Экспериментальное исследование балок из самоуплотняющегося бетона с наноразмерными добавками

Гехан А. Хамди; Хоссам Эльдин Х. Ахмед; Асмаа Й. Баракат; Мостафа А. Мостафа

doi:10.22213/2410-9304-2019-3-20-32

Авторы

Г. А. Хамди Benha University
Х. Э. Х. Ахмед Civil Engineering Department, Faculty of Engineering at Shoubra, Benha University
А. Й. Баракат National Water Research Center
М. А. Мостафа National Water Research Center

DOI:

https://doi.org/10.22213/2410-9304-2019-3-20-32

Ключевые слова:

самоуплотняющийся бетон, добавки, нанокремнезем, наномарганцевый феррит, свойства свежеприготовленной смеси, балки, изгиб, долговечность

Аннотация

Самоуплотняющийся бетон – это бетон, который течет и уплотняется под собственным весом без дополнительного воздействия; он имеет особый состав смеси, который обеспечивает высокую текучесть и устойчивость к расслоению. В данной статье представлены результаты исследования, направленного на изучение структурного поведения балок из самоуплотняющегося бетона с добавками нанокремнезема (Nano-SiO₂) и наномарганцевого феррита (Nano-MnFe₃O₄). Было приготовлено десять типов смесей, содержащих добавки нано-SiO₂ с тремя концентрациями: 1, 2 и 3 % от массы цемента и нано-MnFe₃O₄ с концентрациями 0,3, 0,5 и 0,7 %.

Лабораторные испытания проводились для определения свойств свежеприготовленной смеси (пластичности, проходимости и устойчивость к расслоению), механических свойств (прочности на сжатие, прочности на раскалывание и прочности на изгиб) и долговечности (водопроницаемости и проникновения хлоридов). Результаты эксперимента показывают, что использование нанодобавок и замена 25 % цемента летучей золой улучшило механические свойства и повысило долговечность самоуплотняющегося бетона. Смеси с оптимальным составом были использованы для изготовления железобетонных балок, которые затем испытывались на изгиб до разрушения с целью исследования влияния нанодобавок на характеристики при изгибе.

Библиографические ссылки

H. Okamura and M. Ouchi. "Self-compacting concrete". Journal of Advanced Concrete Technology 1(1) (2003), pp.5-15.

H. Okamoura and K. Ozawa. "Self-compactable high performance concrete in Japan, Proceedings of the International Workshop on High Performance Concrete ACI SP – 159, P. Zia, (ed.), American Concrete Institute, Farmington Hills, USA, pp.31-44, (1995).

V. Bilodeau and M. Malhotra, "High-volume ﬂy ash system: concrete solution for sustainable development", ACI Mater. J. 97 (2000), pp.41–48.

H. Li, H.G. Xiao, J. Yuan and J.P. Ou. "Microstructure of cement mortar with nanoparticles", Composites Part B: Engineering 35 (2004), pp. 185-189.

S. Kawashima, P. Hou, D.J. Corr, S.P. Shah. "Modification of cement-based materials with nanoparticles", Cement and Concrete Composites 36 (2013), pp. 8-15.

A. Nazari and S. Riahi. "The effects of SiO2 Nanoparticles on physical and mechanical properties of high strength compacting concrete", Compos. B: Eng. 42 (3) (2011), pp. 570-578.

A. Nazari. "The effects of curing medium on flexural strength and water permeability of concrete incorporating TiO2 nanoparticles". Materials Structures 44 (2011), pp.773-86.

P. Rao, J. Silva and De Brito. "Mechanical properties and durability of self-compacting mortars with Nano materials (SiO2 and TiO2)", Constr. Build. Mater. 96 (2015), pp.508–517.

A. Nazari, S. Riahi, S. Shamekhi, and A. Khademno. "The effects of incorporation Fe2O3 Nanoparticles on tensile and flexural strength of concrete". Journal of American Science 6 (2010), pp. 90-93.

A. Nazari and S. Riahi. "The effects of ZrO2 Nanoparticles on physical and mechanical properties of high strength self-compacting concrete", Materials Re-search 13 (2010), pp. 551-556.

A. Nazari and S. Riahi. "Effects of CuO Nanoparticles on compressive strength of selfcompacting concrete", Indian Academy of Sciences 36 (2011), pp.371-391.

A. Khoshakhlagh, A. Nazari and G. Khalaj. "Effects of Fe2O3 nanoparticles on water permeability and strength assessments of high strength self-compacting concrete", Journal of Materials Science Technology 28 (2012), pp.73- 82.

M. Jalal, E. Mansouri, M. Sharifipour and A.R. Pouladkhan, "Mechanical, rheological, durability and microstructural properties of high performance self-compacting concrete with SiO2 micro and nanoparti-cles", Master Des. 34 (2012), pp. 389-400.

G. Quercia, P. Spiesz, G. Husken, H. Brouwers. "SCC modification by use of amorphous Nano-silica", Cem Concr Compos 45 (2014), pp.69-81,

M. Beige, J. Berenjian, O. Lotfi, A.M. Sadeghi and I. Nikbin. "An experimental survey on combined effects of fibers and nanosilica on the mechanical, rheological and durability properties of self-compacting con-crete", Master Des 50 (2013), pp.1019-1029.