The influence of selected material and technological factors on mechanical properties and microstructure of reactive powder concrete (RPC)

• Autorzy: Zdeb T. , Śliwiński J.

Warianty tytułu

PL

Wpływ wybranych czynników materiałowych i technologicznych na właściwości mechaniczne i mikrostrukturę betonów z proszków reaktywnych (BPR)

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

The paper deals with the properties and microstructure of Reactive Powder Concrete (RPC), which was developed at Cracow University of Technology. The influence of three different curing conditions: water (W), steam (S) and autoclave (A) and also steel fibres content on selected properties of RPC was analyzed. The composite characterized by w/s ratio equal to 0.20 and silica fume to cement ratio 20%, depending on curing conditions and fibres content, obtained compressive strength was in the range from 200 to 315 MPa, while modulus of elasticity determined during compression was about 50 GPa. During three-point bending test load-deflection curves were registered. Base on aforementioned measurements following parameters were calculated: flexural strength, stress at limit of proportionality (LOP), stress at modulus of rapture (MOR), work of fracture (WF), and toughness indices I5, I10 and I20. Both amount of steel fibres and curing conditions influence the deflection of RPC during bending.

PL

Artykół dotyczy charakterystyki wybranych właściwośći i mikrostruktury Betonów z Proszków Reaktywowanych (BPR), wytworzonych w Politechnice Krakowskiej. Analizie poddano wpływ trzech warunków dojrzewania: dojrzewanie w wodzie (W), naparzanie niskoprężne (S) oraz autoklawizacja (A), a także zawartości włókien stalowych na wybrane właściwości BPR. Kompozyt charakteryzował się stałym współczynnikiem wodno-spoiwowym 0,20 oraz zawartością pyłu krzemionkowego 20% w stosunku do masy cementu. W zależności od warunków dojrzewania i udziału włókien wytrzymałość na ściskanie wahała się w granicach od 200 do 315 MPa, natomiast moduł sprężystości wyznaczany podczas ściskania wynosił około 50 GPa. Podczas trzypunktowego zginania beleczek RPC rejestrowano zależność siła-ugięcie, na podstawie której wyznaczono następujące parametry: wytrzymałość na rozciąganje przy zginanju, wartość naprężenia w punktach LOP i MOR (opis w tekście), energię zniszczenia WF oraz wartości współczynników toughness indices I5, I10 and I20. Zarówno udział włókien stalowych jak i warunki dojrzewania BPR mają wpływ na odkształcalność kompozytu podczas próby zginania.

Słowa kluczowe

EN

reactive powder concrete; ultra high performance cementitious composites; steel fibre; fibres volume ratio; curing conditions; strength; fracture energy; fracture toughness; microstructure

PL

beton reaktywny; kompozyt cementowy ultrawysokowartościowy; włókno stalowe; współczynnik zbrojenia włóknami; warunki dojrzewania; wytrzymałość; eneria pękania; odporność na kruche pękanie; mikrostruktura

• Wydawca: Komitet Inżynierii Lądowej i Wodnej PAN ; Politechnika Warszawska, Wydział Inżynierii Lądowej
• Czasopismo: Archives of Civil Engineering
• Rocznik: 2011
• Tom: Vol. 57, nr 2
• Strony: 227--246
• Opis fizyczny: Bibliogr. 20 poz., il.

Twórcy

autor

Zdeb T.

autor

Śliwiński J.

• Cracow University of Technology, Faculty of Civil Engineering,

Bibliografia

• 1. P. ACKER, M. BEHLOUL, Ductal technology: a large spectrum of properties, a wide range of application, International Symposium on Ultra High Performance Concrete, Kessel Germany, 2004, 11-23.
• 2. ASTM C1018-97 Standard test method for flexural toughness and first-crack strength of fiber-reinforced concrete (using beam with third-point loading), Withdrawn 2006.
• 3. P. BLAIS, M. COUTURE, Precast, prestressed pedestrian bridge - World's first Reactive Powder Concrete Structure, PCI Journal IX-X 1999, 60-71.
• 4. M. CHEREZY, V. MARET, L. FROUIN, Microstructural analisis of RPC (Reactive powder concrete), Cement and Concrete Research 25, 1491-1500, 1995.
• 5. M. CHEREZY, V. MARET, L. FROUIN, Microstructural analysis of RPC (Reactive powder concrete), Cement and Concrete Research, 25, 1491-1500, 1995.
• 6. S. COLLEPARDI, L. COPPOLA, R. TROLLI, M. CoLLEPARDi, Mechanical Properties of Modified Reactive Powder Concrete, American Concrete Institute, 173, 1-22, 1997.
• 7. DONG JOG KIM, A.E. NAAMAN, S. EL-TAWIL, Comparative flexural behaviour of four fiber reinforced cementitious composites, Cement & Concrete Composites, 30, 917-928, 2008.
• 8. E. FEHLING, T. LEUTBECHER, K. BUNJE, Design relevant properties of hardened Ultra High Performance Concrete, International Symposium on Ultra High Performance Concrete, Kessel Germany, 327-338, 2004.
• 9. G. HEROLD, H.S. MÜLLER, Measurement of porosity of ultra high strength fibre reinforced concrete, International Symposium on Ultra High Performance Concrete, Kessel Germany, 685-694, 2004.
• 10. A. KATZ, A. BENTUR, A. DANCYGIER, D. YANKELEVSKY, D. SHERMAN, Ductility of high performance cementitious composites, Concrete Science and Engineering. A Tribute to Arnon Bentur, International RILEM Symposium, Evanston, IL, USA, March 2004, 117-127.
• 11. A.M. NEVILLE, Właściwości betonu, Polski Cement, Kraków 2000.
• 12. M. ORGASS, Y. KLUG, Fibre Reinforced Ultra-High Strength Concrete, International Symposium on Ultra High Performance Concrete, Kessel Germany, 637-647, 2004.
• 13. S. PHILIPPOT, S. MASSE, H. ZANNI, P. NIETO, V. MARET, M. CHEYREZY, 29Si NMR study of hydratation and pozzolanic reactions in reactive powder concrete (RPC), Magnetic Resonanse Imaging, 14, 891-893, 1996.
• 14. PN - EN 14580, Natural stone test methods - Determination of static elastic modulus.
• 15. P. RICHARD, M. CHEYREZY, Composition of Reactive Powder Concrete, Cement and Concrete Research, 25,7, 1501-1511, 1995.
• 16. S. STAQUET, B. ESPION, Early age autogenous shrinkage of UHPC incorporating very fine fly ash or metakaolin in replacement of silica fume, International Symposium on Ultra High Performance Concrete, Kessel Germany, 2004, 587-599.
• 17. S. STAQUET, B. ESPION, Influence of Cement and Silica Fume Type on Compressive Strength of Reactive Powder Concrete, 6th International Symposium on High Strength /High Performance Concrete, Leipzig, June 2002, 1421-1436.
• 18. H. ZANNI, M. CHEYREZY, V. MARET, S. PHILIPPOT, P. NIETO, Investigation of hydration and pozzolanic reaction in reactive powder concrete (RPC) using 29Si NMR, Cement and Concrete Research, 26, 93-100, 1996.
• 19. T. ZDEB, J. ŚLIWIŃSKI, Effect of curing conditions and steel fiber addition on the compressive and flexural strength of reactive powder concrete (in Polish), Inżynieria i Budownictwo, 12, 693-697, 2008.
• 20. T. ZDEB, The influence of composition and production technology on selected properties of reactive powder concretes, PhD thesis (in Polish), Cracow University of Technology, 2010.