Свойства высокопрочного бетона с нанокремнеземом после воздействия высокой температуры

Высокопрочный бетон (ВПБ) является основным материалом в связи с широким диапазоном его применения при строительстве высотных зданий, мостов, оболочек ядерных реакторов и т. п. Остаточные механические свойства ВПБ после огневого воздействия имеют большое значение при определении несущей способности конструктивных элементов, необходимых для реконструкции и восстановления бетонных конструкций. Характеристики наночастиц кремнезема (НК) в составе ВПБ были оценены при двух значениях повышенной температуры – 200 и 400°С, подвергая воздействию до определения температуры с последующим охлаждением до температуры окружающей среды перед выполнением экспериментов. Уменьшение в потере веса наблюдалось в образцах после воздействия температуры до 200 и 400°С. При воздействии температуры до 400°С в течение двух часов прочность при сжатии увеличилась на 17 и 14,5% для образцов с микрокремнеземом (МК) и МК+нанокремнезем (НК) соответственно. При воздействии температуры до 400°С в течение двух часов прочность бетона на растяжение при разрыве уменьшилась на 44 и 60,4% для МК и МК+НК образцов соответственно.

СЕЛЕЕМ С.Е. АХМАД, профессор, начальник отдела по развитию
ХОССАМ С. ХАЛИЛ, доцент
ИБРАГИМ А. ШАРАКИ, преподаватель
АХМАД М. эль-АЗАБ, демонстратор

Кафедра материаловедения, инженерный факультет, Университет Загазиг (44519, Загазиг, Университет Загазиг, Шаркия, Египет)

1. Kumar R., Singh S., Singh L.P. Studies on enhanced thermally stable high strength concrete incorporating silica nanoparticles. Construction and Building Materials. 2017. Vol. 153, pp. 506–513. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2017.07.057
2. Qing Y.E., Zenan Z., Deyu K., Rongshen C. Influence of nano-SiO2 addition on properties of hardened cement paste as compared with silica fume. Construction and Building Materials. 2007. Vol. 21. Iss. 3, pp. 539–545. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2005.09.001
3. S. Abd. El. Aleem, Heikal Mohamed, Morsi W.M. Hydration characteristic, thermal expansion and microstructure of cement containing nano-silica. Construction and Building Materials. 2014. Vol. 59, pp. 151–160. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2014.02.039
4. Tao J.I. Preliminary study on the water permeability and microstructure of concrete incorporating nano-SiO₂. Cement and Concrete Research. 2005. Vol. 35. Iss. 10, pp. 1943–1947. https://doi.org/10.1016/j.cemconres.2005.07.004
5. Egyptian Standard Specifications (4756-1/2009)
6. Quercia G., Spiesz P., Husken G., Brouwers H.J.H. SCC odification by use of amorphous nano-silica. Cement and Concrete Composites. 2014. Vol. 45, pp. 69–81. https://doi.org/10.1016/j.cemconcomp.2013.09.001
7. Najigivi A. Investigating the effects of using different types of SiO₂ nanoparticles on the mechanical properties of binary blended concrete. Composites Part B: Engineering. 2013. Vol. 54, pp. 52–58. https://doi.org/10.1016/j.compositesb.2013.04.035
8. Hongjian D.U., Suhuan D.U., Xuemei L.I.U. Effect of nano-silica on the mechanical and transport properties of lightweight concrete. Construction and Building Materials. 2015. Vol. 82, pp. 114–122. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2015.02.026
9. Saemann J.C., Washa G.W. Variation of mortar and concrete properties with temperature. Aci Materials Journal. 1957. Vol. 29, pp. 385–395.
10. Mehmet S.C., Ozturan T. Effect of elevated temperatures on the residual mechanical properties of high-performance mortar. Cement and Concrete Research. 2002. Vol. 32. Iss. 5, pp. 809–816. https://doi.org/10.1016/S0008-8846(02)00709-3
11. Seleem H.E.D.H., Rashad A.M., Elsokary T. Effect of elevated temperature on physico-mechanical properties of blended cement concrete. Construction and Building Materials. 2011. Vol. 25, pp. 1009–1017. https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2010.06.078
12. Farzadnia N., Ali A. Abdullah Abang, Demirboga R. Characterization of high strength mortars with nano alumina at elevated temperatures. Cement and Concrete Research. 2013. Vol. 54, pp. 43–54. https://doi.org/10.1016/j.cemconres.2013.08.003