EFFECT OF CASTING TEMPERATURE AND CURING REGIME ON MECHANICAL PROPERTIES AND DURABILITY OF CONCRETE. Masters thesis, King Fahd University of Petroleum and Minerals.

Preview

PDF MS_THESIS__Muhammad_Nasir_g201102510.pdf - Submitted Version Available under License Creative Commons Attribution Non-commercial No Derivatives. Download (6MB) | Preview

Arabic Abstract

الاسم: محمد ناصر العنوان: تأثير درجة حرارة الصب ونظام المعالجة على الخواص الميكانيكية وديمومة الخرسانة التخصص: الهندسة المدنية والبيئية التاريخ: ديسمبر 2013 تعتبر التصدعات السبب الرئيسي لانقاص العمر الافتراضي للخرسانة في البيئات الحارة. وقد لوحظ وجود تشققات الخرسانة في كثير من المنشآت في الخليج العربي والذي يتميز الحالة البيئية بالطقس الحار، مما يمكن أن يؤدي الى بدء عدد من العمليات الضارة، لأداء الخرسانة على المدى الطويل. ولذلك، تعتبر الحرارة العالية أثناء صب الخرسانة أحد الاسباب المباشرة في تدهور الخرسانة، وخاصة في البيئات الحارة و الجافة. كما يعتبر الفرق الكبير بين درجة الحرارة للخرسانة أثناء الصب و درجة حرارة البيئة المحيطة بها أحد أسباب التدهور في هذه المنطقة. وللتغلب على الآثار السلبية للطقس الحار وإنتاج خرسانه ذات نوعية جيدة، فان العديد من منظمات البناء المحلية وكودات البناء العالمية ومن ضمنها كود البناء السعودي، تحدد درجة الحرارة القصوى للخرسانة الطازجة بـ 35 درجة مئوية. و للأسف، لا توجد بيانات للتحقق من صحة هذا التحديد. وعلاوة على ذلك، فان تطبيق هذا الحد لخرسانة الإسمنت المخلوط يحتاج إلى تقييم. وقد أجريت هذه الدراسة لتقييم تأثير نسبة الماء إلى الاسمنت، درجة حرارة الصب ونظام المعالجة على قوة الضغط والشد، سرعة النبض، وعمق تغلغل المياه واجهاد الانكماش الجاف واللدن للإسمنت العادي والمخلوط. مع العلم بان الإسمنت المخلوط المستخدم في هذه الدراسة هو الرماد المتطاير (FA)، الرماد المتطاير الناعم جدا ((FVFFA، غبار السيليكا SF))، وحبيبات خبث الفرن العالي المطحونة (GGBFS) والبوزلان الطبيعية (NP)، و التي تم استخدامها في الخرسانة بالنسب التالية: 30، 10، 7، 70، 20% على التوالي من وزن الاسمنت. وتم صب العينات الخرسانية للإسمنت العادي والمخلوط في درجات الحرارة 25، 32، 38 او 45 درجة مئوية وتم معالجة هذه العينات بثلاث طرق هي: غمرها بالماء او عن طريق التغطية بالخيش الرطب او باستخدام المركبات المرطبة. وتم إعداد عينات الخرسانة العادية باستخدام نسب الماء الى الاسمنت التالية: 0.3، 0.4 أو 0.45 في حين تم إعداد خرسانة الإسمنت المخلوط باستخدام نسبة ثابته للماء الى الاسمنت وهي 0.4. وأشارت نتائج هذه الدراسة أن درجة الحرارة المثلى لخرسانة OPC وخرسانات الاسمنت وSF كانت 32 درجة مئوية، بينما تلك لخرسانات VFFA, FA, GGBFS and NP كانت 38 درجة مئوية. وعلاوة على ذلك، لوحظ ان المعالجة بغمر العينات في الماء هي اكثر انظمة المعالجة كفاءة لزيادة القوة وسرعة النبض وتعزيز الديمومة يليها بالترتيب التنازلي من حيث الأهمية المعالجة عن طريق التغطية بالخيش الرطب ثم وضع المركبات الرطبة. إلا ان تطبيق المعالجة المركب أظهر كفاءة أعلى في الحد من اجهاد الانكماش الجاف واللدن بالمقارنة مع المعالجة باستخدام الخيش الرطب او الورق البلاستيكي. وبناء على نتائج هذه الدراسة، تم تحديد درجة الحرارة المثلى لخرسانة الاسمنت العادي والمخلوط، كما تم تطوير علاقات ارتباط بين نتائج الاختبارات وعوامل الخلطة الخرسانية جنبا الى جنب مع تطوير علاقات فيما بين نتائج الاختبارات المختلفة التي تم اجرائها في هذه الدراسة الاختبار.

English Abstract

NAME: MUHAMMAD NASIR TITLE: EFFECT OF CASTING TEMPERATURE AND CURING REGIME ON MECHANICAL PROPERTIES AND DURABILITY OF CONCRETE MAJOR: CIVIL ENGINEERING DATE: DECEMBER 2013 Under hot weather concreting, the primary cause of shorter service life of concrete structure is cracking. Cracking of concrete is noted in many structures of the Arabian Gulf where the environmental condition is characterized as hot weather. It could initiate a number of detrimental processes that are known to be harmful to the long-term concrete performance. High concrete temperature at the time of placement is one of the reasons of concrete degradation, especially under hot and arid environments. The cause of concrete deterioration is also ascribed to the high differential between the fresh concrete temperature and the ambient temperature. To overcome the adverse effects of hot weather and to produce good quality concrete, many local building regulatory authorities and international codes of practice including the Saudi building code limit the maximum allowable fresh concrete temperature to 35C. However, there is no data to validate this limit. Further, the applicability of this limit to blended cement concretes needs to be evaluated. This study was carried out to evaluate the effect of water to cement ratio, casting temperature and curing regimes on the compressive and split tensile strength, pulse velocity, depth of water penetration and plastic and drying shrinkage strain of plain and blended cement concretes. The blended cements studied were fly ash (FA), very fine fly ash (VFFA), silica fume (SF), ground granulated blast furnace slag (GGBFS) and natural pozzolan (NP) and used at the following replacements: at 30, 10, 7, 70 and 20%, respectively, by weight of plain cement. The plain and blended cement concrete specimens were cast at temperatures of 25, 32, 38 or 45C and cured under moist condition, covering with wet burlap or applying a curing compound. Plain concrete specimens were prepared with a w/c ratio of 0.3, 0.4 or 0.45 while blended cement concretes were prepared with a constant water to cementitious materials ratio of 0.4. Results of this investigation indicated that the optimum casting temperature for OPC and SF cement concretes was 32C while that for VFFA, FA, GGBFS and NP cement concretes it was 38C. Further, moist curing was noted to be the most efficient curing regime for strength and pulse velocity development as well as for enhancing the durability followed by curing by covering with wet burlap and applying a curing compound, in decreasing order of importance. However, the application of a curing compound exhibited higher efficiency in reducing the plastic and drying shrinkage strain compared to curing by covering with wet burlap or plastic sheet. Based on the data developed in this study, the optimum concrete mixture temperatures for plain and blended cement concretes for hot weather conditions were presented. In addition, correlations between test properties and concrete mix parameters were developed along with the relationships among test properties.

Item Type:	Thesis (Masters)
Subjects:	Civil Engineering > Structural Engineering
Department:	College of Design and Built Environment > Civil and Environmental Engineering
Committee Advisor:	Al-Amoudi, Omar S. Baghabra
Committee Co-Advisor:	Maslehuddin, Mohammed
Committee Members:	Al-Gahtani, Husain Jubran and Al-Gahtani, Ahmad Saad and Al-Dulaijan, Salah U.
Depositing User:	NASIR MUHAMMAD (g201102510)
Date Deposited:	09 Apr 2014 08:37
Last Modified:	01 Nov 2019 15:41
URI:	http://eprints.kfupm.edu.sa/id/eprint/139147