Запис Детальніше

Вплив підвищених температур на властивості наномодифікованих дисперсно-армованих бетонів

Електронний науковий архів Науково-технічної бібліотеки Національного університету "Львівська політехніка"

Переглянути архів Інформація
 
 
Поле Співвідношення
 
Title Вплив підвищених температур на властивості наномодифікованих дисперсно-армованих бетонів
Influence of elevated temperatures on the performance of nanomodified fiber-reinforced concretes
 
Creator Марущак, У. Д.
Саницький, М. А.
Олевич, Ю. В.
Marushchak, U.
Sanytsky, M.
Olevych, Y.
 
Contributor Національний університет “Львівська політехніка”
Lviv Polytechnic National University
 
Subject бетон
підвищені температури
наномодифікування
дисперсне армування
ультра- та нанодисперсна мінеральна добавка
міцність
concrete
elevated temperature
nanomodification
fiber-reinforcement
ultra- and nanofine mineral additive
strength
666.9.035
666.974.2
 
Description Одним з інноваційних рішень покращення механічних властивостей бетонів в
умовах впливу підвищених температур є використання портландцементних матеріалів,
модифікованих на наномасштабному рівні. Досліджено вплив комплексного наномоди-
фікування полікарбоксилатним суперпластифікатором, ультра- та нанодисперсними
мінеральними добавками, а також дисперсного армування термостійкими базальто-
вими волокнами на властивості бетонів на основі портландцементу, які через 1 та 7 діб
тверднення піддавались дії підвищених температур 200, 400 і 600 °С. Визначено втрату
маси, міцність на згин і стиск, пористість, усадку, водопоглинання бетонів після впливу
підвищеної температури. Показано, що наномодифіковані бетони характеризуються
високою ранньою та стандартною міцністю, підвищеною міцністю після впливу
температур у діапазоні від 105 до 600 °С. Міцність на стиск наномодифікованого бетону
через 1 і 7 діб тверднення в нормальних умовах і витримування при 400 °С зростає до
89,8 та 107,4 МПа відповідно, при цьому аналогічна міцність контрольного бетону
становить відповідно 40,2 та 60,0 МПа. Дисперсне армування термічностійкими
базальтовими волокнами забезпечує додаткове підвищення фізико-механічних
показників наномодифікованого фібробетону.
Exposure to elevated temperatures has detrimental effects on the properties of concretes
based on the Portland cement, leading to irreversible changes, up to total failure. One of
solutions to improve resistance of structures after exposure to high temperatures may be the
use of cement-based materials modified at the nanoscale. The influence of complex
nanomodification with polycarboxylate ether superplasticizer, ultra- and nanofine mineral
additives and volume fiber-reinforcement by thermal stability basalt fibers on the behavior of
Portland cementing materials exposed to elevated temperatures was investigated. After 1 and
7 days of curing period the concrete specimens were exposed to elevated temperatures of 105,
200, 400 and 600 °C typical for fire environment. The mass loss, flexural and compressive
strength, porosity, shrinkage, water adsorption of the specimens exposed to the elevated
temperatures were determined. The nanomodified Portland cementing materials are
characterized by high strength at early and later age, exhibit enhanced stability of mechanical
properties when exposed to temperatures in a range of 105 to 600 °C. The compressive
strength of nanomodified concrete after 1 and 7 days of hardening at normal conditions and
exposed to temperatures from 400 °C is increased to 89.8 and 107.4 MPa respectively. The
adding of thermal stability basalt fibers is provided additional strength increase of
nanomodified fiber-reinforced concrete. The possibility of obtaining nanomodified rapid
hardening Portland cementing materials with high thermal resistance is provided by water
demand reducing, system particle packing optimization, increasing cement matrix density,
stimulating nucleation processes in the intergranular space, acceleration of hydration process
and pozzolanic reaction, three-dimensional reinforcement of structure. Lower water/cement
ratio and higher degree of water binding into hydration products decreases the total porosity,
shrinkage and the rate of shrinkage of the nanomodified fiber-reinforced concrete by
providing the rigidity increasing of the solid matrix to resist deformation.
 
Date 2019-02-18T14:12:53Z
2019-02-18T14:12:53Z
2018-02-26
2018-02-26
 
Type Article
 
Identifier Марущак У. Д. Вплив підвищених температур на властивості наномодифікованих дисперсно-армованих бетонів / У. Д. Марущак, М. А. Саницький, Ю. В. Олевич // Вісник національного університету “Львівська політехніка”. Серія: Теорія і практика будівництва. — Львів : Видавництво Львівської політехніки, 2018. — № 904. — С. 32–38.
http://ena.lp.edu.ua:8080/handle/ntb/44343
Marushchak U. Influence of elevated temperatures on the performance of nanomodified fiber-reinforced concretes / U. Marushchak, M. Sanytsky, Y. Olevych // Visnyk natsionalnoho universytetu "Lvivska politekhnika". Serie: Teoriia i praktyka budivnytstva. — Vydavnytstvo Lvivskoi politekhniky, 2018. — No 904. — P. 32–38.
 
Language uk
 
Relation Вісник національного університету “Львівська політехніка”. Серія: Теорія і практика будівництва, 904, 2018
1. Mechanical properties of concrete at high temperature – review / [M. Qianmin, G. Rongxin, Z. Zhiman at el.] // Construction and Building Materials. – № 93. – 2015. – P. 371–383.
2. Study on the high-temperature behavior and rehydration characteristics of hardened cement paste / [G. Wang, C. Zhang, B. Zhang et al.] // Fire Material. – No. 39. – 2015. – P. 741–750.
3. Sikora P. The influence of nanomaterials on the thermal resistance of cement-based composites – A Review / P. Sikora, M. A. Elrahman, D. Stephan // Nanomaterials. – No. 8. – 2018. – P. 465–498.
4. The effect of elevated temperature on the properties of cement mortars containing nanosilica and heavyweight aggregates / [Horszczaruk E., Sikora P., Cendrowski K., Mijowska E.] // Construction and Building Materials. – No. 137. – 2017. – P. 420–431.
5. Seungmin L. Effects of nanosilica addition on increased thermal stability of cement-based composite / L. Seungmin // ACI Materials Journal. – Vol. 112. – 2015. – Issue 2. – P. 305–316.
6. Високоміцні швидкотверднучі бетони та фібробетони: монографія / [Дворкін Л. Є., Бабич Є. М., Житковський В. В. та ін.]. – Рівне: НУВГП, 2017. – 331 с.
7. Високоміцні самоущільнювальні бетони на основі дисперсно-армованих цементуючих систем / М. А. Саницький, У. Д. Марущак, І. І. Кіракевич, М. С. Стечишин // Будівельні матеріали і вироби. – 2015. – No. 1. – C. 10–14.
8. High-temperature resistance of concretes produced of two different cements / [D. Koňácová, M. Chácová, M. Doloželová et al.] // Cement, vapno, beton. – No. 5. – 2016. – P. 295–309.
9. Maruchchak U. The properties of Rapid hardening fiber-reinforced concretes at elevated temperatures / Maruchchak U., Rusyn B., Olevych Y. // 20. Internationale Baustofftagung, Weimar. (Bundesrepublik Deutschland). – Band 2. – 2018. – P. 905–912.
10. Marushchak U. Effects of elevated temperatures on the properties of nanomodified rapid hardening concretes / Marushchak U., Sanytsky M., Olevych Y. // MATEC Web of Conferences. – Vol. 116. – 2017. – P. 010008.
1. Qianmin M., Rongxin G., Zhiman Z., Zhiwei L., Kecheng H. (2015), Mechanical properties of concrete at high temperature – A review Construction and Building Materials, No. 93, pp. 371–383.
2. Wang G., Zhang C., Zhang B., Shui Z. (2015), Study on the high-temperature behavior and rehydration characteristics of hardened cement paste, Fire Material, No. 39, pp. 741–750.
3. Sikora P., Elrahman M. A., Stephan D. (2018), The influence of nanomaterials on the thermal resistance of cementbased composites–A Review, Nanomaterials, No. 8, pp.465–498.
4. Horszczaruk E., Sikora P., Cendrowski K., Mijowska E. (2017), The effect of elevated temperature on the properties of cement mortars containing nanosilica and heavyweight aggregates, Construction and Building Materials, No. 137, pp. 420–431.
5. Seungmin L. (2015), Effects of nanosilica addition on increased thermal stability of cement-based composite, ACI Materials Journal, Vol. 112, Issue 2, pp. 305–316.
6. Dvorkin L. Y., Babych Y. M., Zhytkovsky V. V., Bordyuzhenko O. M., Filipchuk S. V., Kochkarov D. V., Kovalyk I. V., Kovalchuk T. V., Skrypnyk M. M. (2017) Vysokomitsni shvydkotverdnuchi betony ta fibrobetony. [Highstrength rapid hardening concretes and fiber reinforced concretes]. Rivne, NUVGP, 331 p. (in Ukrainian).
7. Sanytsky M., Marushchak U., Kirakevych I., Stechyshyn M. (2015), Vysokomitsni samoushchilniuvalni betony na osnovi dyspersno-armovanykh cementuuchyh system. [High strength Self-compacting concretes based on the fiber-reinfrorced cementitious systems], Budivelni materialy ta vyroby, No. 1, pp. 10–14. [in Ukraine].
8. Koňácová D., Chácová M., Doloželová M., Scheinherrova L., Vejmelkova E. (2016), Hightemperature resistance of concretes produced of two different cements, Cement, vapno, beton, No. 5, pp. 295–309.
9. Maruchchak U., Rusyn B., Olevych Y. (2018), The properties of Rapid hardening fiberreinforced concretes at elevated temperatures, 20. Internationale Baustofftagung, Weimar, Vol. 2, pp. 905– 912.
10. Marushchak U., Sanytsky M., Olevych Y. (2017), Effects of elevated temperatures on the properties of nanomodified rapid hardening concretes, MATEC Web of Conferences, Vol. 116, p. 010008.
 
Rights © Національний університет „Львівська політехніка“, 2018
© Марущак У. Д., Саницький М. А., Олевич Ю. В., 2018
 
Format 32-38
7
application/pdf
image/png
 
Coverage Львів
 
Publisher Видавництво Львівської політехніки