Bond of Reinforcement in Reactive Powder Concrete at Different Ages

International Concrete Abstracts Portal

The International Concrete Abstracts Portal is an ACI led collaboration with leading technical organizations from within the international concrete industry and offers the most comprehensive collection of published concrete abstracts.

  


Title: Bond of Reinforcement in Reactive Powder Concrete at Different Ages

Author(s): Ângela Costa Piccinini, Luiz Carlos Pinto da Silva Filho, and Américo Campos Filho

Publication: Materials Journal

Volume: 118

Issue: 1

Appears on pages(s): 169-176

Keywords: blast-furnace slag; bond steel-RPC; pullout test; reactive powder concrete (RPC)

DOI: 10.14359/51725995

Date: 1/1/2021

Abstract:
This research evaluated the bond behavior of reinforcement and the mechanical characteristics in a reactive powder concrete (RPC) replacing 35% cement with blast-furnace slag. Pullout tests were performed at the ages of 3, 7, 28, 56, 63, and 91 days on cylindrical samples. The embedded length used was double the diameter of the bar. At 3 days it presented compressive strength of 41% of the maximum obtained, which was 123.06 MPa at 91 days. There was an increase in strength until the age of 56 days and after stabilization of the curves. In pullout tests, it was noticed the considerable influence of the rib, because in tests with plain bars, the bond force was below 20% of the results with ribbed bar, which reached 54.38 MPa of strength. The compression curve was similar to the bond curve. Underestimated values were observed when the researchers’ equations were applied to calculate the maximum bond strength.

Related References:

1. Castro, C. M., “Concreto de Alto Desempenho: Estudo da Aderência com a Armadura sob Ações Repetidas,” master’s dissertation, Universidade de São Paulo. Escola de Engenharia de São Carlos, Departamento de Engenharia de Estruturas, São Carlos, Brazil, 2002.

2. Caetano, L. F., “Estudo do Comportamento da Aderência em Elementos de Concreto Armado Submetidos à Corrosão e Elevadas Temperaturas,” master’s dissertation, Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Porto Alegre, Brazil, 2008.

3. Leonhardt, F., and Mönnig, E., “Construções de concreto: Princípios básicos do dimensionamento de estruturas de concreto armado,” V. 1, first edition 1977; second edition reimpressão 1982, Rio de Janeiro, Brazil, 305 pp.

4. Bangash, M. Y. H., “Concrete End Concrete Structures: Numerical Modeling and Applications,” Barking: Elsevier Science Publishers Ltd, 1989, 687 pp.

5. Joint ACI-ASCE Committee 408, “State-of-the-Art Report on Bond under Cyclic Loads,” American Concrete Institute, Farmington Hills, MI, 1992.

6. Fusco, P. B., “Técnica de armar as estruturas de concreto,” PINI, São Paulo, Brazil, 1995, pp. 1-265.

7. Will, N., “Zum Verbundverhalten von Spanngliedern mit nachträglichem Verbund unter statischer und dynamischer Dauerbeanspruchung,” RTWH Aachen, 1997.

8. Rossi, N., “Resistência de aderência concreto-aço: efeitos da resistência à compressão do concreto e do comprimento de aderência,” Dissertação (mestrado), Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil, Campinas, 2002.

9. Holschemacher, K.; Weiße, D.; and Klotz, S., “Bond of Reinforcement in Ultra High Strength Concrete,” Proceedings of the International Symposium on Ultra High Performance Concrete, Kassel, Germany, 2004.

10. Reyes, F. E. G., “Análise da aderência entre barras de aço e concretos (CC, CAA E CAAFA), sob influência de ações monotônicas e cíclicas,” Dissertação (mestrado em Engenharia de Estruturas), Universidade de São Paulo, Pós-graduação da Escola de Engenharia de São Carlos, São Carlos, Brazil, 2009.

11. Oliveira, L. C. B., and Jacintho, A. E. P. G. A., “Estudo da influencia do diâmetro da barra na aderência entre o aço e o concreto convencional,” Anais do XVII Encontro de Iniciação Científica e II Encontro de Iniciação em Desenvolvimento Tecnológico e Inovação, São Paulo, Brazil, Sept. 2012.

12. Bae, B. I.; Choi, H. K.; and Choi, C. S., “Bond Stress between Conventional Reinforcement and SteelpFibre Reinforced Reactive Powder Concrete,” Construction and Building Materials, 2016, pp. 825-835.

13. Al-Quraishi, H.; Sahmi, N.; and Ghalib, M., “Bond Stresses between Reinforcing Bar and Reactive Powder Concrete,” Engineering Journal (New York), V. 24, No. 11, 2018, pp. 84-100. doi: 10.31026/j.eng.2018.11.07

14. Yang, S. et al., “Influence of Aggregate and Curing Regime on the Mechanical Properties of Ultra-High Performance Fibre Reinforced Concrete (UHPFRC),” Construction and Building Materials, 2008, pp. 2291-2298.

15. Associação Brasileira De Normas Técnicas, “NBR 7214: Areia normal para ensaios de cimento – Especificações,” Rio de Janeiro, Brazil, 2015, 4 pp.

16. Richard, P., and Cheyrezy, M., “Composition of Reactive Powder Concretes,” Cement and Concrete Research, V. 25, 1995, pp. 1501-1511.

17. Biz, C. E., “Concreto de pós reativos,” Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil), Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil, UNICAMP, 2001.

18. Soroushian, P., and Choi, K. B., “Local Bond of Deformed Bars with Different Diameters in Confined Concrete,” ACI Structural Journal, V. 86, No. 2, Mar.-Apr. 1989, pp. 915-922.

19. Ducatti, V. A., “Concreto de elevado desempenho: estudo da aderência com a armadura,” Tese (Doutorado em Engenharia), Escola Politécnica, Universidade de São Paulo, São Paulo, Brazil, 1993, 259 pp.

20. De Larrard, F.; Schaller, I.; and Fuchs, J., “Effect of Bar Diameter on the Bond Strength of Passive Reinforcement in High-Performance Concrete,” ACI Materials Journal, V. 90, No. 4, July-Aug. 1993, pp. 333-339.

21. Bažant, Z. P.; Li, Z.; and Thoma, M., “Identification of Stress-Slip Law for Bar of Fiber Pullout by Size Effect Tests,” Journal of Engineering Mechanics, ASCE, V. 121, 1995. pp. 620-625.

22. Ichinose, T.; Kanayama, Y.; Inoue, Y.; and Bolander, J. E. Jr., “Size Effect on Bond Strength of Deformed Bars,” Construction and Building Materials, V. 18, No. 7, 2004, pp. 549-558. doi: 10.1016/j.conbuildmat.2004.03.014

23. Pop, I.; De Schutter, G.; Desnerck, P.; and Onet, T., “Bond between Powder Type Self-Compacting Concrete and Steel Reinforcement,” Construction and Building Materials, V. 41, 2013, pp. 824-833. doi: 10.1016/j.conbuildmat.2012.12.029

24. Associação Brasileira De Normas Técnicas, “NBR 5738: Concreto - Procedimento para moldagem e cura de corpos de prova,” Rio de Janeiro, Brazil, 2015, 9 pp.

25. Comité Euro-International Du Béton, “RILEM/CEB/FIP RC6: Bond test for reinforcing steel - 1 - pull-out test,” CEB, Paris, France, 1983.

26. Associação Brasileira De Normas Técnicas, “NBR 5739: Concreto - Ensaios de compressão de corpos-de-prova cilíndricos,” ABNT, Rio de Janeiro, Brazil, 2007, pp. 1-9.

27. Associação Brasileira De Normas Técnicas, “NBR 7222: Concreto e argamassa. Determinação da resistência à tração por compressão diametral de corpos de prova cilíndricos,” ABNT, Rio de Janeiro, Brazil, 2011, pp. 1-5.

28. Associação Brasileira De Normas Técnicas, “NBR 8522: Concreto – Determinação dos módulos estáticos de elasticidade e de deformação à compressão,” ABNT, Rio de Janeiro, Brazil, 2017.

29. Vanderlei, R. D., “Análise experimental do concreto de pós reativos: dosagem e propriedades mecânicas,” Tese (Doutorado em Engenharia Civil), Universidade de São Paulo, Escola de Engenharia de São Carlos, São Carlos, Brazil, 2004.

30. Rojas, R.; Yépez, J.; and Ckorzenowski, C., “Estudio experimental de mezclas de concreto para producir UHPFRC usando materiales sustentables,” XXXVIII Jornadas Sudamericanas de Inginiería Estructural, Lima, Peru, 2018.

31. Bonneau, O.; Poulin, C. Jr.; Dugat, M.; and Tcin, P.-C. A., “Reactive Powder Concretes: From Theory to Practice,” Concrete International, V. 18, No. 4, Apr. 1996, pp. 47-49.

32. Dugat, J.; Frouin, L.; and Clavaud, B., “RPC: Microstructure Analysis,” International Symposium of High Strength/High Performance, Paris, France, 1996, pp. 1351-1357.

33. Chapman, R. A., and Shah, S. P., “Early-Age Bond Strength in Reinforced Concrete,” ACI Materials Journal, V. 84, No. 6, Nov.-Dec. 1987, pp. 501-510.

34. Lorrain, M. S.; Barbosa, M. P.; and Silva Filho, L. C. P., “Estimation of Compressive Strength Nodes on Pull-Out Bond Test Results for On-Site Concrete Quality Control,” IBRACON Structures and Materials Journal, V. 4, 2011.

35. Silva, B. V., “Investigação do potencial dos ensaios APULOT e pull-out para estimativa da resistência a compressão do concreto,” Dissertação (Mestrado em Engenharia), Faculdade de Engenharia de Ilha Solteira, Universidade Estadual Paulista, UNESC, 2010.

36. Soroushian, P.; Choi, K.; Park, G.; and Aslani, F., “Bond of Deformed Bars to Concrete: Effects to Confinement and Strength of Concrete,” ACI Materials Journal, V. 81, No. 3, May-June 1991, pp. 227-232.


ALSO AVAILABLE IN:

Electronic Materials Journal



  

Edit Module Settings to define Page Content Reviewer