Behaviour of early age concrete and crack limitiation of hybrid structures (ISS/MCS, EPFL)

• Research unit: FEDRO RBT
• Project number: AGB1997/064

Key words (English)

Early age behaviour of concrete, limitation of cracking, restrained shrinkage, residual stress state, durability of structures, optical fibers.

Key words (French)

Comportement au jeune âge du béton, limitation de la fissuration, retrait entravé, état interne d'autocontraintes, durabilité des ouvrages, fibres optiques.

Alternative project number (German)

82/97

Short description (English)

The placing of fresh concrete on a rigid support such as a metal beam or a section of existing concrete frequently results in the appearance of cracks. The origin of these cracks is associated to parameters that are relatively vague for the engineer. In reality, the shrinkage of the new layer of concrete is restricted, causing an internal state of residual stresses in the structure. These residual stresses are the cause of the cracking of the early age concrete and diminish the resistance of the hybrid structure. In addition, they make the structure more susceptible to damage under service loads.
An in depth study of the behaviour of early age concrete will be conducted with the goal of understanding the processes involved and to identify the principal parameters. Two series of laboratory tests on hybrid elements and their numerical simulations will be used to find a model that can predict the physical and mechanical behaviour of early age concrete. This model will be validated by means of in situ tests that will be representative of the construction or modification of structures.

Short description (French)

La mise en place de béton frais sur un support rigide telle qu'une poutre métallique ou une section de béton existante se solde fréquemment par l'apparition de fissures dont l'origine reste associée à des paramètres relativement flou pour l'ingénieur. En réalité, le retrait de la nouvelle couche de béton est entravé, provoquant dans la structure un état interne d'autocontraintes. Ces autocontraintes sont à l'origine de la fissuration du béton au jeune âge et entament la résistance des structures hybrides. De plus, elles favorisent leur endommagement sous charges de service.
Une étude approfondie du comportement au jeune âge du béton sera menée dans le but de comprendre les processus en jeu et d'en dégager les paramètres principaux. En associant deux séries d'essais en laboratoire sur des éléments hybrides et leurs simulations numériques, un modèle prédictif du comportement physique et mécanique du jeune béton est recherché. Par la suite, ce modèle sera validé au moyen d'essais in-situ entrepris dans le cadre de réalisation ou de modification d'ouvrages.

Project aims (English)

The long term goal is to find new solutions that diminish the cracking dangers and the residual stresses caused by the restricted shrinkage of the new material.

Project aims (French)

Finalement, une vue à plus long terme est proposée dont le but est de rechercher des solutions nouvelles permettant de diminuer les dangers de fissuration et les autocontraintes provoquées par le retrait empêché du nouveau matériau mis en œuvre.

Abstract (French)

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Transfer and application (French)

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Berichtsnummer (German)

563