[article] in Journal of engineering mechanics > Vol. 130 N°6 (Juin 2004) . - 691-699 p. | Titre : | Temperature Effect on Concrete Creep Modeled by Microprestress-Solidification Theory | | Titre original : | L'Effet de la Température sur le Fluage Concret modelisé par la Théorie de Micro-précontrain de Solidification | | Type de document : | texte imprimé | | Auteurs : | Bažant, Zdeněk P., Auteur ; Gianluca Cusatis, Auteur ; Cedolin, Luigi ; Anandarajah, A. Rajah, Editeur scientifique | | Article en page(s) : | 691-699 p. | | Note générale : | Génie Mécanique | | Langues : | Anglais (eng) | | Mots-clés : | Temperature effects Concrete Creep Shrincage Solidification Aging Viscoelasticity Microstructure Thermodynamics Adsorption Effets de la température Concret Fluage Rétrécissement Solidification Vieillissement Visco-élasticité Micro-structure Thermodynamique Adsorption | | Index. décimale : | 621.34/624 | | Résumé : | The previously developed microprestress-solidification theory for concrete creep and shrinkage is generalized for the effect of temperature (not exceeding 100°C). The solidification model separates the viscoelasticity of the solid constituent, the cement gel, from the chemical aging of material caused by solidification of cement and characterized by the growth of volume fraction of hydration products. This permits considering the viscoelastic constituent as non-aging. The temperature dependence of the rates of creep and of volume growth is characterized by two transformed time variables based on the activation energies of hydration and creep. The concept of microprestress achieves a grand unification of theory in which the long-term aging and all transient hygrothermal effects simply become different consequences of one and the same physical phenomenon. The microprestress, which is independent of the applied load, is initially produced by incompatible volume changes in the microstructure during hydration, and later builds up when changes of moisture content and temperature create a thermodynamic imbalance between the chemical potentials of vapor and adsorbed water in the nanopores of cement gel. As recently shown, this simultaneously captures two basic effects: First, the creep decreases with increasing age at loading after the growth of the volume fraction of hydrated cement has ceased; and, second, the drying creep, i.e., the transient creep increases due to drying (Pickett effect) which overpowers the effect of steady-state moisture content (i.e., less moisture—less creep). Now it is demonstrated that the microprestress buildup and relaxation also captures a third effect: The transitional thermal creep, i.e., the transient creep increase due to temperature change. For computations, an efficient (exponential-type) integration algorithm is developed. Finite element simulations, in which the apparent creep due to microcracking is taken into account separately, are used to identify the constitutive parameters and a satisfactory agreement with typical test data is achieved.
Précédemment développés micro-précontraint la théorie de solidification pour le fluage concret et le rétrécissement est généralisé pour l'effet de la température (n'excédant pas 100°C). Le modèle de solidification sépare la visco-élasticité du constituant plein, le gel de ciment, du vieillissement chimique du matériel provoqué par solidification de ciment et caractérisé par la croissance de la fraction de volume des produits d'hydration. Ceci laisse considérer le constituant visco-élastique comme non-vieillissement. La dépendance de la température des taux de fluage et de croissance de volume est caractérisée par deux variables transformées de temps basées sur les énergies d'activation de l'hydration et du fluage. Le concept de micro-précontraint réalise une unification grande de théorie dans laquelle le vieillissement à long terme et tous effets hygrothermal passagers deviennent simplement différentes conséquences d'un et le même phénomène physique. Micro-précontraint, qui est indépendant de la charge appliquée, est au commencement produit par les changements de volume incompatibles de la microstructure pendant l'hydration, et s'accumule plus tard quand les variations température le contenu et d'humidité créent un déséquilibre thermo-dynamique entre les potentiels chimiques de la vapeur et l'eau adsorbée dans les nanopores du gel de ciment. Comme récemment montré, ceci capture simultanément deux effets de base : D'abord, le fluage diminue avec l'augmentation de l'âge au chargement après que la croissance de la fraction de volume du ciment hydraté ait cessé ; et, en second lieu, le fluage de séchage, c.-à-d., les augmentations passagères de fluage dues au séchage (effet de Pickett) qui maîtrise l'effet du contenu d'humidité équilibré (c.-à-d., moins de fluage d'humidité-moins). Maintenant on le démontre que l'habillage et la relaxation de micro-précontraint capture également un troisième effet : Le fluage thermique transitoire, c.-à-d., l'augmentation passagère de fluage due au changement de température. Pour des calculs, un algorithme efficace d'intégration (de type exponentiel) est développé. Des simulations finies d'élément, dans lesquelles le fluage apparent dû à la microfissuration est pris en considération séparément, sont employées pour identifier les paramètres constitutifs et un accord satisfaisant avec des essais typiques est réalisées.
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[article] Temperature Effect on Concrete Creep Modeled by Microprestress-Solidification Theory = L'Effet de la Température sur le Fluage Concret modelisé par la Théorie de Micro-précontrain de Solidification [texte imprimé] / Bažant, Zdeněk P., Auteur ; Gianluca Cusatis, Auteur ; Cedolin, Luigi ; Anandarajah, A. Rajah, Editeur scientifique . - 691-699 p. Génie Mécanique Langues : Anglais ( eng) in Journal of engineering mechanics > Vol. 130 N°6 (Juin 2004) . - 691-699 p. | Mots-clés : | Temperature effects Concrete Creep Shrincage Solidification Aging Viscoelasticity Microstructure Thermodynamics Adsorption Effets de la température Concret Fluage Rétrécissement Solidification Vieillissement Visco-élasticité Micro-structure Thermodynamique Adsorption | | Index. décimale : | 621.34/624 | | Résumé : | The previously developed microprestress-solidification theory for concrete creep and shrinkage is generalized for the effect of temperature (not exceeding 100°C). The solidification model separates the viscoelasticity of the solid constituent, the cement gel, from the chemical aging of material caused by solidification of cement and characterized by the growth of volume fraction of hydration products. This permits considering the viscoelastic constituent as non-aging. The temperature dependence of the rates of creep and of volume growth is characterized by two transformed time variables based on the activation energies of hydration and creep. The concept of microprestress achieves a grand unification of theory in which the long-term aging and all transient hygrothermal effects simply become different consequences of one and the same physical phenomenon. The microprestress, which is independent of the applied load, is initially produced by incompatible volume changes in the microstructure during hydration, and later builds up when changes of moisture content and temperature create a thermodynamic imbalance between the chemical potentials of vapor and adsorbed water in the nanopores of cement gel. As recently shown, this simultaneously captures two basic effects: First, the creep decreases with increasing age at loading after the growth of the volume fraction of hydrated cement has ceased; and, second, the drying creep, i.e., the transient creep increases due to drying (Pickett effect) which overpowers the effect of steady-state moisture content (i.e., less moisture—less creep). Now it is demonstrated that the microprestress buildup and relaxation also captures a third effect: The transitional thermal creep, i.e., the transient creep increase due to temperature change. For computations, an efficient (exponential-type) integration algorithm is developed. Finite element simulations, in which the apparent creep due to microcracking is taken into account separately, are used to identify the constitutive parameters and a satisfactory agreement with typical test data is achieved.
Précédemment développés micro-précontraint la théorie de solidification pour le fluage concret et le rétrécissement est généralisé pour l'effet de la température (n'excédant pas 100°C). Le modèle de solidification sépare la visco-élasticité du constituant plein, le gel de ciment, du vieillissement chimique du matériel provoqué par solidification de ciment et caractérisé par la croissance de la fraction de volume des produits d'hydration. Ceci laisse considérer le constituant visco-élastique comme non-vieillissement. La dépendance de la température des taux de fluage et de croissance de volume est caractérisée par deux variables transformées de temps basées sur les énergies d'activation de l'hydration et du fluage. Le concept de micro-précontraint réalise une unification grande de théorie dans laquelle le vieillissement à long terme et tous effets hygrothermal passagers deviennent simplement différentes conséquences d'un et le même phénomène physique. Micro-précontraint, qui est indépendant de la charge appliquée, est au commencement produit par les changements de volume incompatibles de la microstructure pendant l'hydration, et s'accumule plus tard quand les variations température le contenu et d'humidité créent un déséquilibre thermo-dynamique entre les potentiels chimiques de la vapeur et l'eau adsorbée dans les nanopores du gel de ciment. Comme récemment montré, ceci capture simultanément deux effets de base : D'abord, le fluage diminue avec l'augmentation de l'âge au chargement après que la croissance de la fraction de volume du ciment hydraté ait cessé ; et, en second lieu, le fluage de séchage, c.-à-d., les augmentations passagères de fluage dues au séchage (effet de Pickett) qui maîtrise l'effet du contenu d'humidité équilibré (c.-à-d., moins de fluage d'humidité-moins). Maintenant on le démontre que l'habillage et la relaxation de micro-précontraint capture également un troisième effet : Le fluage thermique transitoire, c.-à-d., l'augmentation passagère de fluage due au changement de température. Pour des calculs, un algorithme efficace d'intégration (de type exponentiel) est développé. Des simulations finies d'élément, dans lesquelles le fluage apparent dû à la microfissuration est pris en considération séparément, sont employées pour identifier les paramètres constitutifs et un accord satisfaisant avec des essais typiques est réalisées.
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Affiner la rechercheLattice discrete particle model for fiber - reinforced concrete.I / Edward A. Schauffert in Journal of engineering mechanics, Vol. 138 N° 7 (Juillet 2012)
