Підвищення тріщиностійкості високоміцних бетонів, здатних до самоущільнення

Автор(и)

  • Вячеслав Васильович Троян Київський національний університет будівництва і архітектури, Україна https://orcid.org/0000-0002-0362-7541
  • Богдан Петрович Кіндрась Акціонерне товариство «Дарницький завод залізобетонних конструкцій», Україна https://orcid.org/0000-0001-5777-4590

DOI:

https://doi.org/10.15587/2706-5448.2021.225500

Ключові слова:

високоміцний бетон, бетон здатний до самоущільнення, тріщиностійкість бетону, модуль пружності, коефіцієнт інтенсивності напружень

Анотація

Об'єктом дослідження є високоміцний бетон, здатний до самоущільнення, що не потребує додаткової вібрації при укладанні. Одним з найбільш проблемних питань високоміцних бетонів, здатних до самоущільнення є підвищене тріщиноутворення, пов’язане з більшими усадочними деформаціями таких бетонів та їх крихким руйнуванням.

Встановлено зменшення усадочних деформацій бетону при заміні частини цементу мінеральними добавками. Такий ефект пояснюється зменшенням вмісту цементу і, відповідно, зменшенням хімічної складової аутогенної усадки бетону, та посиленням адсорбційного зв’язування капілярної вологи мінеральними добавками, що зменшує фізичну складову усадки бетону внаслідок висихання. При цьому тип та дисперсність використаної мінеральної добавки можуть впливати на усадочні деформації бетону. Істотне зменшення усадочних деформацій при використанні метакаоліну пояснюється збільшенням кількості новоутвореного еттрингіту внаслідок реагування активного Al2O3 метакаоліну з двохводним гіпсом цементу. Встановлено, що заміна цементу 10 % мінеральних добавок призводить до зниження значення критичного коефіцієнта інтенсивності напружень (КІН), що компенсується зниженням крихкості руйнування бетону (збільшенням ділянки мікропластичних деформацій). В той же час, вид використаної мінеральної добавки не впливає на значення критичного КІН, але істотно впливає на крихкість руйнування зразків бетону. Введення 10 % мінеральних добавок (на заміну цементу) позитивно позначалося на збереженості рухомості бетонних сумішей, здатних до самоущільнення, найкращі результати за цим критерієм спостерігались при використанні мікрокремнезему, золи винесення та вапнякового борошна. Всі мінеральні модифікатори, крім мікрокремнезему, призводили до зниження міцності високоміцних бетонів на стиск на всіх термінах тверднення. У випадку міцності бетону на розтяг при згині та розколюванні, при введенні мікрокремнезему, метакаоліну та золи винесення спостерігався позитивний ефект, порівняно з базовим складом без добавок.

Комплексне врахування одержаних результатів дозволить обґрунтовано підходити до проектування високоміцних бетонів, здатних до самоущільнення підвищеної тріщиностійкості.

Біографії авторів

Вячеслав Васильович Троян , Київський національний університет будівництва і архітектури

Доктор технічних наук, професор

Кафедра технології будівельних конструкцій і виробів

Богдан Петрович Кіндрась , Акціонерне товариство «Дарницький завод залізобетонних конструкцій»

Головний технолог

Посилання

  1. Maia, L., Figueiras, H., Nunes, S., Azenha, M., Figueiras, J. (2012). Influence of shrinkage reducing admixtures on distinct SCC mix compositions. Construction and Building Materials, 35, 304–312. doi: http://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2012.02.033
  2. Turcry, P., Loukili, A., Haidar, K., Pijaudier-Cabot, G., Belarbi, A. (2006). Cracking Tendency of Self-Compacting Concrete Subjected to Restrained Shrinkage: Experimental Study and Modeling. Journal of Materials in Civil Engineering, 18 (1), 46–54. doi: http://doi.org/10.1061/(asce)0899-1561(2006)18:1(46)
  3. Rozière, E., Granger, S., Turcry, P., Loukili, A. (2007). Influence of paste volume on shrinkage cracking and fracture properties of self-compacting concrete. Cement and Concrete Composites, 29 (8), 626–636. doi: http://doi.org/10.1016/j.cemconcomp.2007.03.010
  4. Alrifai, A., Aggoun, S., Kadri, A., Kenai, S., Kadri, E. (2013). Paste and mortar studies on the influence of mix design parameters on autogenous shrinkage of self-compacting concrete. Construction and Building Materials, 47, 969–976. doi: http://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2013.05.024
  5. Leemann, A., Nygaard, P., Lura, P. (2014). Impact of admixtures on the plastic shrinkage cracking of self-compacting concrete. Cement and Concrete Composites, 46, 1–7. doi: http://doi.org/10.1016/j.cemconcomp.2013.11.002
  6. Klug, Y., Holschemacher, K. (2003). Comparison of the hardened properties of self-compacting and normal vibrated concrete. Proc. 3rd Int. RILEM Symp. on Self-Compacting Concrete. Reykjavik, 596–605.
  7. Weiss, J., Berke, N. (2002). Shrinkage reducing admixtures in early age cracking in cementitious systems. Report of RILEM Technical Committee 181-EAS. Early ageshrinkage induced stresses and cracking in cementitious systems. RILEM Publications SARL, 350.
  8. Oliveira, M. J., Ribeiro, A. B., Branco, F. G. (2015). Curing effect in the shrinkage of a lower strength self-compacting concrete. Construction and Building Materials, 93, 1206–1215. doi: http://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2015.04.035
  9. Lomboy, G., Wang, K., Ouyang, C. (2011). Shrinkage and Fracture Properties of Semiflowable Self-Consolidating Concrete. Journal of Materials in Civil Engineering, 23 (11), 1514–1524. doi: http://doi.org/10.1061/(asce)mt.1943-5533.0000249
  10. Collepardi, M., Borsoi, A., Collepardi, S., Ogoumah Olagot, J. J., Troli, R. (2005). Effects of shrinkage reducing admixture in shrinkage compensating concrete under non-wet curing conditions. Cement and Concrete Composites, 27 (6), 704–708. doi: http://doi.org/10.1016/j.cemconcomp.2004.09.020
  11. Corinaldesi, V. (2012). Combined effect of expansive, shrinkage reducing and hydrophobic admixtures for durable self compacting concrete. Construction and Building Materials, 36, 758–764. doi: http://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2012.04.129
  12. Aslani, F., Nejadi, S. (2013). Creep and Shrinkage of Self-Compacting Concrete with and without Fibers. Journal of Advanced Concrete Technology, 11 (10), 251–265. doi: http://doi.org/10.3151/jact.11.251
  13. Apoorva, C., Nitin, A., Divyansh, T., Abhyuday, T. (2016). Analysis of Self-Compacting Concrete Using Hybrid Fibres. International Journal of Trend in Research and Development, 3 (2).
  14. Aslani, F., Nejadi, S. (2012). Shrinkage behavior of self-compacting concrete. Journal of Zhejiang University SCIENCE A, 13 (6), 407–419. doi: http://doi.org/10.1631/jzus.a1100340
  15. Heirman, G., Vandewalle, L., Van Gemert, D.; De Schutter, G., Boel, V. (Eds.) (2007). Influence of Mineral Additions and Chemical Admixtures on Setting and Volumetric Autogenous Shrinkage of SCC Equivalent- Mortars. Proceedings of 5th international RILEM symposium on selfcompacting concrete. RILEM Publications S.A.R.L. Ghent, 553–558.
  16. Lothenbach, B., Le Saout, G., Gallucci, E., Scrivener, K. (2008). Influence of limestone on the hydration of Portland cements. Cement and Concrete Research, 38 (6), 848–860. doi: http://doi.org/10.1016/j.cemconres.2008.01.002
  17. Valcuende, M., Marco, E., Parra, C., Serna, P. (2012). Influence of limestone filler and viscosity-modifying admixture on the shrinkage of self-compacting concrete. Cement and Concrete Research, 42 (4), 583–592. doi: http://doi.org/10.1016/j.cemconres.2012.01.001
  18. Dvorkin, L. Y., Lushnikova, N. V., Runova, R. F., Troian, V. V. (2007). Metakaolin v budivelnykh rozchynakh i betonakh. Kyiv: Vyd-vo KNUBA, 216.
  19. Troyan, V., Sova, N. (2019). Improving the resistance of concrete for sleepers to the formation of delayed and secondary ettringite, the alkali-silica reaction, and electric corrosion. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 6 (6 (102)), 13–19. doi: http://doi.org/10.15587/1729-4061.2019.185613
  20. Shah, S. P., Ouyang, C., Marikunte, S., Yang, W., Becq-Giraudon, E. (1998). A method to predict shrinkage cracking of concrete. ACI Materials Journal, 95 (4), 339–346. doi: http://doi.org/10.14359/9875
  21. Hammer, T. A. (2003). Cracking susceptibility due to volume changes of self-compacting concrete. Proc. 3rd Int. RILEM Symp. on Self- Compacting Concrete. Reykjavik, 553–557.
  22. Carlson, R. W., Reading, T. J. (1988). Model study of shrinkage cracking in concrete building walls. ACI Structural Journal, 85 (4), 395–404. doi: http://doi.org/10.14359/2666
  23. Troian, V. V. (2019). Zabezpechennia trishchynostiikosti betonu masyvnykh sporud. Kyiv: TOV NVP «Interservis», 92.

##submission.downloads##

Опубліковано

2021-02-26

Як цитувати

Троян , В. В., & Кіндрась , Б. П. (2021). Підвищення тріщиностійкості високоміцних бетонів, здатних до самоущільнення. Technology Audit and Production Reserves, 1(1(57), 17–24. https://doi.org/10.15587/2706-5448.2021.225500

Номер

Том 1 № 1(57) (2021): Виробничо-технологічні системи

Розділ

Матеріалознавство: Оригінальне дослідження

Ліцензія

Авторське право (c) 2021 Vyacheslav Troуan, Bogdan Kindras

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.