Examination of bonding between successive lifts of concretes having different thixotropy levels by surface scanning

Abstract

Unexpected delays in casting can result in strength losses and should be examined considering the thixotropy of the concrete. The effects of thixotropy and delays in casting (0, 45, and 90 min) on concrete bonding strength and on the surface properties were examined. Firstly, 15 self-consolidating concretes (SCC) having different compositions with three different water/cement ratios (0.36, 0.41 and 0.46) three different fine/all aggregate ratios (0.45, 0.50 and 0.55) and two slump flow diameters (60 cm and 70 cm) were produced. Slump flow, visual stability index, T50, V-funnel, static sieve segregation, rheology, and thixotropy tests were carried out on fresh concrete. Considering the results obtained so far, three mixtures were selected to have high, low, and moderate thixotropy for subsequent tests on hardened concrete specimens. Five different roughening patterns were applied on the concrete specimens' interlayer zones by using wooden frames. Slant shear, bi-surface shear, and pull-off tests were conducted on the cylindrical, cubic and drilled specimens to assess bond strength, respectively. Slant shear test gave the highest bonding test results. The lowest results were obtained for the pull-off test. Lateral surfaces of the specimens were scanned with two different lenses. 2D and 3D scanning procedures were adapted with those lenses. Pattern and thixotropy effect was investigated. Lowest void area was obtained for high thixotropy. Highest compressive strengths were obtained for mid thixotropy and high thixotropy for slant shear and pull-off tests respectively. Image J and Matlab were used to the analyze images of the surfaces. Ultrasonic pulse velocity test was conducted on all specimens, moderate thixotropy gave the highest results for Ultrasonic Pulse Velocity test.

Betonun dökülmesi sırasında meydana gelen beklenmeyen duraksamalar mukavemet kayıplarına neden olabilir ve betonun tiksotropisi dikkate alınarak incelenmelidir. Tiksotropi ve dökümdeki gecikmelerin (0, 45 ve 90 dk) beton bağ kuvvetine ve yüzey özelliklerine etkileri incelenmiştir. Öncelikle, üç farklı su / çimento oranı (0,36, 0,41 ve 0,46), üç farklı ince agrega/ toplam agrega oranı (0,45 0,50 ve 0,55) ve iki farklı yayılma çapı (60 cm ve 70 cm) ile 15 çeşit kendiliğinden yerleşen beton (KYB) üretildi. Taze beton üzerinde yayılma çapı, görsel stabilite indeksi, T50, V-hunisi, elek segregasyon deneyi, reoloji ve tiksotropi testleri yapılmıştır. Şimdiye kadar elde edilen sonuçlar dikkate alınarak, sertleşmiş beton testleri için yüksek, düşük ve orta tiksotropiye sahip üç karışım seçilmiştir. Beton numunelerin ara katman bölgelerine ahşap şekiller kullanılarak beş farklı pürüzlendirme deseni uygulanmıştır. Bağ kuvvetini değerlendirmek için sırasıyla silindirik, kübik ve kısmi delinmiş numuneler üzerinde eğimli kesme, çift yüzeyli kesme ve (kabuk) çekme testleri yapılmıştır. Eğimli kesme testi, en yüksek bağ kuvveti testi sonuçlarını vermiştir. En düşük sonuçlar çekme testi için elde edildi. Örneklerin yan yüzeyleri iki farklı lens ile tarandı. Bu lenslerle 2D ve 3D tarama prosedürleri uyarlandı. Ara yüzeye uygulanan şekillerin ve tiksotropinin etkisi araştırıldı. Testlerde en düşük boşluk alanı yüksek tiksotropi için elde edilmiştir. En yüksek basınç dayanımı eğimli kesme metodu için orta tiksotropi ile ve (kabuk) çekme testi için yüksek tiksotropi ile elde edlimiştir. Yüzeylerin görüntülerini analiz etmek için Image J ve Matlab kullanıldı. Tüm örneklerde ultrasonik test cihazı ile ölçüm yapıldı, orta tiksotropi ile üretilen numunelerde UPV için en yüksek sonuçlar elde edildi.