Contribution to the obtainment of concrete elastic modulus using micromechanics modeling

Barbosa, A. H.; Lopez-Yanez, P. A.; Carneiro, A. M. P.

doi:10.1590/S1983-41952011000500009

Abstracts

Mathematical expressions from national codes show that concrete elastic modulus is a function of concrete compressive strength. But concrete, regarded as a three-phase composite material, has elastic properties directly affected by the interfacial transition zone (ITZ), which is characterized by its higher porosity in comparison to the cement paste. Micromechanical models such as the Mori-Tanaka and three-phase sphere may be applied with good results when used to analyze the concrete. This paper presents a study on the evolution of the concrete elastic modulus, this study is carried out by the application of normative expressions and micromechanics models. Compared to the experimental results, a good fitting of micromechanical modeling with ITZ included is observed. Additionally, the quality of the NBR 6118:2003 and CEB-90 expressions is confirmed.

concrete; elastic modulus; normative expressions; micromechanic; interfacial transition zone

Expressões presentes nas normas nacionais e internacionais relacionam o módulo de elasticidade do concreto com a resistência à compressão. O concreto, considerado como material compósito trifásico, tem suas propriedades elásticas diretamente influenciadas pela zona de transição (ITZ), a qual é caracterizada por sua maior porosidade em relação à pasta de cimento. Modelos de micromecânica como os de Mori-Tanaka e esfera de três fases podem ser aplicados com bons resultados quando utilizados para a análise do concreto. Este trabalho apresenta um estudo sobre o comportamento evolutivo do módulo de elasticidade do concreto, tal estudo é feito mediante a aplicação das expressões normativas e de modelos de micromecânica. Comparado-se com os valores experimentais produzidos percebe-se uma boa concordância quando a modelagem micromecânica leva em conta a ITZ. Também é confirmada a qualidade das expressões da NBR 6118:2003 e do CEB-90.

concreto; módulo de elasticidade; expressões normativas; micromecânica; zona de transição

^IColegiado de Engenharia Civil, Universidade Federal do Vale do São Francisco, e-mail: anderhb@yahoo.com.br, Av. Antônio Carlos Magalhães, 510, Country Club, Juazeiro-BA, Brasil, CEP 48902-300

^IIDepartamento de Engenharia Civil, Universidade Federal de Pernambuco, e-mail: pablo@ufpe.br, Av. Acad. Hélio Ramos, s/n - CTG/DECIV, Várzea, Recife-PE, Brasil, CEP 50740-530

^IIIDepartamento de Engenharia Civil, Universidade Federal de Pernambuco, e-mail: ampc@ufpe.br, Av. Acad. Hélio Ramos, s/n - CTG/DECIV, Várzea, Recife-PE, Brasil, CEP 50740-530

ABSTRACT

Mathematical expressions from national codes show that concrete elastic modulus is a function of concrete compressive strength. But concrete, regarded as a three-phase composite material, has elastic properties directly affected by the interfacial transition zone (ITZ), which is characterized by its higher porosity in comparison to the cement paste. Micromechanical models such as the Mori-Tanaka and three-phase sphere may be applied with good results when used to analyze the concrete. This paper presents a study on the evolution of the concrete elastic modulus, this study is carried out by the application of normative expressions and micromechanics models. Compared to the experimental results, a good fitting of micromechanical modeling with ITZ included is observed. Additionally, the quality of the NBR 6118:2003 and CEB-90 expressions is confirmed.

Keywords: concrete, elastic modulus, normative expressions, micromechanic, interfacial transition zone.

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9. Acknowledgments

The authors thank CNPq for the financial support.

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Contribution to the obtainment of concrete elastic modulus using micromechanics modeling

A. H. Barbosa^I; P. A. Lopez-Yanez^II; A. M. P. Carneiro^III

Publication Dates

Publication in this collection
10 Sept 2013
Date of issue
Dec 2011

History

Received
27 Oct 2010
Accepted
03 Sept 2011

This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

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