Multi-scale modeling of cement-based composites
Project goals
The proposed project is linked to the GAČR project "Complex Reliability based model for service life prediction of concrete". The theoretical principle of this project is a three-level modeling of cement-based composites. Its essential characteristic isa random distribution of CH crystals, aluminates and cement clinker inclusions on level II (cement paste) and aggregates embedded in a cement paste on level III (mortar/concrete). The project consists of three parts. In the first part, the random characteristics of the composite will be obtained based on the analysis of binary images of real microstructures. Then standard homogenization techniques built upon Hill's lemma will be developed in conjunction with the SIFEL computer code. Numerical material homogenization on both the level II and level III will be carried out including the long term deformation of the mortar. In the third part, the model will be applied to the complex reliability assessment of the service life of concrete. Material
Keywords
Public support
Provider
Czech Science Foundation
Programme
Post-graduate (doctorate) grants
Call for proposals
Postdoktorandské granty 4 (SGA02003GA2PD)
Main participants
—
Contest type
VS - Public tender
Contract ID
—
Alternative language
Project name in Czech
Víceúrovňové modelování kompozitů na bázi cementu
Annotation in Czech
Navrhovaný projekt úzce souvisí s projektem GA ČR "Komplexní spolehlivostní model předpovědi životnosti betonu". Teoretickým základem projektu je tříúrovňové modelování kompozitů na bázi cementu. Jejich hlavní vlastností je náhodné uspořádání CH krystalů(portlanditu), aluminatových fází a inkluzí cementového slínku na úrovni II (cementová pasta) a plniva přítomného v cementové pastě na úrovni III (malta/beton). Projekt je rozdělen do tří částí. V první části budou získány náhodné charakteristiky kompozitu analýzou binárního snímku reálných mikrostruktur. Dále budou propojeny standardní homogenizační postupy na základě Hillovy teorie s programem SIFEL. Numerická materiálová homogenizace na úrovních II a III bude provedena za předpokladu časově závisléhopřetváření cementové malty. Ve třetí části bude model využit pro komplexní spolehlivostní model předpovědi životnosti betonu. Data o materiálech, nezbytná pro výpočty, budou získána pomocí nanoindentace.
Scientific branches
R&D category
ZV - Basic research
CEP classification - main branch
JI - Composite materials
CEP - secondary branch
JJ - Other materials
CEP - another secondary branch
JC - Computer hardware and software
20206 - Computer hardware and architecture
20502 - Paper and wood
20503 - Textiles; including synthetic dyes, colours, fibres (nanoscale materials to be 2.10; biomaterials to be 2.9)
20505 - Composites (including laminates, reinforced plastics, cermets, combined natural and synthetic fibre fabrics; filled composites)
21001 - Nano-materials (production and properties)
21002 - Nano-processes (applications on nano-scale); (biomaterials to be 2.9)
Completed project evaluation
Provider evaluation
U - Uspěl podle zadání (s publikovanými či patentovanými výsledky atd.)
Project results evaluation
Modern optimization techniques using geneticalgorithms were implemented into SIFEL computer code for solution of theproject. The SIFEL (SImple Finite ELements) is a parallel and objectiveoriented computer code being developed at our department, where
Solution timeline
Realization period - beginning
Jan 1, 2003
Realization period - end
Jan 1, 2006
Project status
U - Finished project
Latest support payment
—
Data delivery to CEP
Confidentiality
S - Úplné a pravdivé údaje o projektu nepodléhají ochraně podle zvláštních právních předpisů
Data delivery code
CEP07-GA0-GP-U/03:2
Data delivery date
Oct 16, 2007
Finance
Total approved costs
874 thou. CZK
Public financial support
874 thou. CZK
Other public sources
0 thou. CZK
Non public and foreign sources
0 thou. CZK
Recognised costs
874 CZK thou.
Public support
874 CZK thou.
0%
Provider
Czech Science Foundation
CEP
JI - Composite materials
Solution period
01. 01. 2003 - 01. 01. 2006