Preview

Вестник НИЦ «Строительство»

Расширенный поиск

Определение тепловыделения бетона при его твердении в изотермических условиях

https://doi.org/10.37538/2224-9494-2022-2(33)-44-62

Полный текст:

Аннотация

Введение. Тепловыделение бетона при его твердении в адиабатических условиях определяется по ГОСТ 24316. Данный метод сильно ограничен в исследовательских возможностях, т. к. в условиях постоянно повышающейся температуры невозможно адекватно оценить влияние различных компонентов или условий твердения на процессы, происходящие при твердении бетона. Оценка тепловыделения при твердении в изотермических условиях позволяет получать гораздо больше информации о процессе твердения исследуемого материала. Напрямую определить тепловыделение бетона при твердении в изотермических условиях технически крайне сложно.

Цель: разработка способа определения тепловыделения бетона в изотермических условиях.

Материалы и методы. В работе были использованы портландцемент ЦЕМ I 52,5Н ГОСТ 31108-2016; кварцевый песок; щебень габбро диабаз; вода затворения по ГОСТ 23732-2011. Определение прочности образцов бетона выполняли согласно ГОСТ 10180-2012. Для калориметрических исследований в работе использован изотермический калориметр TAM Air (TA Instruments).

Результаты. Разработан способ определения тепловыделения бетонов в изотермических условиях путем определения тепловыделения при твердении модельных смесей, отражающих состав исследуемого бетона. Оптимальный размер фракций частиц песка и щебня для изготовления модельных смесей составляет от 0,16 до 0,315 мм. Определено тепловыделение при твердении в изотермических условиях 10 модельных смесей, отражающих состав исследуемых бетонов. Исследован класс прочности 10 составов бетона, различающихся содержанием цемента. Определена зависимость тепловыделения модельных смесей и классов прочности исследуемых составов бетонов. Тепловыделение при твердении в изотермических условиях модельных смесей находится в прямой зависимости от прочности исследуемых составов бетона.

Выводы. Определение тепловыделения при твердении в изотермических условиях модельных смесей, отражающих состав бетонных смесей, является полезным испытанием, значительно ускоряющим, удешевляющим и облегчающим процесс контроля и проектирования составов бетонов. 

Об авторах

Н. В. Баранник
Научно-исследовательский, проектно-конструкторский и технологический институт бетона и железобетона (НИИЖБ) им. А.А. Гвоздева АО «НИЦ «Строительство»
Россия

Наталья Валерьевна Баранник, руководитель группы физико-химических испытаний строительных материалов отдела подготовки и проведения экспериментальных работ № 29

2-я Институтская ул., д. 6, г. Москва, 109428



С. В. Котов
Научно-исследовательский, проектно-конструкторский и технологический институт бетона и железобетона (НИИЖБ) им. А.А. Гвоздева АО «НИЦ «Строительство»
Россия

Сергей Владимирович Котов, канд. техн. наук, зам. руководителя группы физико-химических испытаний строительных материалов отдела подготовки и проведения экспериментальных работ № 29,

2-я Институтская ул., д. 6, г. Москва, 109428



Е. С. Потапова
Научно-исследовательский, проектно-конструкторский и технологический институт бетона и железобетона (НИИЖБ) им. А.А. Гвоздева АО «НИЦ «Строительство»
Россия

Елена Станиславовна Потапова, главный специалист группы физико-химических испытаний строительных материалов отдела подготовки и проведения экспериментальных работ № 29,

2-я Институтская ул., д. 6, г. Москва, 109428



С. С. Малахин
Научно-исследовательский, проектно-конструкторский и технологический институт бетона и железобетона (НИИЖБ) им. А.А. Гвоздева АО «НИЦ «Строительство»
Россия

Сергей Сергеевич Малахин, главный специалист группы физико-химических испытаний строительных материалов отдела подготовки и проведения экспериментальных работ № 29,

2-я Институтская ул., д. 6, г. Москва, 109428



Список литературы

1. Linderoth O., Wadsö L., Jansen D. Long-term cement hydration studies with isothermal calorimetry. Cement and Concrete Research. 2021;141:106344. https://doi.org/10.1016/j.cemconres.2020.106344

2. Scrivener K., Ouzia A., Juilland P., Kunhi Mohamed A. Advances in understanding cement hydration mechanisms. Cement and Concrete Research. 2019;124:105823. https://doi.org/10.1016/j.cemconres.2019.105823

3. Ушеров-Маршак А.В. Калориметрия цемента и бетона. Избранные труды. Харьков: Факт; 2002.

4. Мчедлов-Петросян О.П., Урженко А.М. Тепловыделение при твердении вяжущих веществ и бетонов. Москва: Стройиздат; 1984.

5. De Weerdt K., Ben Haha M., Le Saout G., Kjellsen K.O., Justnes H., Lothenbach B. Hydration mechanisms of ternary Portland cements containing lime stone powder and fly ash. Cement and Concrete Research. 2011;41:279–291. https://doi.org/10.1016/j.cemconres.2010.11.014

6. Jansen D., Goetz-Neunhoeffer F., Lothenbach B., Neubauer J. The early hydration of ordinary Portland cement (OPC): an approach comparing measured heat flow with calculated heat flow from QXRD. Cement and Concrete Research. 2012;42(1):134–138. https://doi.org/10.1016/j.cemconres.2011.09.001

7. Berodier K., Scrivener K. Evolution of pore structure in blended systems. Cement and Concrete Research. 2015;73:25–35. https://doi.org/10.1016/j.cemconres.2015.02.025

8. Sivasundaram V., Carette G.G., Malhotra V.M. Long-term strength development of high-volume fly ash concrete. Cement & Concrete Composites. 1990;12(4): 263–270. https://doi.org/10.1016/0958-9465(90)90005-i

9. Ding X., Li C., Xu Y., Li F., Zhao S. Experimental study on long-term compressive strength of concrete with manufactured sand. Construction and Building Materials. 2016;108:67–73. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2016.01.028

10. Запорожец И.Д., Окороков С.Д., Парийский А.А. Тепловыделение бетона. – Москва: Издательство литературы по строительству; 1966.

11. Wadsö L. An experimental comparison between isothermal calorimetry, semi-adiabatic calorimetry and solution calorimetry for the study of cement hydration. Nordtest Techn. Report 522 [Internet]. 2003. Available at: http://www.nordtest.info/wp/2003/03/28/an-experimental-comparison-between-isothermal-calorimetry-semi-adiabatic-calorimetry-and-solution-calorimetry-for-the-study-of-cement-hydration-nt-tr-522/

12. Wadsö L. Operational issues in isothermal calorimetry. Cement and Concrete Research. 2010;40(7):1129– 1137. https://doi.org/10.1016/j.cemconres.2010.03.017

13. Bogner A., Link J., Baum M., Mahlbacher M., Gil-Diaz T., Lutzenkirchen J., et al. Early hydration and microstructure formation of Porland cement paste studied by oscillation rheology, isothermal calorimetry, 1H NMR relaxometry, conductance and SAXS. Cement and Concrete Research. 2020;130:105977. https://doi.org/10.1016/j.cemconres.2020.105977

14. De Matos P.R., Prudencio Jr. L.R., Pilar R., Gleize P.J.P., Pelisser F. Use of recycled water from mixer truck wash in concrete: effect on the hydration, fresh and hardened properties. Construction and Building Materials. 2020;230:116981. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2019.116981

15. John E., Epping J.D., Stephan D. The influence of the chemical and physical properties of C-S-H seed o their potential to accelerate cement hydration. Construction and Building Materials. 2019;228:116723. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2019.116723

16. Frølich L., Wadsö L., Sandberg P. Using isothermal calorimetry to predict one day mortar strengths. Cement and Concrete Research. 2016;88:108–113. https://doi.org/10.1016/j.cemconres.2016.06.009

17. Königsberger M., Carette J. Validated hydration model for slag-blended cement based on calorimetry measurements. Cement and Concrete Research. 2020;128:105950. https://doi.org/10.1016/j.cemconres.2019.105950

18. Pichler C., Lackner R. Post-peak decelerating reaction of Portland cement: monitoring by heat flow calorimetry, modelling by Elovich-Landsberg model and reaction-order model. Construction and Building Materials. 2020;231:117107. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2019.117107

19. Parrott L.J., Geiker M., Gutteridge W.A., Killoh D. Monitoring Portland cement hydration: comparison of methods. Cement and Concrete Research. 1990;20(6):919–926. https://doi.org/10.1016/0008-8846(90)90054-2

20. Wadsö L. Temperature changes within samples in heat conduction calorimeters. Thermochimica Acta. 2001;366(2):121–127. https://doi.org/10.1016/s0040-6031(00)00738-3


Дополнительные файлы

Рецензия

Для цитирования:


Баранник Н.В., Котов С.В., Потапова Е.С., Малахин С.С. Определение тепловыделения бетона при его твердении в изотермических условиях. Вестник НИЦ «Строительство». 2022;33(2):44-62. https://doi.org/10.37538/2224-9494-2022-2(33)-44-62

For citation:


Barannik N.V., Kotov S.V., Potapova E.S., Malakhin S.S. Determination of the concrete heat emission during its hardening in isothermal conditions. Bulletin of Science and Research Center of Construction. 2022;33(2):44-62. (In Russ.) https://doi.org/10.37538/2224-9494-2022-2(33)-44-62

Просмотров: 21


Creative Commons License
Контент доступен под лицензией Creative Commons Attribution 4.0 License.


ISSN 2224-9494 (Print)
ISSN 2782-3938 (Online)