دوام عملکرد فوق العاده بالای بافت بتن مسلح (UHPFRC) تحت پیری زودرس Durability of an Ultra High Performance Fiber Reinforced Concrete (UHPFRC) under progressive aging
- نوع فایل : کتاب
- زبان : فارسی
- ناشر : الزویر Elsevier
- چاپ و سال / کشور: 2014
توضیحات
رشته های مرتبط: مهندسی عمران، سازه، مدیریت ساخت
ما دوام یک عملکرد فوق العاده بالای بافت بتن مسلح (UHPFRC) پس از پیری زودرس، یعنی پس از خشک شدن، و یا فر خشک کن ۱۰۵ درجه سانتیگراد (کیفیت مرجع خشک)، عمل حرارتی ۲۰۰، ۳۰۰ و یا ۴۰۰ درجه سانتیگراد، یا تقسیم زودرس (آزمون برزیلی) را ارزیابی می‌کنیم. ابزار تجربی کلیدی ما نفوذپذیری گاز K_gas تحت تحدید مختلف Pc، به همراه تجزیه و تحلیل MIP و SEM است. خواص UHPFRC با ملات استاندارد و بتن معمولی مقایسه شده است. در حالی که UHPFRCهای معمول شامل اضافات پوزولانی و عمل حرارتی می‌شوند، این UHPFRC نیست، و به طور قابل توجهی بیشتر پرمنفذ است (با ۹-۱۰%). با این حال، ۷۴ درصد از تخلخل آن شامل منافذ کوچکتر از ۴ نانومتر، به عنوان مثال واقع در C-S-H می‌باشد. کیفیت مرجع خشک UHPFRC نهفته در طیف وسیعی از مواد با دوام بسیار بالا با میانگین Kgas=10(-18) m^2 است. آسیب‌های حرارتی در ۴۰۰ درجه سانتیگراد باعث محدود کردن پیوستگی مجدد در فیبر / رابط پیوستگی می‌شود، که باعث افزایش K_gas تا ۱۰(-۱۷) m2 در P_c=6 مگاپاسکال می‌شود. در حالی که حفظ بیش از ۳۰۰ میکرومتر/متر کرنش، K_gas از UHPFRC تقریبا یکسان باقی مانده است. ۱٫ مقدمه ۱٫۱ زمینه علمی و صنعتی در حال حاضر، فرانسه دارای پارک صنعتی نیروگاه هسته‌ای دوم (بعد از USA) می‌باشد، که با زیادی ۵۸ راکتور مستقل در سراسر کشور گسترش یافته است. ۲۴ تا از این راکتورها متعلق به اصطلاح نسل دوم است که در بین سال‌های ۱۹۷۰ و ۱۹۸۸ ساخته شده بود (به عنوان مثال آنها بین ۲۵ و ۴۳ سال سن دارند). هر واحد راکتور نسل دوم شامل یک ساختمان مهارکننده است که از دو سازه بتن آرمه منطبق ساخته شده است. هدف آنها این است که به عنوان یک مانع در برابر هرگونه حمله هواپیمایی عمل کنند، و همچنین به عنوان یک ظرف تنگ، باید هرگونه نشت مخزن رآکتور رخ دهد. در چنین رویدادی، فشار گاز، ساختن در داخل ساختار مهارکننده، که باید از طریقی به محیط زیست و پخش نشود انتظار می‌رود. بر خلاف راکتورهای نسل دوم، ساختمان مهارکننده راکتورهای نسل اول یک پوشش فولاد متخلخل غیر منطبق به یک ظرف بتن هستند، که مسائل ایمنی مختلف را تولید می‌کنند. قانون فرانسه (روی شفافیت و امنیت سیستم‌های عملیات هسته‌ای، ۱۳ژوئن ۲۰۱۶) نفوذ دارد که هر ده سال، تمام راکتورهای هسته‌ای فرانسه به نوبه خود متوقف شده‌اند، و به طور کامل آزمون ماکرو، به منظور بررسی در صورتی که مناسب باشد برای ده سال بیشتر اداره می‌شود. به طور خاص، تنگی راکتور نسل دوم به فشار گاز مسلم و قطعی نیست که به شرح زیر است: فشار گاز داخلی به ساختمان مهارکننده اعمال شده است، در یک سرعت و دامنه متعارف، به طوری که راکتور برای یک عملیات گسترده مناسب اعلام شده است اگر سرعت نشت زیر یک مقدار ثابت نظارتی است. (Electricité de France (EDF، اولین شرکت عملیاتی فرانسوی برق، روش جدید برای افزایش طول مدت زمان عملیات قدیمی‌ترین راکتورهای آن، از جمله آنهایی که ۲۵-۴۳ ساله نسل دوم هستند، را پیش‌بینی می‌کند. مسیر پیش‌بینی تقویت تنگی ساختمان مهارکننده است که با گذشت زمان کاهش می‌یابد، به دلیل خشک شدن بتن و زودرسی (مشخص شده توسط الگوهای مختلف نرم افزار)، و برای کاهش تحکیم می‌باشد. همانطور که Ozyildirim به یاد می‌آورد، یکی از روشهای بهبود دوام در کاهش نفوذپذیری بتن می‌باشد. یکی از گزینه‌های مناسب برای پوشش extrados ساختمان بتن در حال حاضر با یک لایه بتن مکمل، با هدف افزایش سفتی آن برای حداقل ۳۰ سال است. در این زمینه، یک بتن مسلح خاص فیبری عملکرد فوق العاده بالا (UHPFRC)، توسعه یافته توسط شرکت لافارژ، تحت فرم اسلب قالب پیش ساخته، مونتاژ و چسبیده با هم (با ملات خاص) در ساختارهای موجود در نظر گرفته شده است. این مواد جدید یک نسخه ارزان تر از بتن پودری واکنش‌دار تجاری محدوده DactalTM است (همچنین به عنوان UHPFRC-D شناخته می‌شود)، با توجه به فرآیند تولید ساده‌تر آن است. مشخصات مورد نیاز آن شامل چسبندگی بلند مدت خوب (البته، این موضوع در اینجا خطاب نیست)، و عملکرد دوام کافی است. به طور مشابه در DactalTM، این UHPFRC یک بتن خود متراکم است، و دارای یک عملکرد مکانیکی بالا به رسمیت شناخته، با مقاومت فشاری بالای ۱۲۰ مگاپاسکال، استحکام کششی بالا ۵-۶ مگاپاسکال، تخلخل (با آب اندازه گیری شده) کمتر از ۱۰%، شکل پذیری قابل توجه ارائه شده با حضور الیاف فلزی و مقاومت عالی در برابر نفوذ کلرید می‌باشد.
ما دوام یک عملکرد فوق العاده بالای بافت بتن مسلح (UHPFRC) پس از پیری زودرس، یعنی پس از خشک شدن، و یا فر خشک کن ۱۰۵ درجه سانتیگراد (کیفیت مرجع خشک)، عمل حرارتی ۲۰۰، ۳۰۰ و یا ۴۰۰ درجه سانتیگراد، یا تقسیم زودرس (آزمون برزیلی) را ارزیابی می‌کنیم. ابزار تجربی کلیدی ما نفوذپذیری گاز K_gas تحت تحدید مختلف Pc، به همراه تجزیه و تحلیل MIP و SEM است. خواص UHPFRC با ملات استاندارد و بتن معمولی مقایسه شده است. در حالی که UHPFRCهای معمول شامل اضافات پوزولانی و عمل حرارتی می‌شوند، این UHPFRC نیست، و به طور قابل توجهی بیشتر پرمنفذ است (با ۹-۱۰%). با این حال، ۷۴ درصد از تخلخل آن شامل منافذ کوچکتر از ۴ نانومتر، به عنوان مثال واقع در C-S-H می‌باشد. کیفیت مرجع خشک UHPFRC نهفته در طیف وسیعی از مواد با دوام بسیار بالا با میانگین Kgas=10(-18) m^2 است. آسیب‌های حرارتی در ۴۰۰ درجه سانتیگراد باعث محدود کردن پیوستگی مجدد در فیبر / رابط پیوستگی می‌شود، که باعث افزایش K_gas تا ۱۰(-۱۷) m2 در P_c=6 مگاپاسکال می‌شود. در حالی که حفظ بیش از ۳۰۰ میکرومتر/متر کرنش، K_gas از UHPFRC تقریبا یکسان باقی مانده است. ۱٫ مقدمه ۱٫۱ زمینه علمی و صنعتی در حال حاضر، فرانسه دارای پارک صنعتی نیروگاه هسته‌ای دوم (بعد از USA) می‌باشد، که با زیادی ۵۸ راکتور مستقل در سراسر کشور گسترش یافته است. ۲۴ تا از این راکتورها متعلق به اصطلاح نسل دوم است که در بین سال‌های ۱۹۷۰ و ۱۹۸۸ ساخته شده بود (به عنوان مثال آنها بین ۲۵ و ۴۳ سال سن دارند). هر واحد راکتور نسل دوم شامل یک ساختمان مهارکننده است که از دو سازه بتن آرمه منطبق ساخته شده است. هدف آنها این است که به عنوان یک مانع در برابر هرگونه حمله هواپیمایی عمل کنند، و همچنین به عنوان یک ظرف تنگ، باید هرگونه نشت مخزن رآکتور رخ دهد. در چنین رویدادی، فشار گاز، ساختن در داخل ساختار مهارکننده، که باید از طریقی به محیط زیست و پخش نشود انتظار می‌رود. بر خلاف راکتورهای نسل دوم، ساختمان مهارکننده راکتورهای نسل اول یک پوشش فولاد متخلخل غیر منطبق به یک ظرف بتن هستند، که مسائل ایمنی مختلف را تولید می‌کنند. قانون فرانسه (روی شفافیت و امنیت سیستم‌های عملیات هسته‌ای، ۱۳ژوئن ۲۰۱۶) نفوذ دارد که هر ده سال، تمام راکتورهای هسته‌ای فرانسه به نوبه خود متوقف شده‌اند، و به طور کامل آزمون ماکرو، به منظور بررسی در صورتی که مناسب باشد برای ده سال بیشتر اداره می‌شود. به طور خاص، تنگی راکتور نسل دوم به فشار گاز مسلم و قطعی نیست که به شرح زیر است: فشار گاز داخلی به ساختمان مهارکننده اعمال شده است، در یک سرعت و دامنه متعارف، به طوری که راکتور برای یک عملیات گسترده مناسب اعلام شده است اگر سرعت نشت زیر یک مقدار ثابت نظارتی است. (Electricité de France (EDF، اولین شرکت عملیاتی فرانسوی برق، روش جدید برای افزایش طول مدت زمان عملیات قدیمی‌ترین راکتورهای آن، از جمله آنهایی که ۲۵-۴۳ ساله نسل دوم هستند، را پیش‌بینی می‌کند. مسیر پیش‌بینی تقویت تنگی ساختمان مهارکننده است که با گذشت زمان کاهش می‌یابد، به دلیل خشک شدن بتن و زودرسی (مشخص شده توسط الگوهای مختلف نرم افزار)، و برای کاهش تحکیم می‌باشد. همانطور که Ozyildirim به یاد می‌آورد، یکی از روشهای بهبود دوام در کاهش نفوذپذیری بتن می‌باشد. یکی از گزینه‌های مناسب برای پوشش extrados ساختمان بتن در حال حاضر با یک لایه بتن مکمل، با هدف افزایش سفتی آن برای حداقل ۳۰ سال است. در این زمینه، یک بتن مسلح خاص فیبری عملکرد فوق العاده بالا (UHPFRC)، توسعه یافته توسط شرکت لافارژ، تحت فرم اسلب قالب پیش ساخته، مونتاژ و چسبیده با هم (با ملات خاص) در ساختارهای موجود در نظر گرفته شده است. این مواد جدید یک نسخه ارزان تر از بتن پودری واکنش‌دار تجاری محدوده DactalTM است (همچنین به عنوان UHPFRC-D شناخته می‌شود)، با توجه به فرآیند تولید ساده‌تر آن است. مشخصات مورد نیاز آن شامل چسبندگی بلند مدت خوب (البته، این موضوع در اینجا خطاب نیست)، و عملکرد دوام کافی است. به طور مشابه در DactalTM، این UHPFRC یک بتن خود متراکم است، و دارای یک عملکرد مکانیکی بالا به رسمیت شناخته، با مقاومت فشاری بالای ۱۲۰ مگاپاسکال، استحکام کششی بالا ۵-۶ مگاپاسکال، تخلخل (با آب اندازه گیری شده) کمتر از ۱۰%، شکل پذیری قابل توجه ارائه شده با حضور الیاف فلزی و مقاومت عالی در برابر نفوذ کلرید می‌باشد.
Description
We assess the durability of an Ultra High Performance Fiber Reinforced Concrete (UHPFRC) after accelerated aging, i.e. after partial drying, or 105 °C oven-drying (dry reference state), 200, 300 or 400 °C heat-treatment, or progressive splitting (Brazilian test). Our key experimental tool is gas permeability Kgas under varying confinement Pc, coupled to MIP and SEM analysis. UHPFRC properties are compared to standard mortar and ordinary concrete. Whereas usual UHPFRCs involve pozzolanic additions and thermal curing, this UHPFRC does not, and is signifi- cantly more porous (by 9–۱۰%). However, 74% of its porosity comprises pores smaller than 4 nm, i.e. located within the C–S–H. Dry reference state UHPFRC lies in the range of very high durable materials, with an average Kgas = 10−۱۸ m2 . Damage by heat-treatment at 400 °C induces limited de-bonding at the fiber/paste interface, which increases Kgas up to 10−۱۷ m2 at Pc = 6 MPa. While sustaining more than 300 μm/m tensile strain, Kgas of UHPFRC remains virtually identical.
