238.2T-14 Concrete Thixotropy

Fresh concrete can exhibit different rheological behavior when at rest than when flowing. This difference is due to thixotropy, which can have important consequences for formwork pressure, multi-lift casting, slip-form paving, pumping, and segregation resistance. This TechNote defines thixotropy and distinguishes it from other changes in rheological properties; discusses the origins of, test methods for measuring, and factors affecting thixotropy; and concludes with its applications.

Static and dynamic degradation of sintered calcium phosphate ceramics

The chemical compositions of calcium phosphate materials are similar to that of bone making them very attractive for use in the repair of critical size bone defects. The bioresorption of calcium phosphate occurs principally by dissolution. To determine the impact of composition and flow conditions on dissolution rates, calcium phosphate tablets were prepared by slip casting of ceramic slips with different ratios of hydroxyapatite (HA) and ß-tricalcium phosphate (ß-TCP). Dissolution was evaluated at pH4 using both a static and dynamic flow regime. Both the composition of the HA:ß-TCP tablet and flow regime noticeably influenced the rate of dissolution; the 50:50 HA:ß-TCP composition demonstrating the greatest level of dissolution, and, exposure of the ceramic specimens to dynamic conditions producing the highest rate of dissolution. Understanding the impact of phase composition and flow condition with respect to the dissolution of calcium phosphate will aid in the development and improvement of materials for bone substitution.

A Correlation between the Dynamic Viscosity and Crystallisation of Felodipine from its Amorphous Polymer Solid Dispersion

Purpose Previously, it has been reported that molecular mobility determines the rate of molecular approach to crystal surfaces, while entropy relates to the probability of that approaching molecule having the desirable configuration for further growth of the existing crystal; and the free energy dictates the probability of that molecule not returning to the liquid phase1. If we plot the crystal growth rate and viscosity of a supercooled liquid in a log-log format, the relationship between the two is linear, indicating the influence viscosity has upon crystal growth rate. However, such approximation has been derived from pure drug compounds and it is apparent that further understanding of crystallization from drug-polymer solid dispersion is required in order to stabilise drugs embedded within amorphous polymeric solid dispersions. Methods Mixtures of felodipine and polymer (HPMCAS-HF, PVPK15 and Soluplus®) at specified compositions were prepared using a Restch MM200 ball mill. To examine crystal growth within amorphous solid dispersions, samples were prepared by melting 5-10 mg of ball milled mixture at 150°C for 3-5 minutes on a glass slip pre-cleaned with methanol and acetone. All prepared samples were confirmed to be crystal free by visual observation using a polarised light microscope (Olympus BX50). Prepared samples were stored at 0% RH (P2O5), inside desiccators, maintained in ovens at 80°C. For the dynamic viscosity measurement, approximately 100-200mg ball milled mixture was heated on the base plate of a rotational rheometer at 150°C for 5 minutes and the top plate was lowered to a defined gap to form a good contact with the material. The sandwiched amorphous material was heated to 80°C and the viscosity was measured. Results The equation was used to probe the correlation of viscosity to crystal growth rate. In comparison to the value of xi in log-log equation reported from pure drug compound, a value of 1.63 was obtained for FD-polymer solid dispersions irrespective of the polymer involved. &#8733 Conclusion The high xi value suggests stronger viscosity dependence may exist for amorphous FD once incorporated with amorphous polymer.

基于局部损伤混凝土模型的FRP-混凝土界面有限元分析研究

A meso-scale finite element model is presented for investigating the FRP-concrete bond behaviour under static and dynamic loadings. It adopts a local concrete damage model. A large number of single shear tests under static pull-off loading were modeled. It is demonstrated that the developed model can satisfactorily simulate the static debonding behaviour, in terms of the load-carrying capacity and the local bond-slip behaviour. A preliminary study of the effect of the dynamic loading rate on the debonding behaviour was also conducted by considering a dynamic increase factor for the concrete strength as a function of strain rate. It is shown that a higher loading rate leads to a higher load-carrying capacity, a longer effective bond length, and a larger damaged area of concrete in the single shear loading scenario.

Simulating reinforced concrete members. Part 1: partial interaction properties

Reinforced concrete members are extremely complex under loading because of localised deformations in the concrete (cracks, sliding planes) and between the reinforcement and concrete (slip). An ideal model for simulating behaviour of reinforced concrete members should incorporate both global behaviour and the localised behaviours that are seen and measured in practice; these localised behaviours directly affect the global behaviour. Most commonly used models do not directly simulate these localised behaviours that can be seen or measured in real members; instead, they overcome these limitations by using empirically or semi-empirically derived strain-based pseudo properties such as the use of effective flexural rigidities for deflection; plastic hinge lengths for strength and ductility; and energy-based approaches for both concrete softening in compression and concrete softening after tensile cracking to allow for tension stiffening. Most reinforced concrete member experimental testing is associated with deriving these pseudo properties for use in design and analysis, and this component of development is thus costly. The aim of the present research is to reduce this cost substantially. In this paper, localised material behaviours and the mechanisms they induce are described. Their incorporation into reinforced concrete member behaviour without the need for empirically derived pseudo properties is described in a companion paper.

Bond behavior of NSM FRP strips between two adjacent cracks in concrete beams: A numerical study

Strengthening RC structures with near-surface mounted (NSM) fibre reinforced polymer (FRP) composites has a number of advantages compared with that with externally bonded (EB) FRP sheets/plates. As with EB FRP, the performance of the bond between NSM FRP and concrete is one of the key factors affecting the behaviour of the strengthened structure. This paper presents a numerical investigation into the behaviour of NSM FRP loaded at its both ends to simulate the NSM FRP-toconcrete bond between two adjacent cracks in RC members. The main objective of this study is to quantitatively clarify the effect of the bondline damage during slip reversal on the ultimate load (bond strength). The results show that the bondline damage has a significant effect on the load-carrying capacity of the NSM FRP-to-concrete bonded interface and should be considered in FE modeling of the interface.

Modelling and visualisation of material flow in friction stir spot welding

Abstract The material flow in friction stir spot welding of aluminium to both aluminium and steel has been investigated, using pinless tools in a lap joint geometry. The flow behaviour was revealed experimentally using dissimilar Al alloys of similar strength. The effect on the material flow of tool surface features, welding conditions (rotation speed, plunge depth, dwell time), and the surface state of the steel sheet (un-coated or galvanized) have been systematically studied. A novel kinematic flow model is presented, which successfully predicts the observed layering of the dissimilar Al alloys under a range of conditions. The model and the experimental observations provide a consistent interpretation of the stick-slip conditions at the tool-workpiece interface, addressing an elusive and long-standing issue in the modelling of heat generation in friction stir processing.

Bereavement outcomes: a quantitative survey identifying risk factors in family carers bereaved through cancer.

Background: Enabling patients to die in their preferred place is important but achieving preferred place of death may increase the informal carer’s risk into bereavement. Aim: to determine risk factors of family carers bereaved through cancer in Northern Ireland. Design: These results form part of a larger QUALYCARE-NI study which used postal questionnaires to capture quantitative data on carer’s bereavement scores using the Texas Revised Inventory of Grief. Setting/participants: Participants were individuals who: registered the death of a person between 1st December 2011 and 31st May 2012; where cancer (defined by ICD10 codes C00-D48) was the primary cause; where the deceased was over 18 years of age and death occurred at home, hospice, nursing home or hospital in Northern Ireland. Participants were approached in confidence by the Demography and Methodology Branch of the Northern Ireland Statistics and Research Agency. Those wishing to decline participation were invited to return the reply slip. Non-responders received a second questionnaire six weeks after initial invitation. Results indicated that risk factors positively influencing bereavement outcomes included patients having no preference for place of death and carers remaining in employment pre or post bereavement. In contrast, patients dying in hospital, carers stopping work, being of lower socio-economic status and close kinship to the deceased negatively impacted on bereavement scores. Family carers should be adequately supported to continue in employment; priority should be given to assessing the financial needs of families from lower socio-economic areas; and bereavement support should focus on close relatives of the deceased.

Development of sialons colloidally processed in aqueous medium

Desenvolveu-se um novo método de processamento coloidal em meio aquoso para consolidar cerâmicos de α-Y-SiAlON, os quais foram sinterizados por prensagem isostática a quente (HIP) e por spark plasma sintering (SPS). Preparou-se com sucesso uma suspensão aquosa de pós precursores de YSiAlON (Si3N4, Al2O3, Y2O3 e AlN), temporariamente estável, usando Dolapix PC21 como dispersante, permitindo a fabricação de pós granulados pela técnica de aspersão-congelamento-liofilização e a consolidação de corpos em verde por enchimento por barbotina. Avaliou-se o efeito do excesso de oxigénio introduzido pelo processamento aquoso no desenvolvimento microestrutural e nas propriedades mecânicas. Os corpos de Y-SiAlON consolidados por enchimento por barbotina e sinterizados por HIP a 1800ºC apresentaram microestruturas e propriedades mecânicas similares a corpos consolidados por prensagem a seco. Estes materiais exibiram densificação completa, dureza Vickers máxima de 2003 e tenacidade à fractura (método SEVNB) máxima de 5.20 MPam1/2. Foi ainda possível estabelecer uma relação estreita entre o aumento do conteúdo em oxigénio das amostras sinterizadas e a diminuição da tenacidade à fractura. Na tentativa de melhorar a tenacidade à fractura dos materiais, procedeu-se à incorporação nas suspensões de sementes de Ca-α-SiAlON de geometria alongada produzidas por síntese por combustão, adicionadas como agentes de reforço. A síntese por combustão realizada em larga escala (cargas até 1 kg) não produziu efeitos negativos óbvios nos produtos da reacção. Investigara-se os efeitos da adição de 5 % em peso de sementes nas propriedades mecânicas e no desenvolvimento microestrutural de amostras densificadas por HIP. Em comparação com os materiais sem sementes, a tenacidade à fractura (método SEVNB) aumentou 13%, mas a dureza Vickers resultou 14,5% inferior. A sinterização por SPS permitiu obter densificação completa a temperaturas tão baixas como 1600ºC a partir dos pós granulados de Y-SiAlON sem a adição extra de Y2O3 para aumentar o teor de fase líquida. Os materiais sinterizados a 1700ºC e 1600ºC mostraram valores máximos de tenacidade à fractura de 4.36 e 4.20 MPam1/2 (método SEVNB), e de dureza Vickers de 2089 e 2084, respectivamente. Esta técnica de sinterização permitiu ainda obter corpos sinterizados translúcidos com uma transmitância máxima de 61% numa amostra de 2mm de espessura. Os corpos translúcidos apresentaram dureza Vickers de 2154 e tenacidade à fractura 3.74 MPam1/2 (método SEVNB).

Cyclic behaviour of RC elements with plain reinforcing bars

O comportamento cíclico das estruturas de betão armado é fortemente condicionado pelo mecanismo de aderência entre o betão e o aço. O escorregamento relativo entre os dois materiais, resultante da degradação progressiva da aderência em elementos solicitados por ações cíclicas, é uma causa frequente de danos graves e até do colapso de estruturas devido à ocorrência de sismos. Entre as estruturas existentes de betão armado que foram dimensionadas e construídas antes da entrada em vigor dos regulamentos sísmicos atuais, muitas foram construídas com armadura lisa, e portanto, possuem fracas propriedades de aderência. A informação disponível na literatura sobre o comportamento cíclico de elementos estruturais de betão armado com armadura lisa é reduzida e a influência das propriedades da aderência associadas a este tipo de armadura no comportamento cíclico das estruturas existentes não se encontra ainda devidamente estudada. O objectivo principal desta tese foi estudar a influência do escorregamento na resposta cíclica de elementos estruturais de betão armado com armadura lisa. Foram realizados ensaios cíclicos em elementos do tipo nó viga-pilar, construídos à escala real, representativos de ligações interiores em edifícios existentes sem pormenorização específica para resistir às ações sísmicas. Para comparação, foi realizado o ensaio de um nó construído com armadura nervurada. Foi ainda realizado o ensaio cíclico de uma viga de betão armado recolhida de uma estrutura antiga. Foram elaborados modelos numéricos não-lineares para simular a resposta dos elementos ensaiados, concentrando especial atenção no mecanismo do escorregamento. Os resultados obtidos no âmbito desta tese contribuem para o avanço do conhecimento sobre o comportamento cíclico de elementos estruturais de betão armado com armadura lisa. As análises numéricas realizadas comprovam a necessidade de incluir os efeitos do escorregamento na modelação numérica deste tipo de estruturas de forma a representar com rigor a sua resposta às ações cíclicas.

Characterisation of the cyclic behaviour of reinforced concrete elements with plain bars

Sismos recentes comprovam a elevada vulnerabilidade dos edifícios existentes de betão armado. A resposta das estruturas aos sismos é fortemente condicionada pelas características da aderência aço-betão, que exibe degradação das propriedades iniciais quando sujeitas a carregamentos cíclicos e alternados. Este fenómeno é ainda mais gravoso para elementos com armadura lisa, predominantes na maioria das estruturas construídas até à década de 70 nos países do sul da Europa. A prática corrente de conceção, dimensionamento e pormenorização das estruturas antigas leva a que tenham características de comportamento e níveis de segurança associados não compatíveis com as exigências atuais. Os estudos realizados sobre o comportamento cíclico de elementos estruturais de betão armado com armadura lisa são ainda insuficientes para a completa caracterização deste tipo de elementos. Esta tese visou a caraterização da relação tensão de aderência versus escorregamento para elementos estruturais com armadura lisa e o estudo da resposta cíclica de pilares e nós viga-pilar de betão armado com armadura lisa. Foram realizados dez séries de ensaios de arrancamento (nove monotónicos e um cíclico) em provetes com varões lisos. Os resultados destes ensaios permitiram propor novas expressões empíricas para a estimativa dos parâmetros usados num modelo disponível na literatura para representação da relação tensão de aderência versus escorregamento. É ainda proposto um novo modelo monotónico para a relação tensão de aderência versus escorregamento que representa melhor a resposta após a resistência máxima de aderência. Uma campanha de ensaios unidirecionais em pilares e nós viga-pilar foi também realizada com o objetivo principal de caracterizar o comportamento cíclico deste tipo de elementos. No total foram realizados oito ensaios em pilares, sete ensaios em nós viga-pilar interiores e seis ensaios em nós viga-pilar exteriores representativos de estruturas antigas de betão armado com armadura lisa. Os resultados experimentais permitiram avaliar a influência do escorregamento e estudar o mecanismo de corte em nós e a evolução dos danos para elementos com armadura lisa. Com base nos resultados experimentais foi proposta uma adaptação na expressão do Eurocódigo 8-3 para o cálculo da capacidade última de rotação de elementos com armadura lisa. Foi também desenvolvido um estudo paramétrico, com diferentes estratégias de modelação não linear, para a simulação da resposta de pilares considerando o escorregamento da armadura lisa. Por último, foi proposto um novo modelo simplificado trilinear para o aço que contempla o efeito do escorregamento da armadura lisa.

Modelos de dinâmica da Terra aplicados à geologia de Portuga l: relevância da experimentação análoga no ensino e na divulgação da geologia

Tese de doutoramento, Geologia (Geodinâmica Interna), Universidade de Lisboa, Faculdade de Ciências, 2014

Assinatura tectono-sedimentar do auge da compressão bética em Portugal: a descontinuidade sedimentar Valesiano terminal-Turoliano

An Upper Miocene important sedimentary break can be accurately recognised in the Portuguese basins and is reflected by a drastic palaeogeographic change in relation to a large-scale tectonic event of probable uppermost Vallesian-Turolian (9,5 Ma; middle Tortonian) age. The characterisation of the sedimentary record of this tectonic event, as well as its relations with interpreted active faults is made for different situations: Douro (NW border), Mondego, Lower-Tagus and Sado Tertiary basins. The sedimentary record, considered upper Tortonian-Messinian ? (uppermost Vallesian-Turolian ?) is interpreted mainly as endorheic alluvial fans (internal drainage), developed along active NNE-SSW indent-linked strike-slip faults and NE-SW reverse faults. At NE Portugal, proximal fluvial systems of an endorheic hydrographic network drained eastwards to the Spanish Duero interior Basin. The main evidences of the betic compression clímax in Portugal mainland are presented; the interpreted active tectonic structures are in accordance with an intense NNW-SSE crustal shortening, but some regional differences are also documented.

Evolução cenozóica da área de Longroiva-Vilariça (NE Portugal)

In the Longroiva-Vilariça area, the identification of Cenozoic lithostratigraphic units, the sedimentology and the characterization of its geometric relations with tectonic structures allowed the interpretation of the palaeogeographic main stages: 1) the greenwhitish Vilariça Arkoses (Middle Eocene to Oligocene ?) represent proximal sediments of a very low gradient drainage towards the eastern Spanish Tertiary Duero Basin; 2)Quintãs Formation (late Miocene ?) are brown-reddish coloured piedmont alluvial deposits, correlative of important vertical displacement (western tectonic block relative uplift) along the NNE-SSW indent-linked strike-slip Bragança-Vilariça-Longroiva fault zone, interpreted as a reactivated deep hercynian fracture, with left-lateral movement; 3) the red Sampaio Formation (Gelasian-early Pleistocene ?)was interpreted as downhill conglomeratic deposits related with important overtrusting along this fault zone (the definition of the present-day narrow graben configuration) and correlative of the atlantic hydrographic incision stage beginning; 4) conglomeratic terraces (middle and late Pleistocene ?); 5) alluvial plains and colluvial deposits (Holocene).

Embalagens Flexíveis: estudo do processo de reticulação de adesivos e do coeficiente de atrito

A dissertação foi realizada em ambiente industrial, mais precisamente na empresa Monteiro, Ribas – Embalagens Flexíveis, S.A.. Esta empresa dedica-se à impressão e laminagem de filmes, assim como à confeção de sacos. Os seus produtos são direcionados na sua maioria para a indústria alimentar, exportando mais de 50% da sua produção, e dizem respeito a complexos (dois ou mais filmes unidos pela presença de um adesivo) que podem possuir impressão ou não. Estes complexos podem ser enviados para o cliente em bobina ou já em saco. Os objetivos propostos pela empresa diziam respeito a estudos relacionados com a força de laminagem dos complexos, com o coeficiente de atrito dos mesmos e com a identificação dos espetros dos componentes dos adesivos, assim como o estudo do processo de reticulação dos mesmos por espetrofotometria de Infravermelho. Relativamente aos resultados obtidos verificou-se que tanto a tinta como os metalizados influenciam negativamente a força de laminagem. Por sua vez o coeficiente de atrito é afetado por vários fatores. Através dos ensaios experimentais verificou-se que o adesivo, a tinta e o verniz mate favorecem o aumento do valor do COF. Além disso, nos complexos em que se utilizaram filmes de polietileno de maior espessura obtiveram-se valores de COF mais baixos, e no que diz respeito à temperatura e à tensão de enrolamento, verificou-se que valores mais elevados e muito baixos da primeira traduzem-se num aumento do valor do COF e uma tensão de enrolamento maior também tem o mesmo efeito. Relativamente ao tipo de filme impresso, substratos com maior energia superficial atraem mais o agente de deslizamento (slip). Por último, não se conseguiu perceber qual o tipo de adesivo (com ou sem solvente) que tem maior impacto no COF uma vez que em 55% dos casos o valor do COF é superior nas amostras que foram complexadas com adesivo sem solvente e em 45% o COF era superior nas amostras complexadas com adesivo base solvente. No que diz respeito aos espetros obtidos verificou-se que a reticulação dos adesivos é identificada pela diminuição da extensão do pico correspondente à ligação N=C=O.