M. Jolin | Université Laval (original) (raw)
Papers by M. Jolin
La réparation et le renforcement des structures existantes en béton comptent parmi les plus impor... more La réparation et le renforcement des structures existantes en béton comptent parmi les plus importants défis auxquels les ingénieurs civils sont confrontés aujourd'hui et qu'ils devront relever dans les années à venir. Les préoccupations actuelles concernant le développement durable favorisent la réfection au détriment de la construction neuve et ne peuvent que renforcer cette tendance. Des efforts concertés de la part des scientifiques et ingénieurs sont encore nécessaires afin d'améliorer la conception des réparations en béton et d'en assurer la qualité et la fiabilité attendues. L'un des aspects essentiels de la durabilité des réparations en béton et des revêtements ou traitements de surface est la qualité de l'adhérence entre le matériau de réparation et le béton existant. Le présent article résume les principales conclusions de travaux réalisés en collaboration en vue d'identifier les facteurs influençant l'adhérence des réparations (la rugosité,...
Early Age Cracking in Cementitious Systems - Report of RILEM Technical Committee 181-EAS - Early age shrinkage induced stresses and cracking in cementitious systems
La réparation et le renforcement des structures existantes en béton comptent parmi les plus impor... more La réparation et le renforcement des structures existantes en béton comptent parmi les plus importants défis auxquels les ingénieurs civils sont confrontés aujourd'hui et qu'ils devront relever dans les années à venir. Les préoccupations actuelles concernant le développement durable favorisent la réfection au détriment de la construction neuve et ne peuvent que renforcer cette tendance. Des efforts concertés de la part des scientifiques et ingénieurs sont encore nécessaires afin d'améliorer la conception des réparations en béton et d'en assurer la qualité et la fiabilité attendues. L'un des aspects essentiels de la durabilité des réparations en béton et des revêtements ou traitements de surface est la qualité de l'adhérence entre le matériau de réparation et le béton existant. Le présent article résume les principales conclusions de travaux réalisés en collaboration en vue d'identifier les facteurs influençant l'adhérence des réparations (la rugosité, le degré de saturation et la carbonatation du substrat) et l'évaluation de celle-ci en conditions in situ (type de chargement, alignement de l'appareil). Sur la base des résultats recueillis, des recommandations concernant la préparation de la surface avant réparation ont été émises dans un guide du USBR aux États-Unis.
In underground excavation projects using drill and blast methods or tunnel boring machine (TBM), ... more In underground excavation projects using drill and blast methods or tunnel boring machine (TBM), the installation of ground support has become one of the longest components of the development cycle. In many applications, fiber reinforced shotcrete has been used successfully for several decades as temporary or permanent ground surface support. For priority headings and critical permanent underground infrastructures, the reduction of the time required to spray and cure fiber reinforced shotcrete before re-entry is critical to increase the development rate. In addition, from an environmental, logistical and economic viewpoint, minimizing the amount of material to produce, transport and handle from the surface has become critical as well. In this context, this paper discusses the development of an engineered shotcrete providing rapid strength and toughness development to allow fast reentry and enhanced energy absorption capacity. Working on cement chemistry, fiber selection and dosage, ...
Revista IBRACON de Estruturas e Materiais
Técnicas para a avaliação da deterioração proveniente da reação álcali-agregado (RAA) gerada pela... more Técnicas para a avaliação da deterioração proveniente da reação álcali-agregado (RAA) gerada pela presença de agregados reativos graúdos e miúdos
Construction and Building Materials
Abstract The Stiffness Damage Test (SDT) is an interesting tool for assessing damage in concrete ... more Abstract The Stiffness Damage Test (SDT) is an interesting tool for assessing damage in concrete affected by ASR. The use of a fixed loading level for stiffness damage testing, as previously suggested in the literature, limits its ability to reliably appraise the distress level of concrete samples, especially when different concrete strengths and aggregate types are used. Moreover, the test input and output parameters should be properly interpreted so that the SDT becomes a powerful diagnostic procedure. This paper presents an evaluation of the practical use of the SDT in engineering purposes. Results show that the use of output indices, i.e. SDI and PDI, instead of absolute output values, makes the procedure more diagnostic (i.e. ≠ distress degrees can be easier distinguished) and less influenced by practical assumptions (e.g. choice of the loading level for stiffness damage testing). Based on the prior results, a step-by-step standard test procedure is proposed aiming to minimize the test variability.
Cement and Concrete Research
It has been suggested that the Stiffness Damage Test (SDT) and the Damage Rating Index (DRI), mec... more It has been suggested that the Stiffness Damage Test (SDT) and the Damage Rating Index (DRI), mechanical and microscopic tools respectively, can reliably assess the condition of concrete affected by Alkali-Aggregate Reaction (AAR). However, a multi-level characterization of AAR damage through the coupling of the prior tools has never been evaluated so far. This paper presents the overall assessment of twenty concrete mixtures presenting different strengths and incorporating a wide range of aggregate types/natures. Evaluations on both AAR crack development and its influence on the mechanical properties of affected concrete are performed over a multi-level point of view. Results show that strong data envelopes are obtained from each of the test procedures, correlating various critical microscopic and mechanical output parameters with AAR expansion level. Moreover, such assessments allowed the development of comprehensive quantitative data which enables a better understanding/prediction of the material's properties degradation as a function of AAR development.
Cement and Concrete Research
This paper presents the results of the condition assessment of twenty concrete mixtures incorpora... more This paper presents the results of the condition assessment of twenty concrete mixtures incorporating ten different reactive aggregates through the Damage Rating Index (DRI), a microscopic and semi-quantitative petrographic tool, with the aim of verifying the development of distress due to alkali-aggregate reaction (AAR) as a function of the specimen's expansion (i.e. from 0.05 to 0.30%). The DRI was found to provide a reliable assessment of the degree of damage in the concretes incorporating reactive fine or coarse aggregates. An envelope of DRI damage assessments against the expansion level of the affected materials is proposed. For all alkali–silica reactive aggregates investigated, the progress in counts and proportions of opened cracks in the aggregate particles and in the cement paste, with and without gel, as well as the crack density parameter, were found to be diagnostic petrographic features for quantifying ASR progress. Moreover, a qualitative ASR distress model in co...
ABSTRACT Modeling ASR and the resulting expansions is necessary to obtain relevant predictions of... more ABSTRACT Modeling ASR and the resulting expansions is necessary to obtain relevant predictions of the structural responses of distressed concrete elements. Thus, to be efficient and reliable, models should take into account both chemical and physical ASR aspects. The LMDC developed a chemo–mechanical micromodel which predicts concrete expansions and damages over time. However, the output results of this model were only compared to damaged mortars but never to damaged concrete cast and measured in the laboratory. This paper presents and analyzes the LMDC chemo–mechanical micromodel in regard to experimental evidences. Analyses were carried out on three types of concrete (25, 35 and 45 MPa) incorporating two different highly-reactive aggregates (New Mexico gravel and Texas sand). Both the assumptions and the input/output parameters used/obtained in/from the model are discussed. The results showed that the LMDC modeling is reliable and effective in the ASR expansion/damage predictions.
Shotcrete for Underground Support X, 2006
La fissuration des réparations effectuées sur les ouvrages en béton de ciment est malheureusement... more La fissuration des réparations effectuées sur les ouvrages en béton de ciment est malheureusement trop souvent présente et difficile à prédire. Les problèmes sont en bonne partie attribuables au fait que le retrait du matériau de réparation, phénomène inévitable, est empêché par le substrat. L'objectif de recherche est de développer des matériaux de réparation qui auront une tendance à la fissuration significativement réduite, en adoptant l'approche de la compatibilité volumétrique. Le programme expérimental comporte l'étude d'une gamme de matériaux s'étendant des bétons ordinaires aux BAP, les variables étudiées se voulant principalement les paramètres de composition (ajouts minéraux, chimiques et organiques; granulométrie) et l'effet de la température. Le première phase a consisté en une caractérisation préliminaire des propriétés dont dépend la compatibilité volumétrique (module d'élasticité, retrait, fluage), ceci en vue d'effectuer un tri et de resserrer l'étude sur les matériaux/paramètres les plus porteurs (leviers permettant d'optimiser la déformabilité des matériaux). Dans la seconde phase, actuellement en cours, l'étude de la compatibilité est approfondie pour certains matériaux/paramètres sélectionnés en vue d'établir, au moyen d'essais dits de comportement, la corrélation entre les propriétés des matériaux et l'occurrence de la fissuration en situation de retrait empêché.
13e Colloque sur la …, 2006
Page 1. État des connaissances dans le béton projeté par voie humide Dennis Burns, Marc Jolin, Fr... more Page 1. État des connaissances dans le béton projeté par voie humide Dennis Burns, Marc Jolin, Frédéric Gagnon, Frédéric Chapdelaine Département de génie civil Université Laval Québec (Québec) Canada, G1K 7P4 Téléphone ...
mtq.gouv.qc.ca
La corrosion des barres d'armature est la première cause des interventions de remise en état sur ... more La corrosion des barres d'armature est la première cause des interventions de remise en état sur les ouvrages en béton armé. Dans le domaine des ouvrages d'art routiers, cette corrosion est initiée dans la majorité des cas par la présence de chlorures provenant des produits salants utilisés pour déneiger les routes en hiver. Alors que le phénomène de corrosion en présence d'ions chlorures est relativement bien connu, l'effet du microclimat et l'importance de l'exposition d'un élément en béton armé sur le transport des ions chlorures à travers le béton d'enrobage ne sont pas encore bien compris et modélisés. Plusieurs modèles permettent aujourd'hui de décrire l'évolution physico-chimique d'agents agressifs dans le béton armé et leur interaction avec l'eau et la température, et donc de prédire l'évolution des détériorations. L'aspect non déterministe de la problématique de la corrosion peut également être pris en considération dans ces modèles complexes et donner une idée sur l'incertitude d'apparition de dégâts structuraux. Cette évaluation plus fine des risques de détérioration par corrosion permet de constituer une base objective de dimensionnement à la corrosion, de discussion et de concertation entre maîtres d'oeuvre et spécialistes de la maintenance des ouvrages.
Elements of a System, 2010
Elements of a System, 2010
Shotcrete for Underground Support X, 2006
The Open Acoustics Journal, 2008
The performance of vibration-based damage identification techniques for current condition evaluat... more The performance of vibration-based damage identification techniques for current condition evaluation of existing bridges is studied through their application to dynamic response of an existing concrete bridge. First, in situ dynamic tests were performed and modal parameters (mode shapes and frequencies) were identified. As previous sets of in situ dynamic parameters were not available, the reference dynamic parameters were obtained from a finite element model of the bridge. Comparing modal parameters of the finite element bridge model and the in situ experimental results through damage identification techniques, the bridge current condition was examined. That evaluation results showed that techniques like strain energy and flexibility curvature present promising results for current condition evaluation of existing bridges.
2nd International RILEM Workshop on Life Prediction and Aging Management of Concrete Structures, 2003
La réparation et le renforcement des structures existantes en béton comptent parmi les plus impor... more La réparation et le renforcement des structures existantes en béton comptent parmi les plus importants défis auxquels les ingénieurs civils sont confrontés aujourd'hui et qu'ils devront relever dans les années à venir. Les préoccupations actuelles concernant le développement durable favorisent la réfection au détriment de la construction neuve et ne peuvent que renforcer cette tendance. Des efforts concertés de la part des scientifiques et ingénieurs sont encore nécessaires afin d'améliorer la conception des réparations en béton et d'en assurer la qualité et la fiabilité attendues. L'un des aspects essentiels de la durabilité des réparations en béton et des revêtements ou traitements de surface est la qualité de l'adhérence entre le matériau de réparation et le béton existant. Le présent article résume les principales conclusions de travaux réalisés en collaboration en vue d'identifier les facteurs influençant l'adhérence des réparations (la rugosité,...
Early Age Cracking in Cementitious Systems - Report of RILEM Technical Committee 181-EAS - Early age shrinkage induced stresses and cracking in cementitious systems
La réparation et le renforcement des structures existantes en béton comptent parmi les plus impor... more La réparation et le renforcement des structures existantes en béton comptent parmi les plus importants défis auxquels les ingénieurs civils sont confrontés aujourd'hui et qu'ils devront relever dans les années à venir. Les préoccupations actuelles concernant le développement durable favorisent la réfection au détriment de la construction neuve et ne peuvent que renforcer cette tendance. Des efforts concertés de la part des scientifiques et ingénieurs sont encore nécessaires afin d'améliorer la conception des réparations en béton et d'en assurer la qualité et la fiabilité attendues. L'un des aspects essentiels de la durabilité des réparations en béton et des revêtements ou traitements de surface est la qualité de l'adhérence entre le matériau de réparation et le béton existant. Le présent article résume les principales conclusions de travaux réalisés en collaboration en vue d'identifier les facteurs influençant l'adhérence des réparations (la rugosité, le degré de saturation et la carbonatation du substrat) et l'évaluation de celle-ci en conditions in situ (type de chargement, alignement de l'appareil). Sur la base des résultats recueillis, des recommandations concernant la préparation de la surface avant réparation ont été émises dans un guide du USBR aux États-Unis.
In underground excavation projects using drill and blast methods or tunnel boring machine (TBM), ... more In underground excavation projects using drill and blast methods or tunnel boring machine (TBM), the installation of ground support has become one of the longest components of the development cycle. In many applications, fiber reinforced shotcrete has been used successfully for several decades as temporary or permanent ground surface support. For priority headings and critical permanent underground infrastructures, the reduction of the time required to spray and cure fiber reinforced shotcrete before re-entry is critical to increase the development rate. In addition, from an environmental, logistical and economic viewpoint, minimizing the amount of material to produce, transport and handle from the surface has become critical as well. In this context, this paper discusses the development of an engineered shotcrete providing rapid strength and toughness development to allow fast reentry and enhanced energy absorption capacity. Working on cement chemistry, fiber selection and dosage, ...
Revista IBRACON de Estruturas e Materiais
Técnicas para a avaliação da deterioração proveniente da reação álcali-agregado (RAA) gerada pela... more Técnicas para a avaliação da deterioração proveniente da reação álcali-agregado (RAA) gerada pela presença de agregados reativos graúdos e miúdos
Construction and Building Materials
Abstract The Stiffness Damage Test (SDT) is an interesting tool for assessing damage in concrete ... more Abstract The Stiffness Damage Test (SDT) is an interesting tool for assessing damage in concrete affected by ASR. The use of a fixed loading level for stiffness damage testing, as previously suggested in the literature, limits its ability to reliably appraise the distress level of concrete samples, especially when different concrete strengths and aggregate types are used. Moreover, the test input and output parameters should be properly interpreted so that the SDT becomes a powerful diagnostic procedure. This paper presents an evaluation of the practical use of the SDT in engineering purposes. Results show that the use of output indices, i.e. SDI and PDI, instead of absolute output values, makes the procedure more diagnostic (i.e. ≠ distress degrees can be easier distinguished) and less influenced by practical assumptions (e.g. choice of the loading level for stiffness damage testing). Based on the prior results, a step-by-step standard test procedure is proposed aiming to minimize the test variability.
Cement and Concrete Research
It has been suggested that the Stiffness Damage Test (SDT) and the Damage Rating Index (DRI), mec... more It has been suggested that the Stiffness Damage Test (SDT) and the Damage Rating Index (DRI), mechanical and microscopic tools respectively, can reliably assess the condition of concrete affected by Alkali-Aggregate Reaction (AAR). However, a multi-level characterization of AAR damage through the coupling of the prior tools has never been evaluated so far. This paper presents the overall assessment of twenty concrete mixtures presenting different strengths and incorporating a wide range of aggregate types/natures. Evaluations on both AAR crack development and its influence on the mechanical properties of affected concrete are performed over a multi-level point of view. Results show that strong data envelopes are obtained from each of the test procedures, correlating various critical microscopic and mechanical output parameters with AAR expansion level. Moreover, such assessments allowed the development of comprehensive quantitative data which enables a better understanding/prediction of the material's properties degradation as a function of AAR development.
Cement and Concrete Research
This paper presents the results of the condition assessment of twenty concrete mixtures incorpora... more This paper presents the results of the condition assessment of twenty concrete mixtures incorporating ten different reactive aggregates through the Damage Rating Index (DRI), a microscopic and semi-quantitative petrographic tool, with the aim of verifying the development of distress due to alkali-aggregate reaction (AAR) as a function of the specimen's expansion (i.e. from 0.05 to 0.30%). The DRI was found to provide a reliable assessment of the degree of damage in the concretes incorporating reactive fine or coarse aggregates. An envelope of DRI damage assessments against the expansion level of the affected materials is proposed. For all alkali–silica reactive aggregates investigated, the progress in counts and proportions of opened cracks in the aggregate particles and in the cement paste, with and without gel, as well as the crack density parameter, were found to be diagnostic petrographic features for quantifying ASR progress. Moreover, a qualitative ASR distress model in co...
ABSTRACT Modeling ASR and the resulting expansions is necessary to obtain relevant predictions of... more ABSTRACT Modeling ASR and the resulting expansions is necessary to obtain relevant predictions of the structural responses of distressed concrete elements. Thus, to be efficient and reliable, models should take into account both chemical and physical ASR aspects. The LMDC developed a chemo–mechanical micromodel which predicts concrete expansions and damages over time. However, the output results of this model were only compared to damaged mortars but never to damaged concrete cast and measured in the laboratory. This paper presents and analyzes the LMDC chemo–mechanical micromodel in regard to experimental evidences. Analyses were carried out on three types of concrete (25, 35 and 45 MPa) incorporating two different highly-reactive aggregates (New Mexico gravel and Texas sand). Both the assumptions and the input/output parameters used/obtained in/from the model are discussed. The results showed that the LMDC modeling is reliable and effective in the ASR expansion/damage predictions.
Shotcrete for Underground Support X, 2006
La fissuration des réparations effectuées sur les ouvrages en béton de ciment est malheureusement... more La fissuration des réparations effectuées sur les ouvrages en béton de ciment est malheureusement trop souvent présente et difficile à prédire. Les problèmes sont en bonne partie attribuables au fait que le retrait du matériau de réparation, phénomène inévitable, est empêché par le substrat. L'objectif de recherche est de développer des matériaux de réparation qui auront une tendance à la fissuration significativement réduite, en adoptant l'approche de la compatibilité volumétrique. Le programme expérimental comporte l'étude d'une gamme de matériaux s'étendant des bétons ordinaires aux BAP, les variables étudiées se voulant principalement les paramètres de composition (ajouts minéraux, chimiques et organiques; granulométrie) et l'effet de la température. Le première phase a consisté en une caractérisation préliminaire des propriétés dont dépend la compatibilité volumétrique (module d'élasticité, retrait, fluage), ceci en vue d'effectuer un tri et de resserrer l'étude sur les matériaux/paramètres les plus porteurs (leviers permettant d'optimiser la déformabilité des matériaux). Dans la seconde phase, actuellement en cours, l'étude de la compatibilité est approfondie pour certains matériaux/paramètres sélectionnés en vue d'établir, au moyen d'essais dits de comportement, la corrélation entre les propriétés des matériaux et l'occurrence de la fissuration en situation de retrait empêché.
13e Colloque sur la …, 2006
Page 1. État des connaissances dans le béton projeté par voie humide Dennis Burns, Marc Jolin, Fr... more Page 1. État des connaissances dans le béton projeté par voie humide Dennis Burns, Marc Jolin, Frédéric Gagnon, Frédéric Chapdelaine Département de génie civil Université Laval Québec (Québec) Canada, G1K 7P4 Téléphone ...
mtq.gouv.qc.ca
La corrosion des barres d'armature est la première cause des interventions de remise en état sur ... more La corrosion des barres d'armature est la première cause des interventions de remise en état sur les ouvrages en béton armé. Dans le domaine des ouvrages d'art routiers, cette corrosion est initiée dans la majorité des cas par la présence de chlorures provenant des produits salants utilisés pour déneiger les routes en hiver. Alors que le phénomène de corrosion en présence d'ions chlorures est relativement bien connu, l'effet du microclimat et l'importance de l'exposition d'un élément en béton armé sur le transport des ions chlorures à travers le béton d'enrobage ne sont pas encore bien compris et modélisés. Plusieurs modèles permettent aujourd'hui de décrire l'évolution physico-chimique d'agents agressifs dans le béton armé et leur interaction avec l'eau et la température, et donc de prédire l'évolution des détériorations. L'aspect non déterministe de la problématique de la corrosion peut également être pris en considération dans ces modèles complexes et donner une idée sur l'incertitude d'apparition de dégâts structuraux. Cette évaluation plus fine des risques de détérioration par corrosion permet de constituer une base objective de dimensionnement à la corrosion, de discussion et de concertation entre maîtres d'oeuvre et spécialistes de la maintenance des ouvrages.
Elements of a System, 2010
Elements of a System, 2010
Shotcrete for Underground Support X, 2006
The Open Acoustics Journal, 2008
The performance of vibration-based damage identification techniques for current condition evaluat... more The performance of vibration-based damage identification techniques for current condition evaluation of existing bridges is studied through their application to dynamic response of an existing concrete bridge. First, in situ dynamic tests were performed and modal parameters (mode shapes and frequencies) were identified. As previous sets of in situ dynamic parameters were not available, the reference dynamic parameters were obtained from a finite element model of the bridge. Comparing modal parameters of the finite element bridge model and the in situ experimental results through damage identification techniques, the bridge current condition was examined. That evaluation results showed that techniques like strain energy and flexibility curvature present promising results for current condition evaluation of existing bridges.
2nd International RILEM Workshop on Life Prediction and Aging Management of Concrete Structures, 2003