A two-chamber vacuum cell for measuring the coefficient of permeability to air of the concrete cover on site

A new testing technique, suitable for on-site, non-destructive measurement of the permeability to air of the concrete cover is presented. The method is based upon applying a vacuum inside a cell placed on the concrete surface and on measuring the rate at which the pressure returns to the atmospheric value. Distinctive features of the method are a two-chamber cell and a regulator that balances the pressure in the inner (measuring) chamber and in the outer (quard-ring) chamber. Thus, unidirectional air flow into the inner chamber is achieved, eliminating any spurious lateral air flow. A simple model is proposed to calculate the coefficient of permeability and the depth affected by the test. Preliminary results fit very well to earlier measurements of the coefficient of permeability to oxygen by the Cembureau method.

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Resume On présente une nouvelle méthode d'essai non destructive, utilisable sur site, pour la mesure de la perméabilité à l'air de l'enrobage du béton. Cette méthode consiste à faire le vide à l'intérieur d'une cellule fixée sur le béton et à mesurer la vitesse à laquelle la pression revient à la valeur atmosphérique. La méthode se distingue notamment par une cellule à deux compartiments et un régulateur de pression entre le compartiment (de mesure) intérieur et le compartiment extérieur (anneau de garde). Ainsi, l'écoulement unidirectionnel d'air dans le compartiment intérieur est obtenu par élimination de tout écoulement latéral parasite. On propose un modèle simple de calcul du coefficient de perméabilité et de la profondeur concernés par l'essai. Les essais préliminaires concordent très bien avec les mesures précédentes du coefficient de perméabilité par la méthode Cembureau.

     

Near-surface characteristics of concrete: abrasion resistance

Results of a wide-ranging investigation of the abrasion resistance of concrete are reported and the influence of water/cement ratio, curing, workability, maximum aggregate size and the constituent materials is discussed. Various other tests, namely compressive strength, rebound hardness and permeation (initial surface absorption, intrinsic permeability and vapour diffusivity) are examined for their ability to predict the abrasion resistance of concrete. The initial surface absorption test is recommended for this purpose.

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Resume On rend compte d'une vaste étude de la résistance à l'abrasion du béton, et on discute l'influence du rapport eau/ ciment, de la conservation, de l'ouvrabilité, de la dimension maximale des granulats et des matériaux constitutifs. On examine divers autres essais, tels que résistance à la compression, dureté au scléromètre, perméation (absorption superficielle initiale, perméabilité intrinsèque et coefficient de diffusivité de la vapeur d'eau) en fonction de leur aptitude à prévoir la résistance à l'abrasion du béton. On recommande l'essai d'absorption superficielle initiale.

     

Multiscale modeling of fluid transport in heterogeneous materials using discrete Boltzmann methods

The lattice Boltzmann method is a promising approach for modeling single and multicomponent fluid flow in complex geometries like porous materials. Here, we review some of our previous work and discuss some recent developments concerning fluid flow in multiple pore size materials. After presenting some simple test cases to validate the model, results from large scale simulations of single and multi-component fluid flow through digitized Fontainebleau sandstone, generated by X-Ray microtomography, are given. Reasonably good agreement was found when compared to experimentally determined values of permeability for similar rocks. Finally, modification of the lattice Boltzmann equations, to describe flow in microporous materials, is described. The potential for modeling flows in other microstructures of interest to concrete technology will be discussed.

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Résumé La méthode Lattice Boltzmann est une approche à grand potentiel pour modeler l'écoulement à travers une géométrie complexe, comme celle des matériaux poreux, d'un fluide simple ou à composants multiples. Ici, nous passerons en revue une partie du travail complété et nous discuterons les développements récents concernant l'écoulement d'un fluide dans un matériau poreux ayant une large distribution de la dimension des pores. Nous présenterons, d'abord, des cas simples pour valider le modèle et, ensuite, des cas plus complexes incluant des écoulements de fluides simples ou à composants multiples dans une structure digitalisée d'un grès de Fontainebleau. La structure du grès fut générée par micrographie à Rayon-X. Les résultats du modèle ont une bonne corrélation avec la mesure de perméabilité déterminée sur des pierres similaires. Enfin, une modification des équations de la lattice Boltzmann permet de décrire l'écoulement à travers un matériau micro-poreux. Nous discuterons aussi la possibilité de modeler l'écoulement d'un fluide à travers d'autres micro-structures inspirées de la technologie du béton.

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Editorial Note The National Institute of Standards and Technology (NIST) is a RILEM Titular Member.     

Gas permeability coefficient of cover concrete as a performance control

A simple and practical gas permeability measurement method, known as the overpressure method, was used to assess the quality of cover concrete. This method enables distinguishing the quality of cover concrete both qualitatively and quantitatively, under laboratory conditions and/orin situ. The gas permeability values obtained are sensitive to changes in curing duration, water/cement ratio, age of testing and moisture history of the concrete. It has been confirmed from the test results that compressive strength alone cannot be a good indicator of concrete durability. It has also been observed that sorptivity and gas permeability values are linearly proportional to each other.

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Résumé Une méthode simple et pratique pour mesurer la perméabilité au gaz, appelée la méthode de surpression, a été utilisée pour déterminer la qualité de l'épaisseur d'enrobage du béton. La méthode permet une détermination qualitative et quantitative, en laboratoire et/ouin situ. Les valuers de la perméabilité au gaz obtenues sont sensibles aux variations de la durée de cure, du rapport eau/ciment, de l'age de l'essai et de l'historique de l'humidité du béton. Les résultats des essais confirment que la résistance à la compression seule ne peut être un bon indicateur de la durabilité du béton. Il a également été constaté que les valeurs d'absorption et de perméabilité au gaz présentent une corrélation linéaire.

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Editorial note Prof. Dr.-Ing. H.-W. Reinhardt is a RILEM Senior Member and works at FMPA Baden-Württemberg, a RILEM Titular Member. He is Chaiman of TC 146-TCF on Tightness of Concrete with respect to Fluids and is active in TC 148-SSC on Test methods for the Strain Softening response of Concrete. He is a corresponding member of TCs 107-CSP (Creep and Shrinkage Prediction models), 126-IPT (In-Place Testing of hardened concrete), 160-MLN (Methodology for Life prediction of concrete structures in Nuclear power plants) and 162-TDF (Test and Design methods for steel Fibre reinforced concrete). He is also a member of the Editorial Group of 090-FMA (Fracture Mechanics of concrete-Applicatons). Prof. Dr.-Ing. Reinhardt is a member of the Board of Editors ofMaterials and Structures and the RILEM National Delegate for Germany. Dr.-Ing. Abebe Dinku is now working at Addis Ababa University, Ethiopia, and is a Senior Member of RILEM.     

Behaviour of concrete affected by sea-water under high pressure

Systematic research has been performed with respect to the behaviour of concrete in sea-water under high pressure. If was found that high hydrostatic sea-water pressure had no detrimental effect on strength, but increased the depth of sea-water penetration and the rate of swelling of the concrete, especially for ordinary Portland cement. A correlation between the amount of chloride penetration, the degree of swelling and the increase of mass of the concrete was observed. The permeability of concrete in sea-water with increase in time decreased to very low values.

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Resume Une recherche expérimentale systématique portant sur le comportement du béton dans de l’eau de mer sous haute pression a été menée. La recherche prenait en compte les critères suivants: (i) résistance et solidité de la pate de ciment après prise, (ii) pénétration et dissolution des ions, (iii) perméabilité et (iv) gonflement. Pour tester le premier critère, des échantillons de mortier ont été plongés dans un récipient haute pression d’eau de mer à 5°C et 10,0 MPa, pendant des périodes respectives d’une semaine, d’un mois et de six mois. L’étude des propriétés de résistance et de l’augmentation de l’absorption massique et de l’absorption du chlorure sur des échantillons d’essai plongés dans le récipient ainsi que sur des échantillons de référence a montré qu’il est très peu probable que l’eau de mer sous haute pression porte atteinte à la solidité du mortier de du béton. Rien ne permet de dire que le comportement de la pate de ciment après prise plongée dans de l’eau de mer sous une pression élevée pouvant atteindre 10,0 MPa soit considérablement différent du comportement sous une pression (atmosphérique) normale. La pénétration du chlorure est plus rapide dans des conditions d’eau de mer sous haute pression que dans des conditions de pression atmosphérique. Cette pénétration rapide pourrait néanmoins être également influencée par la quantité de pores remplis d’air que comporte le béton avant l’essai d’exposition. La pénétration d’ions de Cl⁻ et de Na⁺ ainsi que la dissolution d’ions de K⁺ est plus rapide dans le cas de béton ciment Portland ordinaire que dans le cas de béton de ciment Portland de haut fourneau. En diminuant le rapport eau/béton, on obtient une baisse considérable du taux de pénétration des ions de Cl⁻. A la longue, la perméabilité du béton en eau de mer diminue. En raison de la formation de sels tels que brucite/calcite/ aragonite, la taille des pores diminue. Le béton plongé dans de l’eau de mer gonfle de jusqu’à 10% en un an. Dans de l’eau de chaux saturée, le gonflement est plus faible que dans de l’eau de mer. Le gonflement devient plus important lorsque le rapport eau/ciment diminue et qu’on utilise du béton de ciment Portland ordinaire au lieu du béton ciment Portland de haut fourneau, lorsque la teneur en granulat diminue et que les températures décroissent (de 40 à 20°C).

     

Perméabilité des géotextiles et perméamètres

Effectuer une mesure réaliste de la perméabilité des géotextiles est moins aisé qu'il n'y paraît au premier abord. En appliquant aux géotextiles la théorie de l'Hydraulique des milieux poreux, et en se fondant sur des expérimentations effectuées à l'IRIGM (Université de Grenoble) et à l'Institut Textile de France, sur quatre perméamètres différents, nous avons montré la nécessité de conditions d'essais rigoureuses. Nous avons notamment comparé les résultats obtenus avec deux fluides (air et eau), nous avons montré l'intérêt d'utiliser de préférence un nouveau paramètre, la perméance intrinsèque ki/b, et enfin nous avons corrélé la précision de mesure à la valeur du nombre de Reynolds. En conclusion, nous proposons un nouveau modèle de perméamètre répondant aux conditions imposées plus haut.     

Modelling of water permeability in cementitious materials

This paper presents a network model to predict the permeability of cement paste from a numerical simulation of its microstructure. Based on a linked list pore network structure, the effective hydraulic conductivity is estimated and the fluid flow is calculated according to the Hagen–Poiseuille law. The pressure gradient at all nodes is calculated with the Gauss elimination method and the absolute permeability of the pore network is calculated directly from Darcy’s law. Finally, the permeability model is validated by comparison with direct water permeability measurements. According to this model, the predicted permeability of hydrating cement pastes is extremely sensitive to the particle size distribution of the cement and especially to the minimum size of the cement particles. Both in simulations and experiments, the permeability of cement pastes is mainly determined by the critical diameter and by the connectivity of the pore structure, regardless of w/c ratio and curing age. The permeability of cement pastes could be predicted reasonably well when a minimum particle size 1 μm was chosen for the cement.

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Résumé Cet article présente un modèle de réseau visant à prédire la perméabilité de la pate de ciment à l’aide d’une simulation numérique de sa microstructure. Sur la base d’une liste liée de la structure du réseau de pores, la conductivité hydraulique efficace est estimée et le flux de fluide est calculé selon la loi de Hagen–Poiseuille. Le gradient de pression est calculé à tous les nœuds par la méthode d’élimination de Gauss et la perméabilité absolue du réseau de pores est directement calculée à partir de la loi de Darcy. En conclusion, le modèle de perméabilité est validé par comparaison avec des mesures de perméabilité à l’eau. Selon ce modèle, la perméabilité prévue des pates d’hydratation de ciment est extrêmement sensible à la distribution des dimensions des particules du ciment et particulièrement à la taille minimale. Dans les simulations ainsi que dans les expériences, la perméabilité des pates de ciment est principalement déterminée par le diamètre critique et par la connectivité de la structure de pore, indépendante du rapport de l’eau au ciment et de la période de traitement. La perméabilité des pates de ciment pourrait être raisonnablement bien prédite lorsque l’on choisit 1 μm comme dimension de grain minimale du ciment.

     

Chloride migration coefficient of self-compacting concrete

In this article laboratory and analytical studies of the chloride migration coefficient, D, are presented. The result of studies on chloride migration of Self-Compacting Concrete, SCC, are compared with the corresponding properties of normal concrete with the same water-cement ratio, w/c and air content. Both 28 and 90 days' age applied at the start of the testing. Six SCC were studied and 2 NC, all with w/c=0.39. The effect of normal and reversed order of mixing (filler last), increased amount of filler, type of filler, limestone powder, increased air content and large hydrostatic concrete pressure were investigated.

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Résumé Cet article traite des études en laboratoire et des analyses concernant le coefficient de migration du chlorure. Le résultat des études sur l'admission en chlorure du béton autocompactant a été comparé avec les propriétés de celles d'un béton courant ayant le même taux d'eau/ciment et la même teneur en air. Des bétons de 28 et de 90 jours ont été utilisés au début des tests. L'étude a porté sur 6 bétons auto-compactants et 2 bétons normaux, tous ayant un taux d'eau/ciment de 0,39. C'est dans ce contexte qu'a été étudiée l'influence d'un mélange normal et inversé (dernier apport), de l'augmentation de la quantité de matériau de remplissage, du type de matériau de remplissage, de la poudre de pierre à chaux, de l'augmentation de la teneur en air et d'une forte compression hydrostatique du béton.

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Editorial Note Dr. Bertil Persson is a RILEM Senior Member. He participates in RILEM TCs LTP' Life time performance of materials and structures’, URM ‘Use of recycled materials’, 196-ICC ‘Internal curing of concretes’ and 195-DTD ‘Recommendation for test methods for autogenous deformation and thermal dilation of early age concrete’.     

Protection provided by surface treatments against chloride induced corrosion

Corrosion of reinforcement bars due to chloride ingress is a well known problem in reinforced concrete. Several methods have been adopted to protect reinforced concretc, and one of them is to provide added protection to the concrete surface in the form of surface treatments such as silanes and siloxanes. They react with the cement matrix and form a hydrophobic layer on the walls of the pores within the concrete. This protects the concrete from the ingress of water and water-born salts. Moisture is required for reaction of silanes and siloxanes with the hydrated cement matrix. However, too much water in the pores of concrete will prevent the treatments from penetrating deeper into the pores. A study has been carried out to investigate the variation, due to the presence of moisture, on the effectiveness of the protection. It has been found that irrespective of the moisture content at the time of application of treatment, silanes and siloxanes provided good protection against chloride ingress and corrosion of reinforcement bars. However, the depth of penetration and therefore the durability of the treatment is adversely affected when the concrete is near saturation.

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Résumé Dans le béton armé, la corrosion des armatures de renforcement due à la pénétration du chlorure est un problème bien connu. Plusieurs méthodes ont été adoptées pour protéger le béton armé, dont la protection supplémentaire au revêtement du béton sous forme de traitement à la surface par des silanes et des siloxanes. Ces produits réagissent avec la matrice cimentaire et forment une couche hydrophobe sur les parois des pores à l'intérieur du béton, empêchant la pénétration de l'eau et des sels véhiculés par l'eau. L'humidité est nécessaire pour obtenir la réaction des silanes et des siloxanes avec la matrice cimentaire hydratée. Cependant, trop d'eau dans les pores du béton empêche les traitements de pénétrer plus profondément dans les pores. Une étude a été menée sur l'efficacité de la protection en fonction des variations de la présence de l'humidité. On a constaté que, quelle que soit la teneur en humidité au moment de l'application du traitement, les silanes et les siloxanes fournissent une bonne protection contre l'entrée du chlorure et la corrosion des armatures. Néanmoins, la profondeur de la pénétration, et donc la résistance du traitement, sont défavorablement modifiées lorsque le béton est près de la saturation.

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Editorial note Prof. David J. Cleland is a RILEM Senior Member and the Secretary of TC 145-WSM (Workability of Special Concrete Mixes). Prof. A. E. Long is a RILEM Senior Member and a member of TCs 126-IPT (In-place Testing of Hardened Concrete) and 163-TPZ (Interfacial Transition Zone and Properties of Transfer).     

Influence de la concentration et de la dimension des granulats vis-à-vis de la poussée, du béton frais sur une paroi coffrante

Résumé L'étude présentée vise l'analyse de l'influence de la concentration granulaire dans un mélange pate-granulat vis-à-vis de la poussée excrcée par un béton frais sur une paroi coffrante. L'appareillage expérimental est constitué d'un coffrage grandeur nature instrumenté de capteurs de force, de déplacement et de pression. Pour valider le processus expérimental mis en place, le problème est abordé en utilisant l'eau, fluide de caractéristiques rhéologiques connues. Dans une seconde étape, les investigations sont menées sur des bétons dont la concentration volumique en granulats varie de 0% à 70% Des distributions granulaires continues et discontinues sont utilisées dans la composition des bétons. Les résultats montrent que l'accroissement du volume granulaire s'accompagne d'un changement progressif du profil de pression mesuré sur la paroi coffrante. Un effet non linéaire est observé pour des concentrations granulaires dont le rapport V_(pate)/V_(granulats)>40%. Ce phénomène induit une réduction de pression à la base du coffrage par rapport à la pression hydrostatique d'un fluide parfait équivalent. Nos résultats, obtenus à l'échelle globale, sont à rapprocher du comportement rhéologique du béton frais qui subit une modification sensible de son écoulement pour un rapport V_(pate)/V_(granulats)−40%. Concernant l'influence du type de distribution granulaire sur la forme des lignes de pression, on constate qu'à concentration égale, l'effet de la discontinuité introduite dans certaines compositions est minime.

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Effects of aggregate concentration and size in fresh concrete pressure on formwork walls

Our paper focuses on the influence of both the size and concentration of the aggregate-paste mixture when fresh concrete presses against formwork walls. The testing equipment used consists of a formwork fitted with force and displacement sensors. The experimental study includes water with well-known rheological characteristics, which has allowed us to validate the experimental process. The investigation was carried out with a concrete whose granular concentration fluctuates between 0% and 70%. Both continuous and discontinuous granular distributions were used in the concrete mix design. The test results indicate that increasing the aggregate concentration modifies the pressure curve measured on the formwork. A non-linear effect is observed for aggregate concentrations with V_(paste)/V_(aggregate)>40%. This phenomenon induces a slight reduction in the pressure at the bottom of the form-work compared with the hydrostatic pressure in an equivalent fluid. These global results are comparable to the rheological behaviour of fresh concrete whose flow gets modified in accordance with a V_(paste)/V_(aggregate) ratio of 40%. We have also noted that the influence of the aggregate discontinuity distribution in some mix designs is negligible.

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Editorial Note Dr. P. Baudeau is a RILEM Senior Member.     

Mesure de la perméabilité à l'air des bétons au moyen d'un perméamètre à charge variable

Pour mesurer la perméabilité de bétons, on a développé un perméamètre de laboratoire à air à charge variable. On décrit son principe, son fonctionnement (très simple) et le mode de calcul de la perméabilité. On peut utiliser pour cela une théorie complète ou simplifiée. L'utilisation de la théorie simplifiée conduit à une sous-estimation systématique de la perméabilité de l'ordre de 25%. D'autre part, les résultats obtenus avec ce type de perméamètre sont voisins de ceux obtenus avec le perméamètre à change constante. Le perméamètre à présenté est un appareil simple à fabriquer et à utiliser. Summary To measure the permeability of concrete, a non steady state air permeameter has been developed by our laboratory. Its design is presented and the theory is developed for calculating the permeability. The permeability may be calculated also accoding to a simplified theory which leads to a 25% systematic underassessment. The values obtained with this new instrument are compared with those given by a steady state apparatus (Cembureau type), and the results are very similar. The steady state permeameter presented is a simple design and straightforward to use.      

Towards a prediction of superplasticized concrete rheology

The rheology of concrete is influenced by water content, the amount, size and size distribution of all the solid components as well as by the dispersion of the finer particles through the addition of superplasticizers. In addition, the rheological behariour over time ovolves as a result of cement hydration. Consequently the a-priori prediction of concrete rheology is a complex task. In this article, models that have been and are being developed to achieve this task are discussed. The key role of the degree of dispersion will be underlined. A treatment of interparticle forces and a yield stress model integrating these will be presented. Such work is necessary to integrate the dispersion efficiency of superplasticizers based on their dosage and molelar, structures into existing models for predicting concrete rheology.

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Résumé La rhéologie du béton est influencée par la teneur en eau, la quantité, la taille et la distribution de taille de tous les matériaux granulaires ainsi que du degré de dispersion qui peut être obtenu par l'ajout de superplastifiant. De plus, le comportement rhéologique de ce matériau évolue dans le temps à cause de l'hydration du ciment. Il en résulte que la prédiction de la rhéologie du béton est particulièrement complexe. Dans cet article, des modèles existant et en cours de développment dont le but est précisément d'atteindre cet objectif sont discutés L'importance du degré de dispersion sera soulignée. Un traitement des forces interparticulaires et de leur lien au seuil d'écoulement est présenté. Le but d'un tel travail est de pouvoir en fin de compte inclure l'effet du dosage et de la structure moléculaire de superplastifiants dans les modèles existants pour la prédiction de la rhéologie du béton.

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Editorial Note Dr. Robert J. Flatt presented a lecture of this paper at the 2003 RILEM Annual Meeting in Madrid, as he was awarded the 2003 Robert L'Hermite Medal in recognition of his work on cement and concrete technology. The L'Hermite Award Committee for 2003 decided to recommend the prize to Dr. Flatt since he has demonstrated original approach and independence for fundamental studies of issues which are relevant to cement and concrete technology. In particular he should be noted for his contributions to the basic understanding of the mechanisms of dispersants in concretes. His scientific work added valuable insight into chemical effect dispersants and their impact on, physical characteristics of particle interactions and rheology. His studies are highly valuable from a basic point of view and are bound to have practical implication. Dr. Flatt is a RILEM Senior Member.     

Precision of the Nordic test methods for measuring the chloride diffusion/migration coefficients of concrete

This paper presents the results of the round-robin test carried out in the Nordic countries to evaluate the repeatability and reproducibility of three Nordic test methods for measuring the chloride diffusion coefficient of concrete. The three methods were: NT BUILD 443, NT BUILD 355 and the CTH Rapid Test. A total of nine laboratories from Denmark, Sweden, Norway and Iceland participated in the test. Concrete specimens with three types of binder and two water-cement ratios were used in the test, and the test results were evaluated in accordance with international standard ISO 5725-94 for the determination of repeatability and reproducibility, in spite of small numbers of trials and laboratories. The results show that, among the three methods tested in this project, the CTH Rapid Test in general gives the best precision in the determination of chloride diffusion coefficient for Portland cement or silica fume concrete. The NT BUILD 443 method also gives satisfactory precision. The NT BUILD 355 method gives satisfactory precision for permeable concrete, but shows poor reproducibility for dense or low-permeability concrete.

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Résumé Cet article présente les résultats expérimentaux réalisés en Scandinavie pour évaluer la répétabilité et la reproductibilité des mesures accélérées du coefficient de diffusion des ions chlore dans les bétons. Trois procédures ont été testées: NT BUILD 443, NT BUILD 355 et l'essai accéléré CTH. 9 laboratoires et 4 pays ont été impliqués dans ce projet: Danemark, Suède, Norvège et Islande. Ont été utilisés des échantillons de béton fabriqués avec 3 types de ciment et 2 rapports E/C différents. Les résultats d'essais ont été analysés selon la norme ISO 5725-94. Ceux-ci montrent que parmi les 3 méthodes testées, la procédure CTH donne la meilleure précision dans la détermination du coefficient de diffusion des ions chlore pour le ciment Portland ou les bétons avec fumée de silice. La procédure NT BUILD 443 fournit aussi des précisions acceptables. Par contre, si la procédure NT BUILD 355 donne des résultats satisfaisants pour les bétons perméables, elle n'offre pas une bonne reproductibilité lorsque la perméabilité des matériaux diminue.

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Editorial Note Dr. Tang Luping is a RILEM Staff Member and works at the Swedish National Testing and Research Institute, a RILEM Titular Member. He participates in the work of RILEM TC 178-TMC: ‘Testing and modelling chloride penetration in concrete’.     

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.     

Principles of a standard survey and damage classification system for concrete structures

Resume Cet article énumère et décrit successivement les principales sections que devrait inclure un système type d’examen et de classification des dommages des constructions en béton, la section 2.1 faisant ressortir les avantages de l’application du système. Cet article fait partie du travail de la Commission de la RILEM 104-DCC. Toute discussion de cet article serait la bienvenue.      

Evaluation of the Windsor probe test for estimating compressive strength of concrete

This paper describes an investigation to evaluate the Windsor probe test for estimating compressive strength of concrete. Briefly, the probe test is performed by firing a 3.125 inch (82.6 mm) alloy-steel probe into the hardened concrete. The exposed probe length is recorded and is related to the compressive strength of concrete. The effect of the aggregate hardness is taken care of by using different calibration charts for minerals having different Mohs hardnesses. The results of a study to evaluate the compressive strength of 24×24×8-in. (61×61×20-cm) deep concrete slabs are given. The applications and limitations of the new test are discussed.

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Résumé Cet article tient compte d'une étude de l'essai à la sonde “Windsor” et de son aptitude à évaluer la résistance en compression du béton. En bref, on procède à l'essai en enfoncant une sonde en alliage d'acier de 82,6 mm dans le béton durci à l'aide d'un fusil spécialement concu à cet effet. Une relation est établie entre la longuer de sonde dehors et la résistance à la compression du béton. On tient compte de l'effet de la dureté du granulat à l'aide de différentes courbes d'étalonnage pour des minéraux qui présentent différents duretés Mohs. On fournit les résultats d'une évaluation de la résistance en compression de dalles de béton épaisses (61×61×20 cm). On examine les applications et les limites du nouvel essai. La dureté des gros granulats affecte la pénétrantion de la sonde dans le béton pour des cylindres ayant la même résistance à la compression à 28 jours, la longueur dehors de la sonde est de 4 cm dans le cas de béton de calcaire et de 4,2 cm avec du béton de gravier. Les essais indiquent qu'une augmentation de 0,25 cm correspond à un accroissement d'environ 35 kg/cm² de la résistance en compression à 28 jours du béton de calcaire. La valeur correspondante pour le béton de gravier est de 42 kg/cm². Le coefficient de variation moyen par gachée pour la longueur dehors de la sonde est de 4,4% pour le béton de gravier et de 2,1% pour le béton de calcaire, ce qui indique sans doute que le béton confectionné avec des granulats plus tendres peut donner des résultats plus reproductibles qu'un béton fait avec des granulats plus durs. Les corrélations sont bonnes entre la longueur dehors de la sonde et la résistance en compression à 28 jours du béton, si l'on se fie aux mesures faites sur des dalles, des cylindres et des carottes. Pour le béton de gravier les coefficients de corrélation varient de 0,885 à 0,878; pour le béton de calcaire, la variation est de 0,927 à 0,969. L'écart-type de la résistance en compression estimée à 28 jours du béton de gravier, déterminée d'après la longuer dehors de la sonde est de 21 kg/cm² alors qu'il est de 34 kg/cm² pour une détermination d'après les carottes prélevées. Pour du béton de calcaire, les valeurs correspondantes de l'écart-type sont de 31 kg/cm² et de 27 kg/cm². En opérant sur le même béton, la longueur dehors des sondes augmente avec l'age du béton, ce qui montre bien que les mesures à la sonde sont utiles pour déterminer la résistance relative du béton.

     

Design of high performance concrete corbels

Currently, concretes of higher compressive strengths have been produced and increasingly used by designers and contractors for both reinforced and prestressed concrete construction. The design of concrete corbels using the strut-and-tie model considers two failure modes: failure by crushing concrete in the strut and by yielding of the main steel reinforcement. To consider the failure by diagonal tension, a third equation is included in the truss plastic model proposed by Rogowsky and MacGregor. To use the truss plastic model, an efficiency factor is applied to reduce the effective concrete strength. An efficiency factor is proposed in this paper for high performance concrete. The proposed model using the new efficiency factor gives an improved correlation with experimental data. Based on the test results reported from literature review, the design method proposed by AFREM for high stregth concrete corbels is modified in this paper to make design of high strength concrete corbels more reasonable. The comparison with experimental data shows that the modified AFREM model predicts fairly well the shear capacity of the corbels.

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Résumé à ce jour, les bétons de hautes performances connaissent de multiples utilisations par des concepteurs et des constructeurs pour des éléments en béton armé et précontraints. Le dimensionnent de consoles courtes selon le modèle de bielle-et-tirant prend en considération deux types de rupture: celle par palstifiction des aciers de flexion et celle par écrasement de la bielle du béton. Pour tenir compte de la rupture diagonale des consoles, une troisième équation a été introduite dans le modèle de treillis plastique par Rogowsky et MacGregor. Pour ce modèle, nous proposons un nouveau coefficient d'efficacité pour le béton de hautes performances qui permet une meilleure corrélation avec les données expérimentales. Sur la base de résultats des essais trouvés dans la littérature, le modèle de dimensionnement des consoles en béton de hautes performances proposé par l'AFREM a été modifié afin de prédire la capacité en cisaillement des consoles.

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Editorial Note M. Saafi is a RILEM Student Member.     

Tensile creep behavior of high strength concretes at early ages

Early age tensile creep of high strength concrete loaded during the first day after casting was studied. The effect of silica fume was evaluated, using two types of loading scheme: (i) creep which occurs in a restrained autogenous shrinkage test and (ii) creep measured in a conventional test under constant load. The two methods showed that the addition of silica fume increased the early age tensile creep of high strength concrete, when compared to concrete without silica fume but with similar water/binder ratio. This enhanced creep is of practical significance as it provides a mechanism to relieve some of the restraining stress that develops due to autogenous shrinkage.

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Résumé Dans cet article, on a étudié le fluage en traction d'un béton de haute résistance, pendant le premier jour suivant sa fabrication. On a caractérisé l'effet de la fumée de silice, à partir de deux modes de chargement: (1) fluage dans le cas d'un essai en retrait intrinsèque empêché et (2) fluage mesuré dans un essai conventionnel sous charge constante. Les deux méthodes indiquent que l'addition de fumée de silice augmente le fluage initial d'un béton de haute résistance, par rapport à celui d'un béton de même rapport eau/liant sans fumée de silice. Cette augmentation du fluage est d'une signification pratique, en fournissant un mécanisme qui compense en partie les contraintes générées par le retrait intrinsèque.

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Editorial Note Dr. K. Kovler and Prof. A. Bentur are RILEM Senior Members. Technion is a RILEM Titular Member. Prof. Amon Bentur is a Fellow of RILEM and a member of the RILEM Coordinating Committee. He is the Chaiman of TC 159-ETC: ‘Engineering of the interfacial transition zone in cementitious composites’ (co-chaired with Prof. Alxander) and of TC EAS: ‘Early age shrinkage induced stresses and cracking in cementitious systems’. Dr. K. Kovler is a Member of the TC EAS and of TC 162-TDF: ‘Test and design methods for steel fiber reinforced concrete’.     

Modélisation globale des interactions physico-chimiques régies par des isothermes non linéaires entre ions cholore et mortier de ciment Portland

Résumé Le calcul des profils de concentration en ions chlore dans une structure en béton peut être effectué: soit à partir de la connaissance du coefficient de diffusion apparent dans le cas où les interactions liquide-solide sont régies par un isotherme linéaire, soit à partir de la mesure du coefficient de diffusion effectif et de la détermination de l'isotherme d'interaction non linéaire entre les ions chlore et le béton. Dans le cadre de cette dernière approche nous proposons une modélisation des interactions selon un isotherme de Freundlich et un calcul de son équation à partir d'essais de diffusion classique. Contrairement aux techniques classiques pour lesquelles l'isotherme d'interaction est obtenu pour des matériaux déstructurés, la méthode présentée dans ce papier présente l'avantage de pouvoir accéder à l'isotherme des interactions non linéaires dans la microstructure réelle du béton en service.

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The calculation of chloride profiles into a concrete structure could be made from the knowledge of the apparent diffusion coefficient or from the measurement of the effective diffusion coefficient and the determination of the nonlinear chloride binding isotherm. In the case of this last approach, we suggest a modelling of the interactions according to a Freundlich isotherm, with its equation being calculated from diffusion cell tests. Contrary to classical techniques in which the binding isotherms are obtained from crushed specimens, the method presented in this paper gives a means to obtaining the equation of the binding isotherm from the bulk specimen. Then, it could be possible to study the influence of the microstructure on the binding of chloride ions.

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Note de la Rédaction Jean-Pierre Ollivier est Membre Effectif de la RILEM, Il prend une part active dans les travaux de l'Association en tant que Conseiller du Comité de Coordination et membre de la Commission Technique 116-PCD sur la Perméabilité du béton, critère de Durabilité, ainsi que la Commission TPZ Zone de Transition interfaciale et Propriétés de transfert.