Ocena schładzania zapraw cementowych narażonych na działanie wysokiej temperatury za pomocą piany gaśniczej

• Autorzy: Dinler Ebru

Identyfikatory

DOI

10.32047/CWB.2022.27.6.5

Warianty tytułu

EN

An evaluation of cooling Portland cement mortars exposed to high temperature, by using firefighting foam

• Języki publikacji: PL EN

Abstrakty

PL

Celem niniejszej pracy było zbadanie efektów szybkiego chłodzenia zapraw z cementu portlandzkiego poddanych działaniu wysokiej temperatury, syntetyczną lekką pianą gaśniczą. W niniejszym badaniu próbki zaprawy z cementu portlandzkiego CEM I 42,5R, piasku Rilem-Cembureau i wody wodociągowej poddano najpierw dojrzewaniu w wodzie przez 28, 90 i 180 dni, a następnie poddano działaniu temperatury odpowiednio 20°C, 150°C, 300°C, 500°C i 700°C przez 3 godziny. Zaprawy cementowe wystawione na działanie wysokiej temperatury schładzano syntetyczną pianą gaśniczą lekką, a następnie oceniano wytrzymałość na zginanie i ściskanie w zależności od czasu hydratacji i temperatury, na której działanie były wystawione. Następnie 180-dniowe zaprawy cementowe wystawione na działanie wysokiej temperatury schładzano różnymi metodami: powietrzem, wodą i pianą. Stwierdzono, że przy zastosowaniu metody chłodzenia powietrzem uzyskano większą wytrzymałość na ściskanie, niż przy chłodzeniu wodą lub pianą. W dalszej kolejności dokonano analizy wytrzymałości na zginanie, wytrzymałości na ściskanie, szybkości przejścia fali ultradźwiękowej oraz procentowego ubytku masy, próbek zapraw otrzymanych w wyniku zastosowania różnych temperatur oraz metod chłodzenia. Stwierdzono, że próbki poddane działaniu temperatury 500°C, chłodzone pianą gaśniczą dały o 9% większą wytrzymałość na ściskanie, w porównaniu do chłodzenia wodą. Uzyskano i przeanalizowano obrazy mikrostruktury 180-dniowych zapraw z cementu portlandzkiego poddanych działaniu temperatury 20°C, 300°C i 700°C, a następnie schładzanych odpowiednio powietrzem, wodą i pianą.

EN

The purpose of this study was to investigate the effects of cooling Portland cement mortars exposed to high temperature, with synthetic high-expansion firefighting foam. In this experimental study, mortar samples produced with Portland cement CEM I 42,5R, Rilem-Cembureau sand and tap water were first subjected to water curing for 28, 90 and 180 days and then exposed to 20°C, 150°C, 300°C, 500°C and 700°C for 3 hours, respectively. Cement mortars exposed to high temperatures were cooled with high expansion firefighting foam and the resulting flexural strength and compressive strengths were evaluated according to hydration period and temperature parameters. Subsequently, 180-day cement mortar samples exposed to high temperature were cooled using air, water, and foam cooling methods. It was determined that the air cooling method resulted in a higher compressive strength than water or foam cooling. The flexural strength, compressive strength, ultrasonic pulse velocity, and mass loss percentage values, obtained by the different cooling methods and exposure temperatures employed, were then analysed. It was determined that samples exposed to 500°C, cooling with firefighting foam, yielded a compressive strength of 9% higher, compared to water cooling. SEM images of 180-day Portland cement mortars exposed to 20°C, 300°C and 700°C and subsequently air, water and foam cooled, respectively, were obtained and analysed.

Słowa kluczowe

PL

zaprawa cementowa; temperatura wysoka; piana lekka; piana gaśnicza; schładzanie

EN

cement mortar; high temperature; high expansion foam; cooling; firefighting foam

• Wydawca: Fundacja Cement, Wapno, Beton
• Czasopismo: Cement Wapno Beton
• Rocznik: 2022
• Tom: R. 27, nr 6
• Strony: 427--437
• Opis fizyczny: Bibliogr. 14 poz., il., tab.

Twórcy

autor

Dinler Ebru

• Sakarya University of Applied Sciences, Graduate Education Institute, Sakarya, Turkey

Bibliografia

• 1. TS EN 1568-2, Fire extinguishing media-foam concentrates part 2: specification for high expansion foam concentrates for surface application to water-immiscible liquids, Turkish Standard Institution, Ankara, Turkey, 2018.
• 2. J. Piasta, Heat deformations of cement paste phases and the microstructure of cement paste. Mater. Struct. 17, 415-420, (1984). https://doi.org/10.1007/BF02473981
• 3. M.S. Akman, Building damages and repair principles. Turkish Chamber of Civil Engineers, Istanbul, Turkey, 2000.
• 4. N. Yuzer, F. Akoz, L. Ozturk, Compressive strength-color change relation in mortars at high temperature. Cem. Concr. Res. 34 (10), 1803-1807, (2004). https://doi.org/10.1016/j.cemconres.2004.01.015
• 5. P.K. Mehta, P.J.M. Monteiro, Concrete: microstructure, properties, and materials. Indian Concrete Institute, Chennai, 1997.
• 6. S. Aydın, B. Baradan, Effect of pumice and fly ash incorporation on high temperature resistance of cement based mortars. Cem. Concr. Res. 37 (10), 988-995, (2007). https://doi.org/10.1016/j.cemconres.2007.02.005
• 7. S. Aydın, Development of a high temperature resistant mortar by using slag and pumice. Fire Sat. J. 43 (8), 610-617, (2008). https://doi.org/10.1016/j.fi resaf.2008.02.001
• 8. N. Khurram, K. Khan, M.U. Saleem, M.N. Amin, U. Akmal, Effect of elevated temperatures on mortar with naturally occurring volcanic ash and its blend with electric arc furnace slag. Adv. Mater. Sci. Eng. 2018, 5324036, (2018). https://doi.org/10.1155/2018/5324036
• 9. Karahan O., Durak U., Ilkentapar S., Atabey I.I., Atis C.D., Resistance of polypropylene fibered mortar to elevated temperature under different cooling regimes, Revista De La Construcción 18, 386-397, (2019). https://doi.org/10.7764/RDLC.18.2.386
• 10. M.M. Shoaib, S.A. Ahmed, M.M. Balaha, Effect of fire and cooling mode on the properties of slag mortars. Cem. Concr. Res. 31 (11), 1533-1538, (2001). https://doi.org/10.1016/S0008-8846(01)00561-0
• 11. M. A. Abd El Aziz, S. Abdelaleem, M. Heikal, Coupled effect of elevated temperature and cooling conditions on the properties of ground clay brick mortars. Slovak J. Civil Eng. 21 (4), 41-50, (2013). https://doi.org/10.2478/sjce-2013-0020.
• 12. TS EN 196-1, Methods of testing cement-part 1: determination of strength, Turkish Standard Institution, Ankara, 2016.
• 13. NFBA 11, Standard for low, medium and high-expansion foam, National Fire Protection Association, USA, 2016.
• 14. TS EN 12504-4, Testing concrete - Part 4: determination of ultrasonic pulse velocity, Turkish Standard Institution, Ankara, 2012.