Long term mechanical properties of self-compacting concrete

The heightened popularity of self-compacting concrete (SCC) in the late 20th century has led to an increase in research around this new material. The recognition of SCC was due to the construction efficiency, structural integrity, and consistent quality it offers. This work is one of the forerunners in studying the long-term mechanical properties of SCC. This work studied different mechanical properties of 15-year-old specimens through the means of laboratory experiments. The specimens consisted of both SCC and normal vibrated concrete (NVC) that has been made with a very similar basis. The testing of the specimens showed higher gains in compressive strength of SCC mixtures compared to NVC mixtures from the period starting at 28 days and ending at about 15 years. Moreover, the flexural strength test was performed, and the results indicate similar behavior of SCC and NVC mixtures having very close flexural strength values. Furthermore, the elastic modulus test suggests the similar behavior of both materials as well as the increase of Youngs’s modulus of about 5-12% from 28 days to 15 years. Using the experimental values acquired, the constitutive law of concrete mixtures was developed, and the change in concrete behavior could be perceived more noticeably. It could be stated that the stiffness of the concrete increases with time, and the ultimate strain decreases in return, rendering the concrete more brittle. In addition, the moment-curvature diagram was developed and studied for a beam taken from a study case. It could be seen that the ultimate curvature reached higher values at 15 years compared to 28 days. Moreover, increasing the reinforcement area led to a lower ultimate curvature. Furthermore, the change of concrete mechanical properties with time is seen to affect the steel strain at failure. Therefore, the behavior of the structural member can change with time, as well as the failure mode of the member. To sum up, this research can be used as a basis for future research that aims to keep developing the knowledge of self-compacting concrete.

La crescente popolarità del calcestruzzo autocompattante (SCC) alla fine delXX secolo ha portato a un aumento della ricerca su questo nuovo materiale. Il riconoscimento dell'SCC è dovuto all'efficienza costruttiva, all'integrità strutturale e alla qualità costante che offre. Questo lavoro è uno dei precursori nello studio delle proprietà meccaniche a lungo termine dell'SCC. Questo lavoro ha studiato diverse proprietà meccaniche di campioni di 15 anni attraverso esperimenti di laboratorio. I campioni erano costituiti sia da SCC che da calcestruzzo vibrato normale (NVC), realizzati con una base molto simile. Le prove sui provini hanno mostrato un aumento maggiore della resistenza alla compressione delle miscele di SCC rispetto a quelle di NVC a partire da un periodo di 28 giorni fino a circa 15 anni. Inoltre, è stata eseguita la prova di resistenza alla flessione e i risultati indicano un comportamento simile delle miscele SCC e NVC, con valori di resistenza alla flessione molto vicini. Inoltre, il test del modulo elastico suggerisce un comportamento simile di entrambi i materiali e un aumento del modulo di Youngs di circa il 5-12% da 28 giorni a 15 anni. Utilizzando i valori sperimentali acquisiti, è stata sviluppata la legge costitutiva delle miscele di calcestruzzo e il cambiamento nel comportamento del calcestruzzo è stato percepito in modo più evidente. Si può affermare che la rigidità del calcestruzzo aumenta con il tempo e la deformazione ultima diminuisce di conseguenza, rendendo il calcestruzzo più fragile. Inoltre, è stato sviluppato e studiato il diagramma momento-curvatura per una trave presa da un caso di studio. Si è visto che la curvatura ultima raggiunge valori più elevati a 15 anni rispetto a 28 giorni. Inoltre, l'aumento dell'area di armatura ha portato a una minore curvatura ultima. Inoltre, la variazione delle proprietà meccaniche del calcestruzzo con il passare del tempo influisce sulla deformazione dell'acciaio alla rottura. Pertanto, il comportamento dell'elemento strutturale può cambiare con il tempo, così come la modalità di rottura dell'elemento. In conclusione, questa ricerca può essere utilizzata come base per ricerche future che mirano a continuare a sviluppare la conoscenza del calcestruzzo autocompattante.