Journal of Materials and Engineering Structures
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Durability of composite cement with Tefereyre (NIGER) coal bottom ash: Capillary absorption, porosity to water and acid attack
Get PDFDans la présente étude, nous évaluons les caractéristiques vis-à-vis de la durabilité d’un ciment composé à base de mâchefer de charbon produit par la SONICHAR (Société Nigérienne de production d’énergie à base de charbon minéral). L’étude consiste d’abord en la détermination de l’indice d’activité pouzzolanique du mâchefer et du taux optimal à utiliser pour mettre en place un ciment composé. Par la suite une évaluation du taux d’absorption capillaire, de la porosité accessible à l’eau et à la résistance à l’attaque acide sulfurique et nitrique de mortier confectionné à base du ciment composé élaboré est effectuée. Les résultats montrent que la poudre de ce mâchefer obtenu par broyage peut substituer partiellement le ciment Portland à un taux de 15% permettant d’élaborer un ciment composé de type CEM II A selon la norme EN 197-1.In this study, we evaluate the durability characteristics of composite cement with coal bottom ash produced by SONICHAR (Société Nigérienne de Charbon). The study firstly consists in the determination of the pozzolanic activity index of the coal bottom ash and the optimum rate to use in the composite cement. Thereafter an evaluation of capillary absorption, porosity accessible to water and resistance to sulfuric and nitric acid attack of mortar prepared made with the composite cement is performed. The results showed that the coal bottom ash powder obtained by grinding can partially substitute Portland cement at a rate of 15% enable to develop a CEM II A composite cement according to EN 197-1 Standard
Cost Effective Design of Sustainable Concrete Using Marble Waste as Coarse Aggregate
Get PDFIn the present study attempts have been made to obtain sustainable and cost effective concrete product by use of marble waste. Aggregate obtained from marble quarry waste was used as 75% part of coarse aggregate and rest was conventional coarse aggregate. It was observed that, compressive strength was almost same as that of the control concrete. Durability properties like permeability and chloride ion penetration improved by approximately 30% and 15%, respectively. Resistance to acids and carbonation were least affected. Cost comparison showed with 24% less cement requirement, 14% reduction in cost of concrete was achieved when marble waste was used with packing density approach for design of concrete mixes. By minimizing the cement content without losing mechanical and durability properties of concrete resulting in reduction of global cement production from 4.2 billion tons to 1.01 billion tons and correspondingly it reduces CO2 emission from 3.95 billion tons by 3.02 billion tons
Comparaison des différentes théories de poutre non locale raffinée pour la flexion et l'analyse du flambement des nano-poutres
Get PDFIn this study, non unified local shear deformation theory is proposed to consider the bending and buckling of nano beams. This theory is based on the assumption that the cross-sectional and planar displacements consist of bending and shear components, shear components do not contribute to the bending moments. Motion equations are derived using the Hamilton’s principle. Analytical solutions for deformation, buckling load, and the natural frequency are presented to a nano simply supported beam, and the results obtained are compared to those proposed by the nonlocal Timoshenko beam theory and Reddy beam theoriesDans cette étude, la théorie de déformation de cisaillement non locale unifiée est proposée pour l’étude la flexion et le flambement des nano poutres. Cette théorie est basée sur l'hypothèse que les déplacements transversaux et plans sont constitués de composantes de flexion et de cisaillement, les composantes de cisaillement ne contribuent pas aux moments de flexion. Les équations du mouvement sont dérivées en utilisant le principe d’Hamilton. Des solutions analytiques pour la déformation, charge de flambement, et la fréquence naturelle sont présentées pour une nano-poutre simplement appuyée, et les résultats obtenus sont comparés à ceux proposés par la théorie des poutres non locales de Timoshenko et les théories des poutres de Reddy.Dans cette étude, la théorie de déformation de cisaillement non locale unifiée est proposée pour l’étude la flexion et le flambement des nano poutres. Cette théorie est basée sur l'hypothèse que les déplacements transversaux et plans sont constitués de composantes de flexion et de cisaillement, les composantes de cisaillement ne contribuent pas aux moments de flexion. Les équations du mouvement sont dérivées en utilisant le principe d’Hamilton. Des solutions analytiques pour la déformation, charge de flambement, et la fréquence naturelle sont présentées pour une nano-poutre simplement appuyée, et les résultats obtenus sont comparés à ceux proposés par la théorie des poutres non locales de Timoshenko et les théories des poutres de Reddy
Evolution de l’endommagement des structures composites sous l’effet du nombre de plis et des charges d’impact à basses vitesses
Get PDFComposite materials currently occupy an important place in all industrial sectors their sensitivity to the same impacts at low velocity raises some preoccupations to limit their scope .On the basis of a numerical simulation, the code of calculation Abaqus 6.14, was used to simulate the impact behavior to predict the damage to the fibers and the matrix of the composite structures subjected to any impact. This work deals with the evolution of the damage on the individual layers of a plate composite graphite / epoxy laminated [0m / 90n ] s composite under dynamic loading effect different velocity of the impactor and the evolution of the deformation energy as a result of different speeds of impact and the various layers of the composite structure.Les matériaux composites occupent actuellement une place considérable dans tous les secteurs industriels, leur sensibilité aux impacts même à des faibles vitesses soulève certaines inquiétudes à tend à limiter leur champ d’application. Sur la base d’une modélisation numérique, le code de calcul Abaqus 6.14, a été utilisé pour simuler le comportement à l’impact pour prévoir l’endommagement des fibres et de la matrice des structures en composite, sollicitées à l’impact. Ce travail traite de l’évolution de l’endommagement sur les différents plis d’une plaque en matériaux composites graphite / époxy de stratifiées [0m/90n]s en composite sous l’effet de chargement dynamique à différentes vitesses de l’impacteur ainsi que de l’évolution de l’énergie de déformation sous l’effet de différentes vitesses d’impacts et des différents plis de la structure en composite
Analyse du gauchissement dans les poutres courtes par la théorie d’ordre élevé
Get PDFThe transverse shear behavior of the composite beams can be critical and must therefore be properly represented by the various models of structures normally used to predict their behavior or to identify their properties. We propose in this work, a warpage analysis in short laminated beams using a simple analytical approach based on the theories of higher order.Le comportement de cisaillement transversal des poutres composites peut être critique et doit donc être correctement représenté par les différents modèles des structures utilisées habituellement pour prévoir leur comportement ou pour identifier leurs propriétés. On propose dans ce travail, une analyse de gauchissement dans les poutres stratifiées courtes selon une approche analytique simple basée sur des théories d’ordre élevé
Etude de la vibration transversale pour les nanotubes en carbone
Get PDFThis study concerns the dynamic behavior of composite beams gradually evaluated through the thickness materials. Our work is devoted to the analysis of natural frequencies of composite beams FGM used in building structures in civil engineering often subjected to vibration loads due to earthquakes. The vibration characteristics of specific beams such as free and orthotropic fixed beams are studied without including deformation due to shear and rotational inertia. We introduce the effects of transverse deformation due to shear and rotational inertia for the accurate prediction of normal frequencies. An application to carbon nanotubes was investigated. Cette étude est consacrée sur le comportement dynamique des poutres composites en matériaux graduellement évalués à travers l’épaisseur. Notre travail est consacré à l’analyse des fréquences normales des poutres composites en FGM utilisées dans le renforcement des structures en génie civil souvent soumises à des chargements vibratoires dus aux séismes. Les caractéristiques de vibration des poutres spécifiques telles que les poutres encastrées libres et orthotropiques sont étudiées sans inclure la déformation due au cisaillement et à l’inertie de rotation. Nous introduisons les effets de la déformation transversale due au cisaillement et l’inertie de rotation pour la prévision précise des fréquences normales. Une application aux nanotubes en carbone a été étudiée.Cette étude est consacrée sur le comportement dynamique des poutres composites en matériaux graduellement évalués à travers l’épaisseur. Notre travail est consacré à l’analyse des fréquences normales des poutres composites en FGM utilisées dans le renforcement des structures en génie civil souvent soumises à des chargements vibratoires dus aux séismes. Les caractéristiques de vibration des poutres spécifiques telles que les poutres encastrées libres et orthotropiques sont étudiées sans inclure la déformation due au cisaillement et à l’inertie de rotation. Nous introduisons les effets de la déformation transversale due au cisaillement et l’inertie de rotation pour la prévision précise des fréquences normales. Une application aux nanotubes en carbone a été étudiée
Soil treatment by vibroflottation – Application to protection structures of DjenDjen port, Jijel, Algeria
Get PDFLe traitement du sol par vibroflottation est une technique récente permettant l'amélioration d'un sol présentant de médiocres propriétés géo-mécaniques. En outre, ce traitement permet de minimiser le risque de liquéfaction et l’instabilité de caisson. Ce travail permet d’une part d’établir une simulation numérique bi-dimensionnelle d’un essai réel de vibroflottation, basé sur un modèle en éléments finis. d’autre part, le travail consiste à faire une étude numérique bidimensionnelle de la stabilité de caisson réalisé sur le sol traité, afin de vérifier son influence sur la stabilité de l’ouvrage. Les résultats de calcul seront comparés avec les mesures in-situ pour valider le modèle numérique. Le traitement du sol par vibroflottation est une technique récente permettant l'amélioration d'un sol présentant de médiocres propriétés géo-mécaniques. En outre, ce traitement permet de minimiser le risque de liquéfaction et l’instabilité de caisson. Ce travail permet d’une part d’établir une simulation numérique bi-dimensionnelle d’un essai réel de vibroflottation, basé sur un modèle en éléments finis. d’autre part, le travail consiste à faire une étude numérique bidimensionnelle de la stabilité de caisson réalisé sur le sol traité, afin de vérifier son influence sur la stabilité de l’ouvrage. Les résultats de calcul seront comparés avec les mesures in-situ pour valider le modèle numérique. Soil treatment by vibroflotation is a recent technique for improving soil with poor geo-mechanical properties. In addition, this treatment minimizes the risk of liquefaction and the instability of the caisson. This work allows us to establish a two-dimensional numerical simulation of a real vibroflotation test, based on our model and our hypothesis of modeling this mechanism in finite elements. On the other hand, the work consists in making a two-dimensional numerical study of the stability of the caisson carried out on the treated soil, in order to verify its influence on the stability of the structure. The calculation results will be compared with in-situ measurements to validate the numerical model
Analysis of water hammer in a penstock in the case of valve closure. Part 1: Without pressure losses
Get PDFNous développons, dans cette contribution, une méthode de calcul du coup de bélier inspirée de la construction graphique de Bergeron, que nous qualifions de méthode analytique. En nous aidant de ces graphes, nous tirons les relations qui permettent de calculer les débits et les pressions le long d’une conduite forcée. L’écoulement de l’eau s’effectue en adduction gravitaire reliant à l’amont un réservoir de mise en charge et à l’aval une vanne. Dans cette première partie, nous négligerons les pertes de charge. L’étude portera essentiellement sur le coup de bélier induit par la fermeture lente de la vanne. Un exemple de calcul pratique sera présenté à la fin de cet article pour illustrer la méthode de calcul exposée.Nous développons, dans cette contribution, une méthode de calcul du coup de bélier inspirée de la construction graphique de Bergeron, que nous qualifions de méthode analytique. En nous aidant de ces graphes, nous tirons les relations qui permettent de calculer les débits et les pressions le long d’une conduite forcée. L’écoulement de l’eau s’effectue en adduction gravitaire reliant à l’amont un réservoir de mise en charge et à l’aval une vanne. Dans cette première partie, nous négligerons les pertes de charge. L’étude portera essentiellement sur le coup de bélier induit par la fermeture lente de la vanne. Un exemple de calcul pratique sera présenté à la fin de cet article pour illustrer la méthode de calcul exposée.We develop, in this paper, a method of calculating the water hammer inspired by the graphic construction of Bergeron, which we qualify as analytical method. In helping us of these graphs, we get the relationships that allow calculating the flow rates and pressures along a penstock. The flow of water is carried out by gravity adduction connecting at upstream a storage tank and at downstream a valve. In this first part, we neglect the pressure losses. The study will focus on water hammer-induced by a slow closing of the valve. A practical example will be presented at the end of this work in order to illustrate the exposed method
Caractérisation mécanique et thermophysique des blocs des terres comprimés stabilisés au papier (cellulose) et/ou au ciment.
Get PDFThis article presents an experimental study of the characterization of clay blocks stabilized with cement and/or recycled papers as construction materials. When they are utilized as finish for building envelops, they must have appropriate mechanical strength and water stability. The measurements of the mechanical and thermophysical properties show differences between the properties of four investigated specimens. Mechanical properties such as compression and tensile tresses of clay-cement and clay-cement-paper mixtures are found to be quite similar but are two to three times greater respectively for clay-paper and purely clay blocks. The values of the thermophysical properties of blocks incorporating paper show improvement of their thermo insulation performances. Cet article présente une étude expérimentale portant sur la caractérisation de matériaux locaux utilisés dans la construction des bâtiments. Ces matériaux sont des blocs de terre compressée et stabilisée au ciment et/ou au papier. Ces matériaux composites utilisés pour l'enveloppe du bâtiment ont une grande stabilité à l’eau. Les mesures des propriétés mécaniques et des propriétés thermophysiques ont montré un écart entre les différentes valeurs des propriétés des quatre types de matériaux étudiés. Les résistances en compression et en traction des blocs en terre-ciment et en terre-ciment-papier sont voisines et environ deux fois plus élevées que celles en terre-papier et trois fois plus élevées que celles en terre. Les valeurs des propriétés thermophysiques des matériaux incorporant du papier (cellulose) montrent une amélioration de leurs performances en isolation thermique. De plus quel que soit le matériau choisi la profondeur de diffusion de la chaleur est inférieure à 10 cm sur un cycle journalier de 12 heures d’ensoleillement. Tous ces résultats permettent de préciser les conditions d'utilisation optimale de ces matériaux pour l'enveloppe du bâtiment
Influence de l’embuvage et de l’élancement des fibres sur les propriétés des mortiers destinés aux bétons de fibres
Get PDFThe purpose of this research which was directed towards the incorporation of metal fiber in the mortar is to know the behavior of the concrete in a fresh state on the one hand, and to improve the mechanical properties in a state hardened on the other hand, after reinforcement by varied quantities of these fibers. Carried out work consists of the realization of several series of specimens, while varying the content, the twinge (L/D) of fiber and the report/ratio (E/C) fixes of 0.5. Bending tests and compression were carried out on these specimens, the bending tests made it possible to follow the behavior of this material beyond cracking the stage of ductility is highlighted on the curves obtained. The results obtained show well that the metal fibers can be used in the mortar like reinforcement with any reliability and safety especially in the fields where excessive requests can exist. Cette recherche qui s’est orientée vers l’incorporation des fibres métalliques dans le mortier a pour but de connaître le comportement du béton à l’état frais d’une part, et d’améliorer les propriétés mécaniques à l’état durci d’autre part, après renforcement par des quantités variées de ces fibres. Le travail effectué consiste en la réalisation de plusieurs séries d’éprouvettes, en faisant varier la teneur, l’élancement (L/D) des fibres et le rapport (E/C) fixe de 0.5. Des essais de flexion et compression ont été effectués sur ces éprouvettes, les essais de flexion ont permis de suivre le comportement de ce matériau au delà de la fissuration le palier de ductilité est mis en évidence sur les courbes obtenus. Les résultats obtenus montrent bien que les fibres métalliques peuvent être utilisées dans le mortier comme renfort avec toute fiabilité et sécurité surtout dans les domaines où des sollicitations excessives peuvent exister.