Permeability of concrete under stress

Banthia, Nemkumar; Biparva, Alireza; Mindess, Sidney

doi:10.1016/j.cemconres.2004.10.044

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“…It has been reported that compressive and tensile loads can affect the water permeability, gas permeability and chloride penetration (Banthia et al 2005;Choinska et al 2007;Lim et al 2000;Sugiyama et al 1996;. By summarizing the results of these studies, two main conclusions can be drawn.…”

Section: Derivation Of Loading Effect Factor F(εd)mentioning

confidence: 71%

“…In addition, many researchers (e.g. Saito and Ishimori 1995;Zhou et al 2012;Djerbi Tegguer et al 2013;Lim et al 2000;Banthia et al 2005) experimentally studied the influence of compressive loadings on the transport properties of stressed concrete. While Guoping et al (2011) and investigated the chloride penetration in stressed concrete under tensile and compressive loadings.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

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Theoretical and Experimental Investigation of Loading Effects on Chloride Diffusion in Saturated Concrete

Jin

et al. 2015

ACT

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In this paper, a comprehensive investigation regarding the loading effects on chloride diffusion in saturated concrete is reported. It involves both theoretical and experimental aspects, towards contributing to the service-life prediction of infrastructure under chloride attack. A revised chloride diffusion model is proposed based on the modified Fick's second law with an emphasis on the loading effects. In particular, this influence is quantified using a newly-introduced damage effect factor defined by tortuosity and constrictivity of damaged concrete. This model is capable of predicting the chloride profiles in concrete under different loading states, regardless of whether it is damaged or undamaged. Meanwhile, a series of experimental studies were extensively operated in order to analyze the influence of loading on chloride diffusion process. Two types of mixtures (i.e. ordinary concrete and ordinary concrete mixed with slag) were investigated for chloride diffusion tests under different natures (i.e. compressive and tensile loads) and magnitudes of loads. Totally four levels of loads were applied to further correlate the relation between chloride diffusivities and associated strain values. Finally, two groups of test data with different tensile strain were adopted to validate the theoretical model. It shows that the model is reasonable and the numerical result is adequately accurate.

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Section: Derivation Of Loading Effect Factor F(εd)mentioning

confidence: 71%

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Theoretical and Experimental Investigation of Loading Effects on Chloride Diffusion in Saturated Concrete

Jin

et al. 2015

ACT

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“…There exist numerous variants of the method adopted for cracked materials or materials under load [25,26]. The Cembureau method [27][28][29] is intended to be suitable for concretes of 250-400 kg/ m 3 cement content giving a specific permeability coefficient to oxygen within the range 10 -14 -10 -19 m 2 .…”

Section: Constitutive Relationsmentioning

confidence: 99%

Experimental and numerical investigation of sodium sulphate crystallization in porous materials

Koniorczyk

Konca

2012

Heat Mass Transfer

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The experimental setup was constructed to measure the thermal effect of the salt crystallization/dissolution process in building materials containing sodium sulphate. Additional heat was released/consumed during the salt crystallization/dissolution. The mathematical model of salt, moisture and energy transport concerning the salt phase change kinetics was derived and based on it the computer code was developed. To solve the set of partial differential, governing equations the finite element and finite difference methods were used. By solving the inverse problem the parameters of the rate law for brick saturated with the sodium sulphate solution were determined.

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“…Par conséquent, la perméabilité, définie comme le mouvement d'un fluide dans un milieu poreux sous une charge de pression appliquée, est la propriété la plus importante du béton régissant sa durabilité à long terme [2]. Donc, la perméabilité aux gaz des bétons est considérée comme un indicateur majeur de la durabilité des ouvrages en béton armé, car elle régit la pénétration d'agents agressifs gazeux, comme le dioxyde de carbone ainsi que le transfert de vapeur d'eau liée au séchage du matériau [3].…”

Section: Introductionunclassified

La perméabilité relative aux gaz : Une propriété de transport importante contrôlant la durabilité du béton partiellement saturé

Kameche

Ghomari

Choińska

et al. 2014

MATEC Web of Conferences

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Résumé. Les propriétés de transport du béton, principalement la perméabilité, jouent un rôle clé dans l'évaluation et la prévision de la durabilité des structures en béton armé. En effet, la perméabilité aux gaz est un indicateur majeur pour évaluer la capacité du matériau à résister à la pénétration d'espèces chimiques agressives. Toutefois, l'aptitude du béton à se faire pénétrer par ces agents agressifs, ne peut pas toujours suivre une loi Darcienne puisque ce matériau n'est que très rarement saturé dans la réalité. En effet, la perméabilité du béton ordinaire, de nature poreuse, dépend du taux d'humidité qui fluctue dans ses interstices en fonction du temps en relation avec son milieu environnant. L'objectif de nos travaux est ainsi d'étudier la perméabilité du béton ordinaire partiellement saturé, confectionné à l'aide de deux types de ciment (CEM II/A 42,5 et CEM II/A 32,5), en soulignant l'attention particulière à l'influence de la taille du corps d'épreuve sur la mesure de la perméabilité (effet d'échelle). Dans ce but, le béton est caractérisé en premier lieu par sa perméabilité intrinsèque, évaluée par l'application de la méthode de Klinkenberg, et la variation de ce paramètre est étudiée en variant le taux de saturation dans des éprouvettes cylindriques de tailles différentes et en s'intéressant également à l'influence des deux ciments différents sur l'évolution de la perméabilité aux gaz du béton. L'analyse des résultats obtenus met en évidence l'évolution sensible de la perméabilité relative aux gaz du béton ordinaire en fonction du degré de saturation des différents corps d'épreuves testés. Ces résultats expérimentaux obtenus sont susceptibles d'être introduits dans des modèles de prévision des transferts dans le béton et de la prédiction de la durabilité des ouvrages en béton. Dans ce cadre, la validité de la loi de Van Genuchten-Mualem pour les milieux poreux non saturés a été vérifiée pour les échantillons testés. Les résultats analytiques obtenus avec ce modèle semblent être satisfaisantes pour un béton ordinaire. En revanche, cette formule analytique de Van Guenuchten modifiée ne semble pas appropriée pour les différentes tailles des éprouvettes testées en béton ordinaire pour différents taux de saturation.

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Permeability of concrete under stress

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Theoretical and Experimental Investigation of Loading Effects on Chloride Diffusion in Saturated Concrete

Theoretical and Experimental Investigation of Loading Effects on Chloride Diffusion in Saturated Concrete

Experimental and numerical investigation of sodium sulphate crystallization in porous materials

La perméabilité relative aux gaz : Une propriété de transport importante contrôlant la durabilité du béton partiellement saturé

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