed by the bending or at the diagonal by the shearing of concrete. A model of the bending behaviour of the interface corbel-column is proposed. This model is based on a heuristic method. First, the interface corbel-column behaviour is determined by the conventional flexural beam theory taking account of the stirrups and considering concrete as an elastic-damaging material and the steel of the reinforcements perfectly elasto-plastic. Then, the behaviour, thus obtained, is corrected using the calculation-experiment comparisons. This model gives a good agreement with the experimental results.

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Editorial Note Prof. Buyle-Bodin is a RILEM Senior Member.