Pomiary współczynnika rozszerzalności cieplnej betonu w wysokich temperaturach: porównanie metod izotermicznych i nieizotermicznych

Trník, A.; Medved, I.; Černý, R.

Artykuł - szczegóły

Tytuł artykułu

Pomiary współczynnika rozszerzalności cieplnej betonu w wysokich temperaturach: porównanie metod izotermicznych i nieizotermicznych

Autorzy

Trník A. , Medved I. , Černý R.

Wybrane pełne teksty z tego czasopisma

http://www.cementwapnobeton.pl/

Identyfikatory

Warianty tytułu

Measurement of linear thermal expansion coefficient of concrete at high temperatures: A comparison of isothermal and non-isothermal methods

Języki publikacji

Abstrakty

Współczynnik rozszerzalności liniowej alfa(T) betonów jest określany w zakresie temperatur 20-800°C w dwojaki sposób: w warunkach izotermicznych i liniowego wzrostu temperatury. Współczynnik ten jest w ogólnym przypadku szacowany jako pochodna temperaturowa odkształcenia termicznego mierzonego metodą dylatometryczną. Wyniki uzyskane w warunkach izotermicznych czy liniowego wzrostu temperatury są traktowane jako komplementarne. Podczas gdy w metodzie izotermicznego nagrzewu temperatura próbki wymaga długotrwałej stabilizacji, metoda liniowego wzrostu jest mniej czasochłonna i dostarcza sporej liczby punktów doświadczalnych. Jest to ważne z punktu widzenia właściwego oszacowania alfa(T) jako pochodnej odkształcenia termicznego, jak również z uwagi na możliwość zaobserwowania procesów zachodzących w próbkach podczas zmian temperatury.

The linear thermal expansion coefficient, alfa(T), of several types of concrete is determined in the temperature range of 20-800°C using two different methods, namely, the isothermal and linear heating methods. The coefficient alfa(T) is in general evaluated as the temperature derivative of the thermal strain which is measured by a push-rod dilatometer. The pros and cons of the two methods are found to be complementary. While in the isothermal heating method sample temperatures are well established, the linear heating method is much less time demanding and provides a large number of experimental data. The latter is important for a proper evaluation of alfa(T) as a derivative of the thermal strain as well as tor the ability to observe processes that take place in samples as the temperature is changed.

Słowa kluczowe

beton współczynnik liniowej rozszerzalności cieplnej temperatura wysoka warunki izotermiczne warunki nieizotermiczne

concrete linear thermal expansion coefficient high temperature isothermal conditions non-isothermal conditions

Wydawca

Fundacja Cement, Wapno, Beton

Czasopismo

Cement Wapno Beton

Rocznik

2012

Tom

R. 17/79, nr 6

Strony

363--372

Opis fizyczny

Bibliogr. 23 poz., il.

Twórcy

autor

Trník A.

autor

Medved I.

autor

Černý R.

Department of Physics, Constantine the Philosopher University, Nitra, Słowacja

Bibliografia

1. H. B. Callen, Thermodynamics and an Introduction to Thermostatistics. Wiley; 2nd edition, 1985.
2. A. M. Collieu, D. J. Powney, The mechanical and thermal properties of materials. Edward Arnold (Publishers) Ltd., London, United Kingdom, 1973.
3. F. Vodák, R. Černý, J. Drchalová, Š. Hošková, O. Kapičková, O. Michalko, P. Semerák, J. Toman, Thermophysical properties of concrete for nuclear-safety related structures. Cement and Concrete Research 27, 415-426 (1997).
4. L. Zuda, R. Černý, Measurement of linear thermal expansion coefficient of alkali-activated aluminosilicate composites up to 1000 °C. Cement & Concrete Composites 31, 263-267 (2009).
5. Z. Shui, R. Zhang, W. Chen, D. Xuan, Effect of mineral admixtures on the thermal expansion properties of hardened cement paste. Construction and Building Materials 24, 1761-1767 (2010).
6. D. L. Y. Kong, J. G. Sanjayan, Damage behavior of geopolymer composites exposed to elevated temperatures. Cement & Concrete Composites 30, 986-991, (2008).
7. R. Černý, J. Maděra, J. Poděbradská, J. Toman, J. Drachalová, T. Klečka, K. Jurek, P. Rovnaníková, The effect of compressive stress on thermal and hygric properties of Portland cement mortar in wide temperature and moisture ranges. Cement and Concrete Research 30, 1267-1276, (2000).
8. E. Vejmelkova, P. Konvalinka, P. Padevet, R. Cerny, Effect of high temperatures on mechanical and thermal properties of carbon-fiber reinforced cement composite. Cement Wapno Beton 5, 66 (2008).
9. T. Uygunoğlu, İ. B. Topçu, Thermal expansion of self-consolidating normal and lightweight aggregate concrete at elevated temperature. Construction and Building Materials 23, 3063-3069 (2009).
10. D. X. Xuan, Z. H. Shui, Temperature dependence of thermal induced mesocracks around limestone aggregate in normal concrete. Fire and Materials 34, 137-146 (2010).
11. M. Zeng, D. H. Shields, Nonlinear thermal expansion and contraction of asphalt concrete. Canadian Journal of Civil Engineering 26, 26-34 (1999).
12. V. K. R. Kodur, M. A. Sultan, Effect of temperature on thermal properties of high-strength concrete. Journal of Materials in Civil Engineering 15, 101-107 (2003).
13. P. W. Chen, D. D. L. Chung, Effect of polymer addition on the thermal stability and thermal expansion of cement. Cement and Concrete Research 25, 465-469 (1995).
14. M. Guerrieri, J. Sanjayan, F. Collins, Residual strength properties of sodium silicate alkali activated slag paste exposed to elevated temperatures. Materials and Structures 43, 765-773 (2010).
15. M. Guerrieri, J. Sanjayan, F. Collins, Residual compressive behavior of alkali activated concrete exposed to elevated temperatures. Fire and Materials 33, 51-62 (2009).
16. E. Kamseu, C. Leonelli, D. Boccaccini, Non-contact dilatometry of hard and soft porcelain compositions. Journal of Thermal Analysis and Calorimetry 88, 571-576 (2007).
17. Y. F. Fu, Y. L. Wong, C. S. Poon, C. A. Tang, P. Lin, Experimental study of micro/macro crack development and stress-strain relations of cement-based composite materials at elevated temperatures. Cement and Concrete Research 34, 789-797 (2004).
18. P. Childs, A. C. L. Wong, N. Gowripalan, G. D. Peng, Measurement of the coefficient of thermal expansion of ultra-high strength cementitious composites using fibre optic sensors. Cement and Concrete Research 37, 789-795 (2007).
19. C. Borgs, R. Kotecký, A rigorous theory of finite-size scaling at 1st-order phase-transitions. Journal of Statistical Physics 61, 79-119 (1990).
20. C. Borgs, R. Kotecký, Surface-induced finite-sine effects for first-order phase-transitions. Journal of Statistical Physics, 79, 43-115 (1995).
21. M. A. Carpenter, E. K. H. Salje, A. Graeme-Barber, B. Wruck, M.T. Dove, K. S. Knight, Calibration of excess thermodynamic properties and elastic constant variations associated with the α-β phase transition in quartz. American Mineralogist 8, 2-22 (1998).
22. I. Štubňa, A. Trník, L. Vozár, Thermomechanical analysis of quartz porcelain in temperature cycles. Ceramics International 33, 1287-1291 (2007).
23. D. L. Lakshtanov, S. V. Sinogeikin, J. D. Bass, High-temperature phase transitions and elasticity of silica polymorphs. Physics and Chemistry of Minerals 34, 11-22 (2007)

Typ dokumentu

Bibliografia

Identyfikator YADDA

bwmeta1.element.baztech-article-BTB6-0008-0089