Aggregate Impact on Dynamic Behavior of Concrete using Finite Element Method
Kesan Agregat ke atas Kelakuan Dinamik Konkrit Menggunakan Kaedah Unsur Terhingga

Azrul A. Mutalib, Siew Feng Yong, Firdaus Mohamad Hamzah
2017 Jurnal Kejuruteraan  
Konkrit merupakan bahan komposit yang penting dan sering digunakan dalam sektor pembinaan kerana konkrit mempunyai sifat kekuatan mampatan yang tinggi. Agregat terdiri daripada 70% isi padu konkrit, maka sifat agregat dipercayai memberi kesan yang besar terhadap tingkap laku konkrit semasa struktur konkrit dikenakan beban dinamik yang kuat (contohnya letupan gas atau senjata, kejatuhan batu dan gempa bumi). Kelakuan konkrit di bawah beban dinamik boleh diketahui dengan mengenal pasti faktor
more » ... ngkatan dinamik (DIF). Semasa konkrit di bawah tekanan statik yang rendah, corak keretakan konkrit berlaku pada zon peralihan antara muka (ITZ) tetapi jika konkrit di bawah tekanan yang tinggi, keretakan berlaku melalui agregat, maka ia akan meningkatkan kekuatan konkrit. Penyelidikan ini bermatlamat untuk mengkaji kesan agregat biasa ke atas kelakuan dinamik konkrit dengan menggunakan kaedah unsur terhingga yang menggunakan perisian LS-DYNA. Model konkrit yang berlainan agregat iaitu agregat granit, basalt, batu kapur, dan batu pasir telah digunakan dalam kajian ini. Simulasi berangka model konkrit di bawah mampatan pada kadar tekanan yang berbeza dijalankan. Pada kadar terikan yang rendah, kerosakan pada konkrit berlaku pada mortar sahaja dan tidak ketara. Manakala, pada terikan yang tinggi, kerosakan berlaku pada agregat dan juga mortar dan kerosakan adalah menonjol. Basalt mempunyai kekuatan yang tinggi mempunyai nilai DIF yang paling tinggi berbanding dengan agregat yang lain di mana batu kapur mencatatkan nilai DIF yang paling rendah. Kata kunci: Agregat; faktor peningkatan dinamik; kadar terikan ABSTRAK Concrete is a composite material that is important and is often used in construction because concrete has a high compressive strength. Aggregates consisting of 70% by volume of concrete, thus the aggregate properties is believed to affect the behavior of concrete during concrete structures subjected to dynamic loads strongly (e.g. gas explosions or weapons, falling rocks and earthquakes). The behavior of concrete under dynamic loads can be found by identifying the dynamic increase factor (DIF). When concrete under static and low-rate loading, concrete material damage is governed by the relatively weaker strength of mortar and the interface transition zone (ITZ), but if the concrete under high-speed loading, cracking propagate through aggregates, therefore results in increase the strength of concrete. This research aims to study the effects of normal aggregates on the dynamic behavior of concrete by using the finite element method using LS-DYNA software. Models of concrete with different types of aggregates such as granite, basalt, limestone, and sandstone are used in this study. Numerical simulation of model concrete under compressive stress at different strain rate is carried out. At low strain rate loading, concrete failure only occurred in the mortar and not too obvious. While, at high strain rate loading, failure occurred in the aggregate and failure in the mortar is apparent. Basalt that is high strength has high DIF value and limestone has the lowest value of DIF.
doi:10.17576/jkukm-s-01-10 fatcat:osrwzaj2brg2bbdat74pklmhwy