Assessment of the variability of moisture transfer properties of High Performance Concrete from a multi-stage drying experiment

Abstract

This article aims to assess the characterisation of the water vapour desorption process and its variability under site conditions. It presents a probabilistic approach allowing the assessment of the distribution laws for the water vapour desorption isotherms (WVDI) and the moisture diffusion coefficient. These two parameters were evaluated from multistage drying experiment. For each stage, the analysis of the equilibrium state allows the determination of WVDI whereas the analysis of the desiccation kinetic makes possible the evaluation of the moisture diffusion coefficient. In order to have a representative variability, the study was carried out on two different High Performance Concretes (HPC) during a large-scale construction: overall, more than 300 specimens were tested. Results indicate that Gaussian distribution can be used for modelling the statistical variability of desorption isotherm while log-normal distribution is more appropriate for describing the variability of moisture diffusion coefficient. Furthermore, whatever the concrete, the coefficient of variation on the water content at equilibrium remain very similar.

Cet article a pour but la caractérisation du processus de désorption de la vapeur d’eau et de sa variabilité dans des conditions in-situ. Il présente une approche probabiliste permettant l’évaluation des lois de distribution des Isothermes de Désorption de la Vapeur d’Eau (IDVE) ainsi que celles des coefficients de diffusion d’humidité. Ces deux paramètres ont été évalués expérimentalement à partir d’essais de séchage par palier réalisés sur des bétons à haute performance (BHP), confectionnés in-situ. Pour chaque palier de séchage, l’exploitation des états d’équilibres hydriques a permis la détermination de l’IDVE. De plus, l’analyse des cinétiques de transfert a permis l’évaluation du coefficient de diffusion d’humidité. La campagne expérimentale a été réalisée sur plus de 300 échantillons. Les résultats obtenus ont révélés que la variabilité des isothermes de désorption peuvent être modélisés par une distribution Gaussienne tandis qu’une distribution de type log-normale s’avère plus appropriée pour décrire la variabilité du coefficient de diffusion d’humidité. En outre, quel que soit le béton testé, les coefficients de variation de la teneur en eau pour les différents états d’équilibre hydrique demeurent proches.

Keywords:

• desorption isotherm
• moisture diffusion coefficient
• statistical variability
• site condition

Mots clés:

• Isotherme de désorption
• coefficient de diffusion d’humidité
• variabilité statistique
• conditions de chantier

6. Acknowledgment

The investigations and results reported here were supported by the National Research Agency (France) under the APPLET research program (grant ANR-06-RGCU-001-01).