Vol. 14 No. 01 (2024): Journal of Materials and Construcstion
##common.pageHeaderLogo.altText##
Tạp chí Vật liệu & Xây dựng - Bộ Xây dựng

ISSN:

Website: www.jomc.vn

Flexural behavior of ultra high-performance concrete using local raw materials

Ngọc Thành Nguyễn

Keywords:

Compressive stregth
Flexural strength
Young's modulus
Toughness
Deflection

Abstract

Ultra high-performance concrete (UHPC) is a special concrete with superior properties as compared with traditional concrete. Therefore, this study focused on evaluating structural behavior of UHPC beam subjected to bending test to provide experimental data regarding structural behaviors of UHPC. Local raw materials used to produce UHPC included Portland cement, silica fume, quartz powder, quartz sand, superplasticizer, water, and steel fiber at a level of 3% by volume of concrete. The studied parameters to assess flexural behavior of UHPC beam subjected to bending test consisted of maximum load, toughness, and first-crack deflection. Experimental results obtained the UHPC had a compressive strength of 120.6 MPa, Young’s modulus of 55.7 GPa, and poisson’s ratio of 0.21. The use of 3% steel fiber improved flexural strength (19.81 MPa) and toughness indexes with I5 = 5.29, I10 = 11.25, I20 = 24.40, and I30 = 36.97.

User Navigation

PDF (Tiếng Việt)

How to Cite

Nguyễn, N. T. (2024). Flexural behavior of ultra high-performance concrete using local raw materials. Tạp Chí Vật liệu & Xây dựng - Bộ Xây dựng, 14(01), Trang 66 – Trang 71. https://doi.org/10.54772/jomc.01.2024.591

References

  1. H. Xu, Z. Deng, Mechanical properties of a new kind of Ultra-high performance concrete, Concrete 4 (4) (2014) 20–23, https://doi.org/10.3969/j.issn.1002-3550.2014.04.006.
  2. French association of civil engineering (AFGC/SETRA), French interim recommendations of ultra-high performance fiber reinforced concrete (UHPFRC), Paris, France, 2002.
  3. D. Wang, C. Shi, Z. Wu, J. Xiao, Z. Huang, Z. Fang, A review on ultra high performance concrete: Part II. Hydration, microstructure and properties. Constr Build Mater 96 (2015) 368–377.
  4. B. A. Tayeh, A. S. Aadi, N. N. Hilal, B. A. Bakar, M. M. Al-Tayeb, W. N. Mansour, Properties of ultra-high-performance fiber-reinforced concrete (UHPFRC) - a review paper. In AIP Conference Proceedings 2157 (2019) 020040.
  5. M. G. Sohail, R. Kahraman, N. Al Nuaimi, B. Gencturk, W. Alnahhal, Durability characteristics of high and ultra-high performance concretes. J Build Engineer 33 (2021) 101669.
  6. Z. Wu, C. Shi, W. He, D. Wang, Static and dynamic compressive properties of ultrahigh performance concrete (UHPC) with hybrid steel fiber reinforcements, Cem Concr Compos 79 (2017) 148–157.
  7. M. Amin, B. A. Tayeh, I. S. Agwa Effect of using mineral admixtures and ceramic wastes as coarse aggregates on properties of ultrahigh-performance concrete, J Clean Product 273 (2020) 123073.
  8. A. S. Faried, S. A. Mostafa, B. A. Tayeh, T. A. Tawfik, Mechanical and durability properties of ultra-high performance concrete incorporated with various nano waste materials under different curing conditions, J Build Engineer 43 (2021) 102569.
  9. P. Yan, B. Chen, S. Afgan, M. A. Haque, M. Wu, J. Han, Experimental research on ductility enhancement of ultra-high performance concrete incorporation with basalt fiber, polypropylene fiber and glass fibre, Constr Build Mater 279 (2021) 122489.
  10. M. Amin, A. M. Zeyad, B. A. Tayeh, I. S. Agwa Effect of ferrosilicon and silica fume on mechanical, durability, and microstructure characteristics of ultra high-performance concrete, Constr Build Mater 320 (2022) 126233.
  11. J. Li, Z. Wu, C. Shi, Q. Yuan, Z. Zhang, Durability of ultra-high performance concrete – A review, Constr Build Mater 255 (2020) 119296.
  12. M. Zhou, W. Lu, J. Song, G. C. Lee, Application of ultra-high performance concrete in bridge engineering, Constr Build Mater 186 (2018) 1256–1267.
  13. B. V. Trần, X. L. Lê, Nghiên cứu ảnh hưởng của hàm lượng sợi thép đến các tính chất của bê tông tính năng siêu cao, Tạp chí Khoa học & Công nghệ Việt Nam 2 (2015) 1–6.
  14. S. L. Yang, S. G. Millard, M. N. Soutsos, S. J. Barnett, T. T. Le, Influence of aggregate and curing regime on the mechanical properties of ultra-high performance fibre reinforced concrete (UHPFRC), Constr Build Mater 23 (2009) 2291–2298.
  15. S. H. Park, D. J. Kim, G. S. Ryu, K. T. Koh, Tensile behaviour of ultra-high performance hybrid fibre reinforced concrete, Cem Concr Compos 34 (2012) 172–184.
  16. W. Wang, J. Liu, F. Agostini, C. A. Davy, F. Skoczylas, D. Corvez, Durability of an ultra high performance fibre reinforced concrete (UHPFRC) under progressive aging, Cem Concr Res 55 (2014) 1–13.
  17. R. Yu, P. Spiesz, H. J. H. Brouwers, Development of an eco-friendly ultra-high performance concrete (UHPC) with efficient cement and mineral admixtures uses, Cem Concr Compos 55 (2015) 383–394.
  18. W. Meng, M. Valipour, K. H. Khayat, Optimization and performance of cost-effective ultra-high performance concrete, Mater Struct 50 (2017) 29.
  19. T. T. Ngô, V. H. Hoàng, Nghiên cứu khả năng kháng uốn của bê tông siêu tính năng gia cố cốt sợi thép dưới tác dụng của tải trọng động, Tạp chí Khoa học Kỹ thuật và Công nghệ Việt Nam 63 (2021) 40–45.
  20. Bộ Khoa học và Công nghệ, TCVN 2682:2020 Xi măng Portland – Yêu cầu kỹ thuật, 2020.
  21. Bộ Khoa học và Công nghệ, TCVN 8827:2011 Phụ gia khoáng hoạt tính cao dung cho bê tông và vữa - Silica fume và tro trấu nghiền mịn, 2011.
  22. Bộ Khoa học và Công nghệ, TCVN 12392-1:2018 Sợi cho bê tông cốt sợi – Phần 1: Sợi thép, 2018.
  23. Bộ Khoa học và Công nghệ, TCVN 4506:2012 Nước cho bê tông và vữa - Yêu cầu kỹ thuật, 2012.
  24. M. Elsayed, S. Badawy, B. A. Tayeh, M. Elymany, M. Salem, M. ElGawady, Shear behaviour of ultra-high performance concrete beams with openings, Struct. 43 (2022) 546–558.
  25. Hội Thử nghiệm và Vật liệu Mỹ (American Society for Testing and Materials, ASTM C1437 Standard test method for flow of hydraulic cement mortar, 2020.
  26. Bộ Khoa học và Công nghệ, TCVN 3118:1993 Bê tông nặng - Phương pháp xác định cường độ nén, 1993.
  27. Hội Thử nghiệm và Vật liệu Mỹ (American Society for Testing and Materials, ASTM C649 Standard test method for static modulus of elasticity and poisson’s ratio of concrete in compression, 2020.
  28. Hội Thử nghiệm và Vật liệu Mỹ (American Society for Testing and Materials, ASTM C78/78M Standard test method for flexural strength of concrete (using simple beam with third-point loading), 2022.
  29. Hội Thử nghiệm và Vật liệu Mỹ (American Society for Testing and Materials, ASTM C1609/C1609M Standard test method for flexural performance of fiber-reinforced concrete (using beam with third-point loading), 2020.