Creep of a C-S-H gel: a micromechanical approach

ABSTRACT

Both clays and calcium silicate hydrates(the main hydration products of Portland cements) exhibit a microstructure made up of lamellar particles. The microscopic mechanism responsible for the macroscopic creep of such materials is often described as the relative sliding of the sheets. This paper proposes a micromechanical approach to estimate the macroscopic creep behavior rising from this microscopic mechanism. The asymptotic evolution of creep at both short- and long-term is especially investigated. More precisely, a non-vanishing initial elastic strain is retrieved. At long-term, a threshold on porosity appears. At lower porosities, the creep evolution admits an asymptotic strain. At higher porosities, it admits an asymptotic strain rate.

RESUMO

Argilas e hidratos de cálcio (principal produto de cimentos) ambos exibem microestrutura composta por partículas em forma de lamelas. O principal mecanismo responsável pelo fenômeno de fluência macroscópico é frequentemente descrito pelo deslizamento entre as lamelas. O artigo propõe uma abordagem micromecânica para estimar a fluência macroscópica que surge a partir do mecanismo microscópico. A evolução assintótica da fluência para tempos curtos e longos é especialmente investigada. Mais precisamente uma tensão inicial não nula é derivada. Para tempos longos um limiar de porosidade surge da modelagem. Na faixa de porosidades mais baixas a evolução da fluência admite deformação assintótica. Para porosidades altas o problema admite taxa de deformação assintótica.