ЗАЛІЗОБЕТОННІ КОНСТРУКЦІЇ: ДОПОМІЖНІ ЦЕМЕНТУЮЧІ МАТЕРІАЛИ. ОГЛЯД

Автор(и)

  • Світлана Коваленко ІЕЗ ім. Є.О.Патона НАН України, Україна
  • Анатолій Клименко КНДІСЕ, Мін'юст України, Україна
  • Юрій Коваленко КПІ ім. Ігоря Сікорського, Україна

DOI:

https://doi.org/10.20535/iwccmm2024302721

Ключові слова:

допоміжні цементуючі матеріали, залізобетонні конструкції, працездатність конструктивних елементів, розтріскування бетонів

Анотація

Залізобетонні конструкції все більше охоплюють сфери впливу будівництва об’єктів промисловості та інфраструктури кожної країни. Але їх використання супроводжується й поглибленням проблем щодо працездатності, найвагоміша серед яких– структурна деградація під впливом умов експлуатації, а саме: погіршення механічних характеристик та характеристик міцності, розтріскування бетону, корозія сталевої арматури. Термін служби залізобетонних конструктивних елементів визначається якістю бетону та стійкістю проти корозії арматури, пов’язуючи між собою в залежність механічні властивості, руйнування та втомну довговічність. Все це обумовило визначення коло основних проблемних питань, серед яких найактуальніша – вдосконалення компонентного складу бетону. В статті узагальнено основні моменти та наведено результати роботи, отримані науковцями щодо цього питання.

Біографії авторів

Світлана Коваленко, ІЕЗ ім. Є.О.Патона НАН України

молодший науковий співробітник

Анатолій Клименко, КНДІСЕ, Мін'юст України

к.т.н, с.н.с., старший дослідник

Юрій Коваленко, КПІ ім. Ігоря Сікорського

доктор філософії (Ph.D), асистент,

Посилання

Polder, R.B., Peelen, W.H.A. (2002). Characterisation of chloride transport and reinforcement corrosion in concrete under cyclic wetting and drying by electrical resistivity. Cem. Concr. Compos., 24(5), 427-435. https://doi.org/10.1016/S0958-9465(01)00074-9

Uzal, B., Turanli, L. (2003). Studies on blended cements containing a high volume of natural pozzolans. Cem. Concr. Res., 33(11), 1777-1781. https://doi.org/10.1016/S0008-8846(03)00173-X

Colak, A. (2003). Characteristics of pastes from a Portland cement containing different amounts of natural pozzolan. Cem. Concr. Res., 33(4), 585-593. https://doi.org/10.1016/S0008-8846(02)01027-X

Scott, A.N., Alexander, M.G. (2007). The influence of binder type, cracking and cover on corrosion rates of steel in chloride-contaminated concrete. Mag. Conc. Res., 59(7), 495-505. https://doi.org/10.1680/macr.2007.59.7.495

Ghrici, M., Kenai, S., Said-Mansour, M. (2007). Mechanical properties and durability of mortar and concrete containing natural pozzolana and limestone blended cements. Cem. Concr. Compos., 29(7), 542-549. https://doi.org/10.1016/j.cemconcomp.2007.04.009

Rahmani, H., Ramazanianpour, A.A. (2008). Effect of binary cement replacement materials on sulfuric acid resistance of dense concretes. Mag. Concr. Res., 60(2), 145-155. https://doi.org/10.1680/macr.2008.60.2.145

Siad, H., Mesbah, H.A., Khelafi, H., Kamali-Bernard, S., Mouli, M. (2010). Effect of mineral admixture on resistance to sulphuric and hydrochloric acid attacks in self-compacting concrete. Can. J. Civ. Eng., 37(3), 441-449. https://doi.org/10.1139/L09-157

Angst, U.M., Elsener, B., Larsen, C.K., Vennesland, Ø. (2011). Chloride induced reinforcement corrosion: Electrochemical monitoring of initiation stage and chloride threshold values. Corrosion Science, 53(4), 1451-1464. https://doi.org/10.1016/j.corsci.2011.01.025

De Weerdt, K., Haha, M.B., Saout, G.L., Kjellsen, K.O., Justnes, H., Lothenbach, B. (2011). Hydration mechanisms of ternary Portland cements containing limestone powder and fly ash. Cem. Concr. Res., 41(3), 279-291. https://doi.org/10.1016/j.cemconres.2010.11.014

Motahari Karein, S.M., Ramezanianpour, A.A., Ebadi, T., Isapour, S., Karakouzian, M. (2017). A new approach for application of silica fume in concrete: Wet granulation. Constr. Build. Mater., 157, 573-581. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2017.09.132

Meng, W., Kumar, A., Khayat, K.H. (2019). Effect of silica fume and slump-retaining polycarboxylate-based dispersant on the development of properties of portland cement paste. Cem. Concr. Compos., 99, 181-190. https://doi.org/10.1016/j.cemconcomp.2019.03.021

Mehta, A., Ashish, D.K. (2020). Silica fume and waste glass in cement concrete production: А review. J. Build. Eng., 29, 100888. https://doi.org/10.1016/j.jobe.2019.100888

Jahagirdar, A., Pathak S. (2022). Using GGBS, An Experimental Investigation of Concrete Characteristics Was Conducted (Ground Granulated Blast Furnace Slag). IJRASET, 10(V), 5109 - 5113. https://doi.org/10.22214/ijraset.2022.43606

Duan, P., Shui, Z., Chen, W., Shen, C. (2013). Enhancing microstructure and durability of concrete from ground granulated blast furnace slag and metakaolin as cement replacement materials. J. Mater. Res. Technol., 2(1), 52-59. https://doi.org/10.1016/j.jmrt.2013.03.010

Nguyen, L.K., Nguyen, T.T.T., Nguyen, S.T., Ngo, T.Q., Le, T.-H., Dang, V.Q., Ho, L.S. (2023). Mechanical properties and service life analysis of high strength concrete using different silica fume contents in marine environment in Vietnam. J. Eng. Res. https://doi.org/10.1016/j.jer.2023.08.005

Vaysburd, A.M., Emmons, P.H. (2004). Corrosion inhibitors and other protective systems in concrete repair: concepts or misconcepts. Cement and Concrete Composites, 26(3), 255-263. https://doi.org/10.1016/S0958-9465(03)00044-1

Juenger, M.C.G., Siddique, R. (2015). Recent advances in understanding the role of supplementary cementitious materials in concrete. Cem. Concr. Res., 78(А), 71-80. https://doi.org/10.1016/j.cemconres.2015.03.018

Zeyad, A.M., Khan, A.H., Tayeh, B.A. (2020). Durability and strength characteristics of high-strength concrete incorporated with volcanic pumice powder and polypropylene fibers. J. Mater. Res. Technol., 9(1), 806-818. https://doi.org/10.1016/j.jmrt.2019.11.021

Shekarchi, M., Rafiee, A., Layssi, H. (2009). Long-term chloride diffusion in silica fume concrete in harsh marine climates. Cem. Concr. Compos., 31(10), 769-775. https://doi.org/10.1016/j.cemconcomp.2009.08.005

Neville, A. (2000). Good reinforced concrete in the Arabian Gulf. Mater. Struct., 33, 655-664. https://doi.org/10.1007/BF02480605

Mazloom, M., Ramezanianpour, A.A., Brooks, J.J. (2004). Effect of silica fume on mechanical properties of high-strength concrete. Cem. Concr. Compos., 26(4), 347-357. https://doi.org/10.1016/S0958-9465(03)00017-9

Behnood, A., Ziari, H. (2008). Effects of silica fume addition and water to cement ratio on the properties of high-strength concrete after exposure to high temperatures. Cem. Concr. Compos., 30(2), 106-112. https://doi.org/10.1016/j.cemconcomp.2007.06.003

Khan, M.I. (2003). Isoresponses for strength, permeability and porosity of high performance mortar. Build. Environ., 38(8), 1051-1056. https://doi.org/10.1016/S0360-1323(01)00111-1

Imam, A., Kumar, V., Srivastava, V. (2018). Review study towards effect of Silica Fume on the fresh and hardened properties of concrete. Adv. Concr. Constr., 6(2), 145 - 152. https://doi.org/10.12989/acc.2018.6.2.145

Luo, T., Hua, C., Liu, F., Sun, Q., Yi, Y., Pan, X. (2022). Effect of adding solid waste silica fume as a cement paste replacement on the properties of fresh and hardened concrete. Case Stud. Constr. Mater., 16, e01048. https://doi.org/10.1016/j.cscm.2022.e01048

Ganjian, E., Pouya, H.S. (2009). The effect of Persian Gulf tidal zone exposure on durability of mixes containing silica fume and blast furnace slag. Constr. Build. Mater., 23(2), 644-652. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2008.02.009

Karthikeyan, B., Dhinakaran, G. (2018). Influence of ultrafine TiO2 and silica fume on performance of unreinforced and fiber reinforced concrete. Constr. Build. Mater., 161, 570-576. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2017.11.133

Cheng, S., Shui, Z., Sun, T., Yu, R., Zhang, G. (2018). Durability and microstructure of coral sand concrete incorporating supplementary cementitious materials. Constr. Build. Mater., 171, 44-53. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2018.03.082

Ashish, D.K. (2019). Concrete made with waste marble powder and supplementary cementitious material for sustainable development. J. Clean. Prod., 211, 716-729. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2018.11.245

Anwar, M., Emarah, D.A. (2020). Resistance of concrete containing ternary cementitious blends to chloride attack and carbonation. J. Mater. Res. Technol., 9, 3198-3207. https://doi.org/10.1016/j.jmrt.2020.01.066

Huynh, T.-P., Ho, L.S., Ho, Q.V. (2022). Experimental investigation on the performance of concrete incorporating fine dune sand and ground granulated blast-furnace slag. Constr. Build. Mater., 347, 128512. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2022.128512

Ho, L.S., Huynh, T.-P. (2022). Recycled waste medical glass as a fine aggregate replacement in low environmental impact concrete: Effects on long-term strength and durability performance. J. Clean. Prod., 368, 133144. https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2022.133144

Kovalenko, Y., Tokarchuk, V., Kovalenko, S., Vasylkevych, O. (2022). Identifying the influence of redispersed polymers on cement matrix properties. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 118(6). https://doi.org/10.15587/1729-4061.2022.262438

Shen, P., Lu, L., Wang, F., He, Y., Hu, S., Lu, J., Zheng, H. (2020). Water desorption characteristics of saturated lightweight fine aggregate in ultra-high performance concrete. Cem. Concr. Compos., 106, 103456. https://doi.org/10.1016/j.cemconcomp.2019.103456

Guo, K.-Z., Zhang, G.-Z., Li, Y., Yang, J., Ding, Q.-j. (2024). The mechanism of curing regimes on the macroscopic properties and microstructure of ultra-high performance concrete with lightweight aggregates. J. Build. Eng., 82, 108236. https://doi.org/10.1016/j.jobe.2023.108236

Ashish, D.K., Verma., S.K. (2021). Robustness of self-compacting concrete containing waste foundry sand and metakaolin: А sustainable approach. J. Hazard. Mater., 401, 123329. https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2020.123329

Noushini, A., Nguyen, Q.D., Castel, A. (2021). Assessing alkali-activated concrete performance in chloride environments using NT Build 492. Mater. Struct., 54(2), 57-71. https://doi.org/10.1617/s11527-021-01652-7

Köksal, F., Altun, F., Yiğit, İ., Şahin, Y. (2008). Combined effect of silica fume and steel fiber on the mechanical properties of high strength concretes. Constr. Build. Mater., 22(8), 1874-1880. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2007.04.017

Hasan-Nattaj, F., Nematzadeh, M. (2017). The effect of forta-ferro and steel fibers on mechanical properties of high-strength concrete with and without silica fume and nano-silica. Constr. Build. Mater., 137, 557-572. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2017.01.078

Hasan, K.M.F., Horváth, P.G., Alpár, T. 2021. Development of lignocellulosic fiber reinforced cement composite panels using semi-dry technology. Cellulose, 28, 3631-3645. https://doi.org/10.1007/s10570-021-03755-4

Kos, Ž., Kroviakov, S., Kryzhanovskyi, V., Hedulian, D. (2022). Strength, Frost Resistance, and Resistance to Acid Attacks on Fiber-Reinforced Concrete for Industrial Floors and Road Pavements with Steel and Polypropylene Fibers. Materials, 15(23), 8339. https://doi.org/10.3390/ma15238339

Abed, M., Anagreh, A., Tošić, N., Alkhabbaz, O., Alshwaiki, M., Černý, R. (2022). Structural Performance of Lightweight Aggregate Concrete Reinforced by Glass or Basalt Fiber Reinforced Polymer Bars. Polymers, 14(11), 2142 https://doi.org/10.3390/polym14112142

##submission.downloads##

Опубліковано

2024-06-21

Номер

Розділ

СЕКЦІЯ 2. Композиційні матеріали на основі тугоплавких, неметалевих і силікатних матеріалів