Abstract
Tests were carried out to see whether the longitudinal stiffness of the testing machine had any effect on the strength and fracture toughness of hardened cement paste. Six different testing machines were studied; in addition, machine stiffness was varied by inserting proving rings in series with the specimens. It was found that machine stiffness has no significant effect on the compressive strength, the flexural strength, or the critical stress intensity factor.
Résumé
Six machines d'essai de différents types et de rigidité différentes ont servi à l'examen des effets de la rigidité longitudinale du système de chargement sur les résistances en compression et en flexion de la pâte de ciment durcie et sur sa résistance aux chocs (KIC). En outre, les rigidités des machines ont été encore diversifiées par l'insertion d'anneaux dynamométriques de différentes rigidités en série avec certaines des éprouvettes. La rigidité de la machine d'essai a été caractérisée par la réponse complète contrainte/flèche de la machine à vide car les courbes chargement/déchargement n'étaient pas nécessairement linéaires et que les courbes ont montré une hystérésis importante. On a constaté d'importantes variations de rigidité de machine à machine et même pour la même machine à différents niveaux de charge.
Avec l'essai de Student, on a constaté que, au niveau 1% ni le type de la machine d'essai ni sa rigidité n'influent sur les résistances en compression. Il n'apparaît pas non plus d'effet de dimension dans ces essais. On n'a pas constaté de variation notable des résistances en flexion de machine à machine au niveau 5%. Enfin, la résistance aux chocs se révèle être indépendante de la rigidité de la machine toujours au niveau 1%.
La rigidité longitudinale de la machine d'essai paraît donc avoir peu ou pas d'effet tant sur la résistance statique que sur la résistance aux chocs de la pâte de ciment durcie. Les différences qui peuvent se produire s'expliqueraient en termes d'effets d'extrémités ou par la rigidité latérale de la machine.
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References
L'Hermite R.—Idées actuelles sur la technologie du béton, La Documentation Technique du Batiment et des Travaux Publics, Paris, France, 1955.
Neville A. M.—Properties of concrete, 3rd ed., Pitman Publishing Ltd., London, 1981.
Mindess S., Young J. F.—Concrete, Prentice-Hall, Inc., Englewood Cliffs, New Jersey, 671 pp., 1981.
Glucklich J., Cohen L. J.—Size as a factor in the brittle-ductile transition and the strength of some materials, International Journal of Fracture Mechanics, Vol. 3, 1967, pp. 278–289.
Brown E. T., Hudson J. A.—Discussion of S. P. Shah, F. J. McGarry, Griffith Fracture Criterion and Concrete,J. Eng. Mech. Div., ASCE, Dec. 1971, Journal of the Engineering Mechanics Division, ASCE, Vol. 98, No. EM 5, 1972, pp. 1310–1312.
Whitney C. S.—Discussion of V. P. Jensen,The plasticity ratio of concrete and its effect on the ultimate strength of beams, ACI Journal, June 1943, p. 565,Journal of the American Concrete Institute, Vol. 39, Suppl. Nov. 1943, pp. 584-2–584-6.
Sigvaldason O. T.—The influence of the testing machine on the compressive strength of concrete, pp. 162–171, in Proceedings of a Symposium on Concrete Quality, Cement and Concrete Association, London, 1964.
Hinde P. B.—Testing machine stiffness problem, The Engineer, Vol. 217, No. 5657, June 26, 1964, pp. 1124–1127.
Wang F., Shah S. P., Naaman A. E.—Streess-strain curves for normal and lightweight concrete, Journal of the American Concrete Institute, Vol. 75, No. 11, 1978, pp. 603–611.
Shah S. P., Gokuz U., Ansari F.—An experimental technique for obtaining complete stress-strain curves for high strength concrete, ASTM Journal of Cement, Concrete and Aggregates, Vol. 3, No. 1, 1981, pp. 21–27.
Glucklich J.—The influence of sustained loads on the strength of concrete, Bulletin No. 5 (New Series), RILEM, Dec. 1959, pp. 14–17.
Glucklich J., Cohen L. J.—Strain-energy and size effects in a brittle material, Materials Research and Standards, Vol. 8, No. 10, 1968, pp. 17–22.
Sinha N. K., Frederking R. M. W.—Effect of test system stiffness on strength of ice, in Proceedings of the Fifth International Conference on Port and Ocean Engineering under Arctic Conditions, at Norwegian Institute of Technology, August 1979, Vol. 1, 1979, pp. 709–717.
Sigvaldason O. T.—The influence of testing machine characterists upon the cube and cylinder strength of concrete, Magazine of Concrete Research, Vol. 18, No. 57, 1966, pp. 197–206.
Wright P. J. F.—Compression testing machines for concrete, The Engineer, Vol. 203, No. 5283, 26 April, 1957, pp. 639–641.
Bazant Z. P., Panula L.—Statistical stability effects in concrete failure, Journal of the Engineering Mechanics Division, ASCE, Vol. 104, No. EM 5, 1978, pp. 1195–1212.
Korin U., Ben-Bassat M.—RILEM Committee CPC-14 interlaboratory, study on the effect of dimensions, curing conditions and testing machine on the compressive strength of concrete, Report of the Building Research Station—Testing Department, Technion, Israel, Sept. 1981.
Brown W. F., Srawley J. E.—Plane strain crack toughness testing of high strength metallic materials, Special Technical Publication 410, American Society for Testing and Materials, Philadelphia, Pa., 1966.
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This work was carried out while S. Mindess was a Lady Davis Fellow as Visiting Professor in the Faculty of Civil Engineering, Building Research Station, Technion, Haifa, Israel.
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Mindess, S., Bentur, A. The effect of the longitudinal stiffness of the testing machine on the strength of hardened cement paste. Matériaux et Constructions 17, 149–155 (1984). https://doi.org/10.1007/BF02473667
Issue Date:
DOI: https://doi.org/10.1007/BF02473667