Analysis of the Mechanical Behavior of Recycled Aggregate Concrete Using 3D Mesoscale Modelling. Masters thesis, King Fahd University of Petroleum and Minerals.

PDF (Mesoscale modeling is a part of multiscale modeling used to understand the fracture behavior and mechanics of concrete and its composites.) MS Thesis_Commented_updated_3_revised (1)_new__.pdf Restricted to Repository staff only until 31 December 2025. Download (4MB)

Arabic Abstract

النمذجة المتوسطة الحجم هي جزء من النمذجة متعددة المقاييس التي تستخدم لفهم سلوك الكسر وميكانيكا ،(ITZ) الخرسانة ومركباتها. يتكون مستوى المتوسط الحجم من الملاط والركام ومنطقة انتقال الواجهة والتي توفر أكبر قدر من الرؤى حول السلوك الميكانيكي للكسر للخرسانة. على الرغم من إجراء العديد من الدراسات البحثية على النمذجة المتوسطة الحجم للخرسانة، إلا أنه لم يتم إيلاء سوى القليل من الاهتمام للنمذجة المتوسطة الحجم للخرسانة المجمعة المعاد تدويرها. لقد طبقنا في هذه الدراسة طريقة الشبكة وهي مكتبة بايثون يمكنها إنشاء نماذج متوسطة الحجم للخرسانة ،pyMesoscale الخلفية المحلية لإنشاء المعاد تدويرها متعددة الأضلاع ذات نسبة حجم عالية للركام >) 70٪.( مع تضمين شبكة العناصر المحدودة في سير عمل إنشاء النموذج، في أوقات أقل من أربع دقائق (4) والتي كانت أسرع بنسبة من طريقة الإضافة العشوائية التقليدية مع تضمين الشبكة. تمت دراسة الخصائص الميكانيكية ٪5800 ومقارنتها (AM) لزيادة كسور حجم الكتل المتغيرة مع ملاط مرفق مغلق عشوائي ومحاط بالكامل بالتجارب السابقة والنتائج التجريبية الواردة في الأدبيات. حيث وجد أن نهج الملاط المرفق العشوائي أكثر تأثر السلوك الانضغاطي للخرسانة RAC. دقة مقارنة بتقريب ملاط مرفق مغلق محاط بالكامل على حيث أظهر كسر حجم الكتل بنسبة ،AM بشكل أكبر بالاختلافات في كثافة التعبئة ونمط أسلوب التعلق لـ أعلى قوة ضغط. تأثر السلوك الشد للخرسانة بشكل أقل بهذه الاختلافات. لقد اختبرنا في الدراسة ٪40 المرفقة عشوائيًا حيث لوحظ انخفاض الخاصية RCA استبدال 30٪ و 50٪ و 100٪ من الكتل الطبيعية بـ .الميكانيكية مع زيادة نسبة الكتل المعاد تدويرها، وهو ما يتفق مع الأدبيات الموجودة

English Abstract

Mesoscale modeling is a part of multiscale modeling used to understand the fracture behavior and mechanics of concrete and its composites. The mesoscale level consists of the mortar, aggregates, and the interfacial transition zone, which provides the most insights into the mechanical behavior of fracture for concrete. Although several studies have been conducted on the mesoscale modeling of concrete, little attention has been given to the mesoscale modeling of recycled aggregate concrete. This study implemented the local background grid method to create pyMesoscale, a python library that can generate polygonal aggregate recycled concrete mesoscale models of high aggregate volume fraction (> 70%). With finite element meshing included in the model generation workflow, pyMesoscale is 5800% faster than the traditional random addition method. The mechanical properties of varying aggregate volume fractions with random and fully enclosed attached mortar (AM) was studied and compared to previous experimental results reported in literature. The random attached mortar approach was found to be more accurate than the approximation of fully enclosed attached mortar on RAC. The compressive behavior of concrete was more affected by the variations in packing density and attachment pattern of AM, where the 40% aggregate volume fraction displayed the highest compressive strength. The tensile behavior of concrete was less affected by these variations. The study investigated 30%, 50%, and 100% replacement of natural aggregates with randomly attached RCA where the mechanical property was observed to decrease with increasing recycled aggregates proportion, agreeing with existing literature.

Item Type:	Thesis (Masters)
Subjects:	Civil Engineering Civil Engineering > Structural Engineering
Department:	College of Design and Built Environment > Civil and Environmental Engineering
Committee Advisor:	Adekunle, Saheed Kolawole
Committee Members:	Mukhtar, Faisal and Khalid, Hammad Raza
Depositing User:	FAISAL MUHAMMAD (g202210460)
Date Deposited:	01 Jan 2025 06:18
Last Modified:	01 Jan 2025 06:18
URI:	http://eprints.kfupm.edu.sa/id/eprint/143201