Studium przypadku wzrostu właściwości mechanicznych betonu w oparciu o pomiary temperatury

• Autorzy: Zych M.

Warianty tytułu

EN

Case study of concrete mechanical properties development based on heat temperature measurements

• Języki publikacji: PL EN

Abstrakty

PL

W pracy przeprowadzono pomiary temperatury betonu i jej wpływu na zwiększanie właściwości mechanicznych dwóch różnych betonów, w procesie dojrzewania. Przygotowano stanowisko badawcze pozwalające na mierzenie zmian temperatury występujących w rdzeniu betonowych elementów masywnych. Na tej podstawie określono ilość wydzielonego ciepła przez cementy, zarówno w warunkach semi-adiabatycznych jak i adiabatycznych. Dane te pozwolą na dokładniejsze analizy konstrukcji masywnych, narażonych na zarysowanie termiczne, w okresie dojrzewania betonu. Wyniki zweryfikowano za pomocą metody elementów skończonych, uzyskując dobrą zgodność z wynikami badań. Właściwości mechaniczne betonu, w zależności od zmian temperatury, opisano wzorem Byforsa, stwierdzając równocześnie, że współczynniki w tym wzorze różnią się bardzo znacznie w przypadku betonu klas C20/25 i C30/37. Stosowanie tego wzoru wymaga więc uwzględnienia składu betonu, a przede wszystkim rodzaju stosowanego cementu.

EN

In the work the change of concrete temperature and its influence on the increase of mechanical properties of two types of concrete was examined. The special stand was constructed which gives the possibility of temperature measurement, in core of concrete massive elements and on their surface. On this basis the heat of cements hydration, in semi-adiabatic and adiabatic conditions was determined. These results will give the possibility of more precise analysis of massive concrete construction, particularly the evaluation of cracks formation due to temperature gradient, in the period of cement hydration. The results were verified applying the method of finished elements, which are showing the good correlation with the experimental data. The concrete mechanical properties were defined, as a function of temperature, with Byfors formula and it was simultaneously found that the formula coefficients have different values in the case of concrete classes 20/25 and 30/37. Thus this formula applying needs to take into account the concrete composition, chiefly the type of cement used.

Słowa kluczowe

PL

beton; twardnienie; wytrzymałość mechaniczna; rozwój wytrzymałości; stopień hydratacji; wpływ temperatury

EN

concrete; hardening; mechanical strength; strength development; hydration degree; temperature influence

• Wydawca: Fundacja Cement, Wapno, Beton
• Czasopismo: Cement Wapno Beton
• Rocznik: 2015
• Tom: R. 20/82, nr 6
• Strony: 383--392
• Opis fizyczny: Bibliogr. 31 poz., il., tab.

Twórcy

autor

Zych M.

• Politechnika Krakowska, Kraków

Bibliografia

• 1. Volume Changes of Hardening Concrete: Testing and Mitigation, Proc. of Rilem International Conference, ed. O. M. Jensen, P. Lura, K. Kovler, Denmark 2006.
• 2. S. Peukert, Cementy powszechnego użytku i specjalne, Polski Cement, Kraków 2000.
• 3. W. Kurdowski, Chemia cementu i betonu, Polski Cement, Wydawnictwo Naukowe PWN, Kraków 2010.
• 4. H. G. W. Taylor, Cement chemistry, Academic Press, London 1990.
• 5. A. Nonat, A. Ch. Courault, D. Damidot, Nowy model opisujący zmiany stosunku Ca/Si w C-S-H ze zmianami stężenia CaO w roztworze. Cement-Wapno-Beton, 68, 184-191 (2001).
• 6. S. Diamond w Hydraulic Cement Pastes: their structure and properties, Proc. of Conf. at University of Sheffield, April 1976, s. 2, Cement and Concrete Ass., Wexham Springs 1976.
• 7. A. Brooks, A. Schindler, R. W. Barnes, Maturity Method Evaluated for Various Cementitious Materials, J. Mater. Civ. Eng., 19, 12, 1017–1025 (2007).
• 8. B. Klemczak, Modelowanie efektów termiczno-wilgotnościowych i mechanicznych w betonach konstrukcji masywnych, Praca habilitacyjna, s. 232, Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice 2008.
• 9. A. Seruga, M. Zych, Research on Thermal Cracking of a Rectangular RC Tank Wall under Construction. I: Case Study. J. Perform. Constr. Facil., 10.1061/(ASCE)CF.1943-5509.0000704, 04014198. Online Publication: 9 Dec 2014.
• 10. M. Zych, Research on Thermal Cracking of a Rectangular RC Tank Wall under Construction. II: Comparison with Numerical Model. J. Perform. Constr. Facil. , 10.1061/(ASCE)CF.1943-5509.0000703, 04014199. Online Publication : 9 Dec 2014.
• 11. ACI Committee 207, Effect of Restraint, Volume Change, and Reinforcement on Cracking of Mass Concrete, ACI 207.2R-95, 1995.
• 12. ACI Committee 207, Report on Thermal and Volume Change Effects on Cracking of Mass Concrete, ACI 207.2R-07, 2007.
• 13. A. Gutsch, Stoffeigenschaften jungen Betons – Versuche und Modelle, DAfStb, H. 495, Beuth Verlage, Berlin 1999.
• 14. W. Nocuń-Wczelik, B. Trybalska, Wpływ wybranych domieszek chemicznych na szybkość hydratacji i mikrostrukturę zaczynu cementowego, Cement-Wapno-Beton, 4, 284-289 (2007).
• 15. W. Kurdowski, informacja ustna.
• 16. W. Zielenkiewicz, E. Utzig, Wyznaczenie ciepła hydratacji cementu metoda semi-adiabatyczna według normy europejskiej PN-EN 196-9, Cement-Wapno-Beton, 73, 202-208 (2006).
• 17. Prevention of Thermal Cracking in Concrete at Early Ages, Proc. Rilem Rap ort 15, “ed. R. Springenschmid, London 1998.
• 18. A. G. A. Saul, Principles Underlaying the Steam Curing of Concrete at Atmospheric Pressure, Mag. Concr. Res., 2, 6, 127-140 (1951).
• 19. E. Rastrup, M. G. Handcock, Heat of hydration in concrete, Mag. Concr. Res, 7,20, 103 (1955).
• 20. A. Bielański, Podstawy chemii nieorganicznej, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2010.
• 21. S. Arrhenius, On the Reaction Velocity if the Inversion of Cane Sugar by Acids, Zeitschrift für Physikalische Chemie, Nr. 4, 1889, 226-232 (1967).
• 22. ACI Committee 116R, Cement and Concrete Terminology, Detroit 1990.
• 23. M. Emborg, Development of Mechanical Behavior at Early Age,pp. 76-148, Proc. of Rilem Raport 15, ed. R. Springenschmid, London 1998.
• 24. ACI Committee 227, Control of Cracking in Concrete Structures (ACI 224R-01), 2001.
• 25. Thermal Cracking in Concrete at Early Ages, Proc. of Rilem Raport, ed. R. Springenschmid, Munich 1994.
• 26. K. Flaga, Wpływ ciepła hydratacji cementu na możliwość zarysowania konstrukcji żelbetowych o rozwiniętym przekroju poprzecznym, Inżynieria i Budownictwo, 54, 5, 243-245 (1998).
• 27. A. M. Neville, Właściwości betonu, Polski Cement, Kraków 2000.
• 28. M. E. FitzGibbon, Large pours for reinforced concrete structures, Concrete , nr 3, p. 41 (1976).
• 29. W. Kiernożycki, Betonowe konstrukcje masywne, Polski Cement, Kraków 2003.
• 30. H. Trinhztfy, J. Jogendijk, Temperature development in concrete structures taking account of state dependent properties. Proc. of Rilem International Conference on Concrete at Early Ages, vol. II, 211-218, Paris 1982.
• 31. J. Byfors, Plain Concrete at Early Ages. Research 3:80, Swedish Cement and Concrete Research Institute, Cement och Betong Institutet (CBI), Stockholm, Sweden 1980.