Show simple item record

Thermomechanical Analysis of Ancient Roman Seawater Concrete

dc.contributor.advisorŠmilauer Vít
dc.contributor.authorTorin Nicolas McCue
dc.date.accessioned2019-07-25T22:51:43Z
dc.date.available2019-07-25T22:51:43Z
dc.date.issued2019-07-25
dc.identifierKOS-1007330041105
dc.identifier.urihttp://hdl.handle.net/10467/84589
dc.description.abstractStarověcí Římané uměli vyrobit vysoce trvanlivý hydraulický beton, který ve Středozemním moři vydržel přes 2000 let. Dlouhá životnost se přičítá alkalické aktivaci vulkanických materiálů bohatých na hliník, které vedly k syntéze C-A-S-H gelu, Al-tobermoritu a filipsitu. Pro syntézu těchto robustních fází v inovativních betonech je nezbytné porozumět mechanismům jejich vzniku. Předchozí výzkum ukázal, že jsou důležité dva faktory k jejich vzniku, a to mineralizující účinek mořské vody a vysoké teploty, které vznikají uvnitř masivních betonů díky pucolánové reakci. Tato práce používá metodu konečných prvků pro úlohu nestacionárního vedení tepla. Tou se ověřují předešlé studie teplot během tvrdnutí římských betonů na masivních mořských molech. Také se určují druhotné efekty jako náhrada hašeného vápna vápnem nehašeným, a více realistický několikadenní proces lití pro velkoobjemové konstrukce. Po termální anlýze byla provedena slabě sdružená mechanická analýza tvrdnoucího betonu na molech pomocí metody konečných prvků. Použil se stárnoucí materiál s dotvarováním pro porozumění vývoje napětí díky nárůstu teplot. Díky termální expanzi a smrštění betonu došlo ke vzniku tahových napětí, v raných fázích zejména na povrchu betonu, v pozdějších fázích uprostřed bloku. Tato tahová napětí značí vznik trhlin v těchto místech.cze
dc.description.abstractAncient Romans were able to synthesize highly durable hydraulic concretes lasting over 2000 years while submerged in the Mediterranean Sea because of the formation of durable C-A-S-H gel, Al-tobermorite and phillipsite by alkali activation of alumina-rich volcanic materials. With hopes of being able to synthesize such robust phases within innovative concretes in the future, it is necessary to thoroughly understand the mechanism for how they form. Previous research has shown that two of the of the driving factors for their formation is the mineralizing effects seawater has in combination with the volcanic ash and the high temperatures that develop within massive concrete structures due to the pozzolanic reaction. Using a non-stationary thermal finite element (FE) analysis this thesis has validated the studies looking into the evolution of temperature throughout a massive hardening Roman concrete pier and determined the secondary effects on temperature-rise due to partial replacement of slaked lime with quicklime, and a more realistic multi-day casting process required to pour the large volume of concrete. Following thermal analyses, the stress development in the hardening concrete piers was analysed using a staggered thermomechanical FE analysis with ageing viscoelastic material law to understand any deleterious effects the large temperature rise may cause from a mechanical standpoint. Due only to the thermal expansion and contraction of the hydrating block, significant tensile stresses were found to occur at the outer portions of the block during early age, and at the core of the block during late age, likely suggesting cracking at various locations.eng
dc.publisherČeské vysoké učení technické v Praze. Vypočetní a informační centrum.cze
dc.publisherCzech Technical University in Prague. Computing and Information Centre.eng
dc.rightsA university thesis is a work protected by the Copyright Act. Extracts, copies and transcripts of the thesis are allowed for personal use only and at one?s own expense. The use of thesis should be in compliance with the Copyright Act http://www.mkcr.cz/assets/autorske-pravo/01-3982006.pdf and the citation ethics http://knihovny.cvut.cz/vychova/vskp.html.eng
dc.rightsVysokoškolská závěrečná práce je dílo chráněné autorským zákonem. Je možné pořizovat z něj na své náklady a pro svoji osobní potřebu výpisy, opisy a rozmnoženiny. Jeho využití musí být v souladu s autorským zákonem http://www.mkcr.cz/assets/autorske-pravo/01-3982006.pdf a citační etikou http://knihovny.cvut.cz/vychova/vskp.html.cze
dc.subjectřímský beton v mořské voděcze
dc.subjecttermo-mechanická analýzacze
dc.subjectvývoj napětícze
dc.subjectRoman Seawater Concreteeng
dc.subjectThermomechanical Analysiseng
dc.subjectStress Developmenteng
dc.titleThermomechanical Analysis of Ancient Roman Seawater Concretecze
dc.titleThermomechanical Analysis of Ancient Roman Seawater Concreteeng
dc.typeMAGISTERSKÁ PRÁCEcze
dc.typeMASTER'S THESISeng
dc.contributor.refereeKočí Václav
theses.degree.disciplineAdvanced Masters in Structural Analysis of Monuments and Historical Constructionscze
theses.degree.grantorkatedra mechanikycze
theses.degree.programmeCivil Engineeringcze


Files in this item




This item appears in the following Collection(s)

Show simple item record