Badania i analiza mechanizmu zapobiegającego odpryskom w betonie o wysokiej wytrzymałości za pomocą włókien polipropylenowych

Li, M.; Wu, Z.; Sun, W.; Qian, C.

Artykuł - szczegóły

Tytuł artykułu

Badania i analiza mechanizmu zapobiegającego odpryskom w betonie o wysokiej wytrzymałości za pomocą włókien polipropylenowych

Autorzy

Li M. , Wu Z. , Sun W. , Qian C.

Wybrane pełne teksty z tego czasopisma

http://www.cementwapnobeton.pl/

Identyfikatory

Warianty tytułu

Experimental study and mechanism analysis of restraining spalling of high strength concrete with polypropylene micro-fibers

Języki publikacji

Abstrakty

Jak wiadomo mikrowłókna polipropylenowe (PP) zapobiegają powstawaniu odprysków w betonach o wysokiej wytrzymałości (BWW) poddanych działaniu wysokiej temperatury. W pracy przedstawiono doświadczenia obejmujące obserwacje mikrostruktury, pomiary wytrzymałości i współczynnika przepuszczalności BWW z dodatkiem włókien polipropylenowych. Przeprowadzono także obliczenia ciśnienia pary wodnej i analizę przebiegu pola tego ciśnienia w betonie poddanego działaniu wysokiej temperatury. Wykazano, że pole ciśnienia pary występuje w betonie w wysokiej temperaturze. Ciśnienie pary zmienia się z temperaturą, położeniem w betonie i czasem, co prowadzi do utworzenia szczytowego ciśnienia w betonie. W BWW poddanym działaniu wysokiej temperatury powstają mikro-kanaliki w miejscach zajmowanych poprzednio przez włókna PP. Powoduje to wzrost porowatości i współczynnika przepuszczalności betonu co zmniejsza ciśnienie pary wodnej i zakres odprysków.

It is known that polypropylene (PP) micro-fibres can restrain the spalling of high strength concrete (HSC) exposed to high temperatures. In the paper an experimental study embracing micro-structural analysis, as well as test strength and permeability coefficient measurements of HSC mixed with PP micro-fibers are presented. Moreover, the calculation of water vapour pressure and an analysis of the pressure field in concrete under high temperature are performed. It was shown that a vapour pressure field exists in concrete exposed to high temperature. The vapour pressure is changing with temperature, position and time and a peak pressure of vapour is formed in concrete. In HSC exposed to high temperature micro-channels are formed in the places previously occupied by PP micro-fibers. As the result pore volume and water permeability coefficient of concrete is increased, thereby releasing the water vapour pressure and reducing the degree of spalling.

Słowa kluczowe

beton wysokiej wytrzymałości pożar oddziaływanie termiczne odprysk badanie mechanizmu zbrojenie rozproszone włókno polipropylenowe

high strength concrete fire thermal impact restraining spalling fibre reinforcement polypropylene fibre

Wydawca

Fundacja Cement, Wapno, Beton

Czasopismo

Cement Wapno Beton

Rocznik

2011

Tom

R. 16/78, nr 3

Strony

129--138

Opis fizyczny

Bibliogr. 21 poz., il.

Twórcy

autor

Li M.

autor

Wu Z.

autor

Sun W.

autor

Qian C.

Jiangsu Key Laboratory of Construction Materials, Southeast University, Nanjing, China

Bibliografia

1. A. Bilodeau, V. K. R. Kodur, G. C. Hoff, "Optimization of the type and amount of polypropylene fibres for preventing the spalling of lightweight concrete subjected to hydrocarbon fire", Cem. Concr. Compos., 26 (2), 163-174(2004).
2. M. Yabuki, MAE-W. Ahmed, T. Ayano, et al., "Fire resistance of polypropylene fiber reinforce concrete", J. Soc. Mater. Sci.,51(10), 1123-1128 (In Japanese) (2002).
3. A. Noumowe, "Mechanical properties and microstructure of high strength concrete containing polypropylene fibres exposed to temperatures up to 200°C", Cem. Concr. Compos. 35 (11), 2192-2198 (2005).
4. B. F. Johannesson, Prestudy on diffusion and transient condensation of water vapor in cement mortar, Cem. Concr. Res., 32, 955-962 (2002).
5. Cheon-Goo Han, Yin-Seong Hwang, Seong-Hwan Yang and N. Gowripalan, "Performance of spalling resistance of high performance concrete with polypropylene fiber contents and lateral confinement", Cem. Concr. Res., 35 (9), 1747-1753 (2005).
6. D. Gawin, F. Pesavento, etal., "Modelling of hygro-thermal behaviour of concrete at high temperature with thermo-chemical and mechanical material degradation", Comput. Method Appl. M., 192 (13), 1731-1771 (2003).
7. D. Gawin, F. Pesavento, B. A. Schrefler, "Towards prediction of the thermal spalling risk through a multi- phase porous media model of concrete", Comput. Methods Appl. Mech. Eng., 195 (41), 5707-5729 (2006).
8. D. Laverty, A. Nadjai, etal., "Modeling of Thermo-Structural Response of Concrete Masonry Walls Subjected to Fire", J. Appl. Fire Sci., 10(1), 3-19 (2000).
9. F. Hernández-Olivaresa, G. Barluengab, "Fire performance of recycled rubber-filled high-strength concrete". Cem. Concr. Res., 34 (1), 109-117 (2004).
10. F. Vodák, R. Černý, et al., "Thermophysical properties of concrete for nuclear-safety related structures", Cem. Concr. Res., 27, 415-426 (1997).
11. G. H. A. van der Heijden, R. M. W. van Bijnen, L. Pel, H. R Huinink "Moisture transport in heated concrete, as studied by N M R, and its consequences for fire spalling", Cem. Concr. Res., 37 (6), 894-901 (2007).
12. Gamal N. Ahmed, James P. Hurst, "Modeling Pore Pressure, Moisture, and Temperature in High-Strength Concrete Columns Exposed to Fire", Fire. Tech., 35(3), 232-262 (1999).
13. l. Hager, P. Pimenta, "Effect of polypropylene fibres on mechanical properties of HPC at high temperature", Cement Wapno Beton,70, 263-266 (2003).
14. K. D. Hertz, "Limits of spalling of fire-exposed concrete", Fire. Saf. J., 38(2), 103-116(2003).
15. K. D. Hertz, L. S. Sörensen, "Test method for spalling of fire exposed concrete", Fire. Saf. J., 40(5), 466-476 (2005).
16. Min Li, Chunxiang Qian, Wei Sun, "Mechanical properties of high-strength concrete after fire", Cem. Concr. Res., 34, 1001-1005 (2004).
17. Pierre-C. Aïtcin, High Performance Concrete, E &FN Spon, London 1998.
18. Pierre Kalifa, Gregoire Chene, Christophe Galle, "High-temperature behavior of HPC with polypropylene fibres from spalling to microstructure", Cem. Concr. Res., 31 (10), 1487-1499 (2001).
19. L. Powers-Couche, Fire damaged concrete-up close, Concrete Repair Digest, 1,241-8(1992).
20. R. Černý, J. Drchalová, "Measuring the moisture diffusivity of board materials", Proc. of the CIB W40 Meeting, University of Porto, 147-156 (1995).
21. Rami H. Haddad, Linda G. Shannis, "Post-fire behavior of bond between high strength pozzolanic concrete and reinforcing steel", Constr. Build. Mater., 18, 425-435 (2004).

Typ dokumentu

Bibliografia

Identyfikator YADDA

bwmeta1.element.baztech-article-BTB2-0072-0044