Nano-modified slag-based cementitious composites reinforced with multi-scale fiber systems
Notice bibliographique
Résumé
This thesis responds to the need for improving the overall performance of concrete infrastructure to achieve longer service life, fewer cycles of repair, and reduced life-cycle costs. Novel high-performance fiber-reinforced cementitious composites were developed, which comprised high content (50%) slag by mass of the base binder as well as nano-silica (NS) or nano-crystalline cellulose (NCC). In addition, nano-fibrillated cellulose (NFC), and a novel form of basalt fiber strands protected by polymeric resins: basalt fiber pellets (BFP), representing nano-/micro- and macro-fibers, respectively were incorporated in the composites. The response surface method was used in the statistical modeling part to evaluate the impact of key factors (NS, NCC, NFC, BFP) on the performance of 15 mixtures. The composites were assessed in terms of setting times, early- and late-age compressive strength, flexural performance, and resistance to freezing-thawing cycles, and the bulk trends were corroborated by fluid absorption, thermogravimetry and microscopy tests. Moreover, selected high-performance composites were extracted from laboratory testing and numerical optimization scenarios to access their suitability as a repair/overlay option for concrete flatwork. While the addition of BFP reduced the compressive and flexural capacity of the composites by an average of 20% and 37%, respectively, after 28 days, the co-existence of NCC and/or NFC alleviated this trend. Furthermore, all nano-modified composites with multi-scale fibers showed notable improvement in terms of post-cracking flexural performance (residual strength up to 7.9 MPa, and toughness up to 46.8 J) and resistance to ingress of fluids (absorption less than 2.5%) and frost action (durability factor more than 90%. Generally, all composites selected for use as a repair/overlay option showed superior qualities: high mechanical and durability properties, as well as mechanical compatibility with substrate concrete. In particular, composites incorporating (up to 3.75%) NS and (0.0375–0.1) NCC in slag-based composites, with (0.25–0.375) NFC and (4.5%) BFP, which can be an effective option for flatwork toppings requiring balance between high-strength, ductility and durability.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction distillée sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Apprise à partir de 10 348 étiquettes directes de Codex et de 10 348 étiquettes directes de Gemma. Le mode candidate est l'union des têtes enseignantes seuillées; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont ni des étiquettes humaines ni des étiquettes directes de modèles de pointe.
Scores Codex et Gemma par catégorie
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,000 |
| Science ouverte | 0,000 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,000 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule tête enseignante, pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».