Numerical simulation of fresh SCC flow in wall and beam elements using flow dynamics models

Abstract : Recently, there is a great interest to study the flow characteristics of suspensions in different environmental and industrial applications, such as snow avalanches, debris flows, hydrotransport systems, and material casting processes. Regarding rheological aspects, the majority of these suspensions, such as fresh concrete, behave mostly as non-Newtonian fluids. Concrete is the most widely used construction material in the world. Due to the limitations that exist in terms of workability and formwork filling abilities of normal concrete, a new class of concrete that is able to flow under its own weight, especially through narrow gaps in the congested areas of the formwork was developed. Accordingly, self-consolidating concrete (SCC) is a novel construction material that is gaining market acceptance in various applications. Higher fluidity characteristics of SCC enable it to be used in a number of special applications, such as densely reinforced sections. However, higher flowability of SCC makes it more sensitive to segregation of coarse particles during flow (i.e., dynamic segregation) and thereafter at rest (i.e., static segregation). Dynamic segregation can increase when SCC flows over a long distance or in the presence of obstacles. Therefore, there is always a need to establish a trade-off between the flowability, passing ability, and stability properties of SCC suspensions. This should be taken into consideration to design the casting process and the mixture proportioning of SCC. This is called “workability design” of SCC. An efficient and non-expensive workability design approach consists of the prediction and optimization of the workability of the concrete mixtures for the selected construction processes, such as transportation, pumping, casting, compaction, and finishing. Indeed, the mixture proportioning of SCC should ensure the construction quality demands, such as demanded levels of flowability, passing ability, filling ability, and stability (dynamic and static). This is necessary to develop some theoretical tools to assess under what conditions the construction quality demands are satisfied. Accordingly, this thesis is dedicated to carry out analytical and numerical simulations to predict flow performance of SCC under different casting processes, such as pumping and tremie applications, or casting using buckets. The L-Box and T-Box set-ups can evaluate flow performance properties of SCC (e.g., flowability, passing ability, filling ability, shear-induced and gravitational dynamic segregation) in casting process of wall and beam elements. The specific objective of the study consists of relating numerical results of flow simulation of SCC in L-Box and T-Box test set-ups, reported in this thesis, to the flow performance properties of SCC during casting. Accordingly, the SCC is modeled as a heterogeneous material. Furthermore, an analytical model is proposed to predict flow performance of SCC in L-Box set-up using the Dam Break Theory. On the other hand, results of the numerical simulation of SCC casting in a reinforced beam are verified by experimental free surface profiles. The results of numerical simulations of SCC casting (modeled as a single homogeneous fluid), are used to determine the critical zones corresponding to the higher risks of segregation and blocking. The effects of rheological parameters, density, particle contents, distribution of reinforcing bars, and particle-bar interactions on flow performance of SCC are evaluated using CFD simulations of SCC flow in L-Box and T-box test set-ups (modeled as a heterogeneous material). Two new approaches are proposed to classify the SCC mixtures based on filling ability and performability properties, as a contribution of flowability, passing ability, and dynamic stability of SCC.

La construction de relations de confiance au sein des équipes-écoles d’établissements en milieu autochtone du Québec selon les perceptions de leur direction

Résumé : La gestion des ressources humaines dans les écoles situées au sein de communautés autochtones est marquée par différents enjeux d’ordres social, culturel, ethnoculturel, économique et administratif qui impactent les pratiques de leurs directions. Ceux-ci touchent à tous les aspects de la gestion des écoles et peuvent être révélateurs d’un malaise dans l’encadrement des actrices et des acteurs à travers des structures administratives, juridiques, éducatives ou de gouvernance qui comportent des défis relationnels et interactionnels majeurs. Ce type de malaise peut moduler les actions des actrices et des acteurs des établissements et peut entrainer des impacts dans leurs relations, notamment au niveau de leurs relations de confiance, essentielles à la qualité de leurs actions communes. L’approfondissement de cette problématique porte essentiellement sur les conditions associées à la construction de la confiance qui sont de différents ordres, c’est-à-dire contextuel, institutionnel, organisationnel, relationnel ou individuel. Utilisant une approche qualitative, cette recherche repose sur vingt-trois entrevues semi-dirigées avec des directions d’établissement provenant de dix-sept communautés et de trois nations autochtones différentes. L’analyse est menée à partir d’une approche exploratoire constructiviste et interprétativiste. Les conclusions permettent de dégager que la construction de relations de confiance entre des actrices et des acteurs sont tributaires de conditions dans lesquelles s’inscrivent des dynamiques interactionnelles particulières. Influencées par le contexte autochtone singulier, ces conditions sont préalables aux actrices et aux acteurs ou associées à leurs comportements, attitudes, actions ou pratiques. Il apparait que ces dynamiques s’inscrivent dans une configuration des équipes-écoles se caractérisant par six catégories-types d’individus qui se déclinent selon leur origine et leur appartenance ou leur identité ethnique, à savoir les voyageurs autochtones et allochtones, les étrangers autochtones et allochtones et les natifs autochtones et allochtones. La meilleure compréhension de cette organisation conduit à une conception large de la configuration des dynamiques interactionnelles entre des individus et des groupes et entre des communautés d’individus. Ces individus s’affilient spécifiquement selon des identités ou des appartenances individuelles ou de groupe qui peuvent être de différents ordres soit particulièrement, mais non exclusivement, ethnique, linguistique, familial ou se rapportant à des croyances particulières.