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A three-phase transport model for high-temperature concrete simulations validated with X-ray CT data

  • Concrete exposure to high temperatures induces thermo-hygral phenomena, causing water phase changes, buildup of pore pressure and vulnerability to spalling. In order to predict these phenomena under various conditions, a three-phase transport model is proposed. The model is validated on X-ray CT data up to 320 ◦C, showing good agreement of the temperature profiles and moisture changes. A dehydration description, traditionally derived from thermogravimetric analysis, was replaced by a formulation based on data from neutron radiography. In addition, treating porosity and dehydration evolution as independent processes, previous approaches do not fulfil the solid mass balance. As a consequence, a new formulation is proposed that introduces the porosity as an independent variable, ensuring the latter condition.

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Autor*innen:Christoph Pohl, V. Smilauer, Jörg F. UngerORCiD
Dokumenttyp:Zeitschriftenartikel
Veröffentlichungsform:Verlagsliteratur
Sprache:Englisch
Titel des übergeordneten Werkes (Englisch):Materials
Jahr der Erstveröffentlichung:2021
Organisationseinheit der BAM:7 Bauwerkssicherheit
7 Bauwerkssicherheit / 7.7 Modellierung und Simulation
Veröffentlichende Institution:Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM)
Verlag:MDPI
Verlagsort:Basel
Jahrgang/Band:14
Ausgabe/Heft:17
Aufsatznummer:5047
Erste Seite:1
Letzte Seite:21
DDC-Klassifikation:Technik, Medizin, angewandte Wissenschaften / Ingenieurwissenschaften / Ingenieurbau
Freie Schlagwörter:Concrete; Dehydration; Finite elements; Heat transfer; Moisture transport; Pore pressure; Porosity; Porous media; Spalling
Themenfelder/Aktivitätsfelder der BAM:Infrastruktur
DOI:10.3390/ma14175047
URN:urn:nbn:de:kobv:b43-532840
URL:https://doi.org/10.5281/zenodo.4890635
ISSN:1996-1944
Verfügbarkeit des Dokuments:Datei für die Öffentlichkeit verfügbar ("Open Access")
Lizenz (Deutsch):License LogoCreative Commons - CC BY - Namensnennung 4.0 International
Datum der Freischaltung:17.09.2021
Referierte Publikation:Ja
Datum der Eintragung als referierte Publikation:22.09.2021
Schriftenreihen ohne Nummerierung:Wissenschaftliche Artikel der BAM
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