CHAPTER 3. MECHANICAL PROPERTIES Th

CHAPTER 3. MECHANICAL PROPERTIES
This chapter summarizes information about the various mechanical properties that are relevant to the structural design of UHPC components.
It is important to note that the dispersion and orientation of the fiber reinforcement are critical parameters that influence the mechanical behavior of UHPC. The fiber reinforcement serves to resist tensile stresses in the UHPC component both before and after tensile cracking of the UHPC matrix. Post-cracking mechanical response of UHPC is particularly susceptible to degradation from disadvantageous fiber dispersion and/or orientation. Mixing and placing methods can affect the hardened UHPC mechanical response and thus must be appropriately coordinated to ensure acceptable mechanical performance.(4)
COMPRESSIVE STRENGTH
Compressive strength is an important property in the design of any concrete structure. It is also the property that is most frequently measured. As discussed in the previous chapter, cylinder and cube compression test methods used for conventional concrete are appropriate for the determination of UHPC compressive strength. Minor modifications to the test and analysis methods may be required.
Graybeal reported the compressive strengths of nearly 1,000 specimens subjected to the following four different curing conditions:(22)
a. Steam curing at 194 °F (90 °C) and 95-percent relative humidity for 48 hours starting about 24 hours after casting. b. Steam curing at 140 °F (60 °C) for 48 hours starting about 24 hours after casting. c. Steam curing at 194 °F (90 °C) for 48 hours starting about 15 days after casting. d. Curing under laboratory conditions (73 °F (23 °C) and ambient humidity).
Most tests were conducted on 3- by 6-inch (76- by 152-mm) cylinders with the ends ground so that they were parallel within 1 degree. Tests generally used the procedures of ASTM C39, except the loading rate was increased to 150 psi/second (1 MPa/s), and a 6.5-inch (165-mm)diameter spherical bearing plate was used.(67)
The average measured compressive strengths at 28 days for six cylinders cured using methods a, b, c, and d were 28.0, 24.8, 24.8, and 18.3 ksi (193, 171, 171, and 126 MPa), respectively. Density of the UHPC ranged from 150 to 156 lb/ft3 (2,400 to 2,500 kg/m3). Within each curing regime, there was a slight increase in compressive strength as the density increased.
Graybeal also investigated the effect of cylinder and cube size on the measured compressive strength using 2- by 4-inch, 3- by 6-inch, 4- by 8-inch, and 3- by 6.5-inch (51- by 102-mm, 76- by 152-mm, 103- by 203-mm, and 76- by 165-mm) cylinders and 2- and 3.94-inch (51- and 100-mm) cubes.(22,60)
The measured strengths were all within 8 percent of the control 3- by 6-inch (76- by 152-mm) cylinder strength. The cubes had compressive strengths about 5 percent higher than the cylinders.

14
Similar results were also observed by Orgass and Klug.(68) The smaller cylinders and cubes had a larger standard deviation.(22) Magureanu et al. reported that 3.9-inch (100-mm) cubes had a 20-percent lower measured compressive strength than 2.0-inch (50-mm) cubes.(69)
Graybeal also indicated that loading rates between 35 and 245 psi/seconds (0.24 and 1.7 MPa/seconds) had no noticeable effect on the measured compressive strength, modulus of elasticity, and Poisson’s ratio.(22)
Skazlic et al. investigated the effect of cylinder size on the compressive strength of 10 different UHPC mixtures.(70) Cylinder diameters were 2.75, 4, and 6 inches (70, 100, and 150 mm) with a length-to-diameter ratio of 2:1. Assuming a 4- by 8-inch (100- by 200-mm) cylinder as a standard, the authors proposed conversion factors of 1.05 to 1.15 for strengths measured on 2.75- by 5.5-inch (70- by 140-mm) cylinders and 0.85 to 0.95 for strengths measured on 6- by 12-inch (150- by 300-mm) cylinders.
Based on a regression analysis of the data for the particular mix tested, Graybeal determined that the compressive strength gain of UHPC cured under standard laboratory conditions can be represented by the equation in figure 1 for any time after 0.9 days.(22)
Figure 1. Equation. Compressive strength gain at any age after casting from Graybeal(22)
where: f’c t = UHPC compressive strength at age t days f’c = UHPC compressive strength at 28 days t = time after casting in days
Graybeal recently completed a follow-on study focused on a readily available UHPC that is formulated for use in field-cast connection applications.(47) A single mix design was cured at 105 °F (41 °C), 73°F (23 °C), and 50 °F (10 °C) to assess the rate of compressive mechanical property development. The time to initiation of compressive mechanical strength gain is provided in figure 2. The relationship between curing temperature and compressive strength is provided in figure 3. The fitting parameters relevant to figure 3 are in table 6.
Figure 2. Equation. Relationship between curing temperature and initia

Kết quả (Việt) 1:

CHƯƠNG 3. TÍNH CHẤT CƠ HỌC Chương này tóm tắt các thông tin về các tính chất cơ học khác nhau có liên quan đến việc thiết kế cấu trúc của các thành phần UHPC. Nó là quan trọng cần lưu ý rằng phân tán và định hướng của tăng cường chất xơ là thông số quan trọng ảnh hưởng đến các hành vi cơ khí của UHPC. Tăng cường chất xơ phục vụ để chống lại độ bền kéo căng thẳng trong các thành phần UHPC trước và sau độ bền kéo nứt của ma trận UHPC. Hậu nứt các phản ứng cơ khí của UHPC là đặc biệt dễ bị suy thoái từ phân tán quang bất lợi và/hoặc định hướng. Trộn và đặt các phương pháp có thể ảnh hưởng đến phản ứng cơ khí UHPC cứng và do đó phải được phối hợp một cách thích hợp để đảm bảo hiệu suất cơ khí được chấp nhận. (4) CƯỜNG ĐỘ NÉN Cường độ nén là một tài sản quan trọng trong việc thiết kế bất kỳ cấu trúc bê tông. Nó cũng là tài sản mà thường xuyên nhất được đo. Như được thảo luận trong chương trước, xi lanh và khối thử nghiệm phương pháp nén được sử dụng cho bê tông thông thường là thích hợp cho việc xác định cường độ nén UHPC. Các sửa đổi nhỏ để thử nghiệm và phân tích các phương pháp có thể được yêu cầu. Graybeal báo cáo những thế mạnh khi nén của gần 1.000 mẫu phải chịu sau conditions:(22) chữa bốn khác nhau a. hơi nước chữa 194 ° C (90 ° F) và 95 phần trăm độ ẩm tương đối trong 48 giờ, bắt đầu từ khoảng 24 giờ sau khi đúc. Sinh hơi chữa tại 140 ° F (60 ° C) 48 giờ bắt đầu từ khoảng 24 giờ sau khi đúc. c. hơi chữa tại 194 ° C (90 ° F) trong 48 giờ, bắt đầu từ khoảng 15 ngày sau khi đúc. d. bảo dưỡng theo điều kiện phòng thí nghiệm (73 ° F (23 ° C) và độ ẩm môi trường xung quanh). Hầu hết các xét nghiệm được tiến hành 3 - bằng xi lanh 6-inch (76-152 mm) với kết thúc đất do đó họ đã song song trong vòng 1 độ. Các xét nghiệm thường sử dụng các thủ tục tiêu chuẩn ASTM C39, ngoại trừ tốc độ tải được tăng lên 150 psi/giây (1 MPa/s), và một đường kính 6,5-inch (165-mm) hình cầu mang tấm được sử dụng. (67) Trung bình đo điểm mạnh khi nén ở 28 ngày cho sáu xi-lanh chữa khỏi bằng cách sử dụng phương pháp a, b, c, và d 28.0, 24.8, 24.8, và 18,3 ksi (193, 171, 171 và 126 MPa), tương ứng. Mật độ UHPC dao động từ 150 đến 156 lb/ft3 (2.400-2.500 kg/m3). Trong mỗi chế độ chữa, đã có một sự gia tăng nhẹ trong cường độ nén như mật độ tăng lên. Graybeal cũng điều tra hiệu quả của xi lanh và khối kích thước trên đo cường độ nén bằng cách sử dụng 2-bởi 4-inch, 3-bởi 6-inch, 4-bởi 8-inch và 3-xi lanh 6,5-inch (51-102-mm, 76 - 152 mm, 103 - 203-mm, và 76-165 mm) và hình khối 2 - và 3,94-inch (51 - và 100-mm). (22,60) Đo sức mạnh đã tất cả trong vòng 8 phần trăm của các điều khiển 3-bởi 6-inch (76-152 mm) sức mạnh xi lanh. Các khối có độ nén mạnh khoảng 5 phần trăm cao hơn các xi-lanh. 14 Kết quả tương tự cũng đã được quan sát bởi Orgass và Klug. (68) các xi-lanh nhỏ hơn và hình khối có một độ lệch chuẩn lớn hơn. (22) Magureanu et al. thông báo rằng 3.9-inch (100 mm) khối có một 20 phần trăm thấp hơn đo cường độ nén hơn 2.0-inch (50 mm) khối. (69) Graybeal cũng chỉ ra rằng nạp tỷ lệ giữa 35 và 245 psi/giây (0,24 và 1,7 MPa/giây) không có đáng chú ý tác dụng vào đo cường độ nén, mô đun đàn hồi, và tỉ lệ Poisson. (22) Skazlic et al. nghiên cứu hiệu ứng của kích cỡ xy lanh trên cường độ nén của 10 UHPC hỗn hợp khác nhau. (70) hình trụ đường kính là 2,75, 4 và 6 inch (70, 100 và 150 mm) với một tỷ lệ chiều dài đường kính 2:1. Giả sử một 4-by xi lanh 8 inch (100-200-mm) như một tiêu chuẩn, các yếu tố tác giả chuyển đổi được đề xuất của 1,05 đến 1,15 cho thế mạnh được đo trên 2,75-xi lanh 5,5 inch (70-140 mm) và 0,85 để 0,95 cho thế mạnh được đo trên 6 - bởi 12 inch (150 - bằng 300 mm) xi lanh. Dựa trên phân tích hồi qui về dữ liệu cho các kết hợp cụ thể được thử nghiệm, Graybeal xác định cường độ nén tăng UHPC chữa trị các điều kiện phòng thí nghiệm tiêu chuẩn có thể được đại diện bởi các phương trình trong hình 1 cho bất kỳ thời gian sau cách 0.9 ngày. (22) Hình 1. Phương trình. Cường độ nén tăng ở mọi lứa tuổi sau khi đúc từ Graybeal(22) nơi: f'c t = UHPC cường độ nén ở tuổi t ngày f'c = UHPC cường độ nén ở 28 ngày t = thời gian sau khi đúc trong ngày Graybeal gần đây đã hoàn thành một nghiên cứu tiếp theo, tập trung vào một UHPC sẵn có được xây dựng để sử dụng trong lĩnh vực diễn viên kết nối các ứng dụng. (47) là một thiết kế duy nhất kết hợp đã được chữa khỏi ở 105 ° F (41 ° C), 73° F (23 ° C), và 50 ° F (10 ° C) để đánh giá tốc độ phát triển bất động sản cơ khí nén. Thời gian để bắt đầu đạt được cường độ chịu nén được cung cấp trong hình 2. Mối quan hệ giữa chữa nhiệt độ và cường độ nén được cung cấp trong hình 3. Các thông số phù hợp liên quan đến con số 3 là trong bảng 6. Hình 2. Phương trình. Mối quan hệ giữa chữa nhiệt độ và initia

Kết quả (Việt) 2:

CHƯƠNG 3. TÍNH CHẤT CƠ
Chương này tóm tắt thông tin về các tính chất cơ học khác nhau có liên quan đến việc thiết kế cấu trúc của các thành phần UHPC.
Điều quan trọng cần lưu ý là sự phân tán và định hướng của cốt thép sợi là các thông số quan trọng ảnh hưởng đến hành vi cơ của UHPC. Chất gia cường sợi dùng để chống lại ứng suất kéo trong thành phần UHPC cả trước và sau khi nứt căng của ma trận UHPC. Post-nứt phản ứng cơ học của UHPC là đặc biệt dễ bị suy thoái từ phân tán sợi bất lợi và / hoặc định hướng. Trộn và đặt các phương pháp có thể ảnh hưởng đến phản ứng cơ học UHPC cứng và do đó phải được phối hợp một cách thích hợp để đảm bảo hiệu suất cơ khí chấp nhận được. (4)
Cường độ nén
Cường độ nén là một tài sản quan trọng trong thiết kế của bất kỳ kết cấu bê tông. Nó cũng là tài sản đó là thường xuyên nhất đo. Như đã thảo luận trong các phương pháp thử nghiệm chương, xi lanh và nén khối trước đó được sử dụng cho bê tông thông thường là thích hợp cho việc xác định UHPC cường độ nén. Thay đổi nhỏ để các phương pháp thử và phân tích có thể được yêu cầu.
Graybeal báo cáo những thế mạnh nén của gần 1.000 mẫu vật bị bốn điều kiện bảo dưỡng khác nhau sau đây: (22)
a. Hơi nước chữa ở 194 ° F (90 ° C) và độ ẩm tương đối 95 phần trăm trong 48 giờ bắt đầu từ khoảng 24 giờ sau khi đúc. b. Hơi nước chữa ở 140 ° F (60 ° C) trong 48 giờ bắt đầu từ khoảng 24 giờ sau khi đúc. c. Hơi nước chữa ở 194 ° F (90 ° C) trong 48 giờ bắt đầu từ khoảng 15 ngày sau khi đúc. d. Bảo dưỡng trong điều kiện phòng thí nghiệm (73 ° F (23 ° C) và độ ẩm môi trường xung quanh).
Hầu hết các thử nghiệm đã được tiến hành trên 3 của 6-inch (76- 152-mm) xi lanh với mặt đất đầu để họ được song song trong 1 độ . Các xét nghiệm thường được sử dụng các thủ tục của ASTM C39, ngoại trừ tốc độ tải được tăng lên đến 150 psi / giây (1 MPa / s), và 6,5-inch (165 mm), đường kính đĩa mang hình cầu đã được sử dụng. (67)
trung bình đo mạnh nén ở 28 ngày đối với sáu xi-lanh chữa khỏi bằng phương pháp a, b, c, và d là 28,0, 24,8, 24,8, 18,3 và KSI (193, 171, 171, và 126 MPa), tương ứng. Mật độ của UHPC dao động 150-156 lb / ft3 (2.400 đến 2.500 kg / m3). Trong mỗi chế độ bảo dưỡng, có sự gia tăng nhẹ cường độ nén khi mật độ tăng lên.
Graybeal cũng nghiên cứu tác động của xi lanh và kích thước khối vào sức mạnh nén được đo bằng 2- 4-inch, 3- 6-inch, 4- 8-inch, và 3- 6,5-inch (51. 102-mm, 76- 152-mm, 103- 203-mm, và 76- 165-mm) xi lanh và 2 và 3,94-inch (51. 100-mm) hình khối. (22,60)
những điểm mạnh đo được tất cả trong vòng 8 phần trăm của sự kiểm soát 3 của 6-inch (76- 152-mm) cường độ xi lanh. Các khối có sức mạnh nén cao hơn so với các xi lanh. Khoảng 5 phần trăm

14
kết quả tương tự cũng được quan sát bởi Orgass và Klug. (68) Các xi-lanh nhỏ hơn và hình khối có độ lệch chuẩn lớn hơn. (22) Magureanu et al. báo cáo rằng 3,9-inch (100 mm) khối có cường độ nén đo thấp hơn 20 phần trăm so với 2,0-inch (50 mm) hình khối. (69)
Graybeal cũng chỉ ra rằng nạp giá từ 35 đến 245 psi / giây (0,24 và 1,7 MPa / giây) không có ảnh hưởng đáng kể đối với sức mạnh đo độ nén, mô đun đàn hồi, và số Poisson. (22)
Skazlic et al. . điều tra ảnh hưởng của kích thước xi lanh trên cường độ nén của 10 hỗn hợp UHPC khác nhau (70) đường kính xi lanh là 2,75, 4, và 6 inches (70, 100, và 150 mm) với một tỷ lệ chiều dài đến đường kính 2: 1 . Giả sử một 4- 8-inch (100 đến 200 mm) xi lanh như một tiêu chuẩn, các tác giả đề xuất các yếu tố chuyển đổi 1,05-1,15 cho mạnh đo trên 2.75- 5,5-inch (70- 140 mm) và xi lanh 0,85-0,95 cho mạnh đo trên 6- 12-inch (150 300-mm) xi lanh.
Dựa trên phân tích hồi quy của các dữ liệu cho sự pha trộn đặc biệt kiểm tra, Graybeal xác định rằng sự tăng cường độ nén của UHPC chữa khỏi trong phòng thí nghiệm tiêu chuẩn điều kiện có thể được biểu diễn bằng phương trình trong hình 1 cho bất kỳ thời gian sau 0,9 ngày. (22)
Hình 1. Equation. Tăng cường độ nén ở mọi lứa tuổi sau khi đúc từ Graybeal (22)
trong đó: f'c t = UHPC cường độ nén ở ngày tuổi t f'c = UHPC cường độ nén ở 28 ngày t = thời gian sau khi đúc trong ngày
Graybeal vừa hoàn thành một follow- trên nghiên cứu tập trung vào một UHPC có sẵn mà được xây dựng để sử dụng trong các ứng dụng kết nối trường-cast. (47) một thiết kế kết hợp duy nhất được chữa khỏi ở 105 ° F (41 ° C), 73 ° F (23 ° C), và 50 ° F (10 ° C) để đánh giá tốc độ phát triển tài sản cơ khí nén. Thời gian khởi công tăng sức mạnh cơ khí nén được cung cấp trong hình 2. Các mối quan hệ giữa nhiệt độ sấy và cường độ nén được cung cấp trong hình 3. Các thông số phù hợp có liên quan để tìm 3 trong bảng 6.
Hình 2. Equation. Mối quan hệ giữa nhiệt độ sấy và Initia