Применение ингибиторов тепла гидратации цемента для борьбы с термическим трещинообразованием в массивных бетонных конструкциях

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Введение. Проблема температурного трещинообразования вследствие гидратации цемента в массивных бетонных конструкциях привлекает внимание многих отечественных и зарубежных ученых. В настоящее время существует множество мероприятий по предотвращению образования температурных трещин при твердении бетона. Можно разделить их на два основных класса. Первый — это технологические мероприятия в процессе строительства. Второе направление связано с оптимизацией состава бетона, в том числе с использованием различных добавок. Одним из видов таких добавок являются ингибиторы тепловыделения цемента. Их использование позволяет снизить тепловыделение от гидратации цемента на ранней стадии твердения бетона. Это в значительной мере снижает риск образования температурных трещин. Метод — достаточно новый и полностью не исследован на сегодняшний день.Материалы и методы. На основе метода конечных элементов (МКЭ) выполнена оценка влияния добавки ингибитора понижения тепла гидратации цемента (ИПТ) на вероятность образования термических трещин при бетонировании массивных бетонных конструкций. Выполнены расчеты температурного режима и термонапряженного состояния бетонного массива после его возведения. Рассматривались два варианта состава бетонной смеси: обычный состав без использования ингибитора и состав с добавлением ингибитора тепла гидратации. Численные исследования проведены на базе МКЭ с применением программного комплекса Midas Civil 2019.Результаты. В результате численных решений для двух вариантов составов бетона получено распределение температуры и температурных напряжений в возведенном бетонном массиве. Дана оценка риска температурного трещино-образования.Выводы. Ингибиторы понижения теплоты гидратации эффективны для снижения температуры гидратации в массивных бетонных конструкциях. При добавлении 1 % ИПТ от веса цемента при строительстве массивных бетонных конструкций значительно снижается риск появления термических трещин.

Об авторах

Н. Ч. Чык

Вьетнамский государственный технический университет им. Ле Куй Дона

Email: trongchuc.nguyen@lqdtu.edu.vn
ORCID iD: 0000-0001-9723-5161

Х. К. Лонг

Вьетнамский государственный технический университет им. Ле Куй Дона

Email: hoanglongcse@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-9656-0664

Л. В. Хунг

Вьетнамский государственный технический университет им. Ле Куй Дона

Email: levanhungsqcb@gmail.com
ORCID iD: 0009-0003-7382-9573

Н. А. Анискин

Национальный исследовательский Московский государственный строительный университет (НИУ МГСУ)

Email: nikolai_aniskin@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-4423-754X

Список литературы

  1. Kuzmanovic V., Savic L., Mladenovic N. Computation of Thermal-Stresses and Contraction Joint Distance of RCC Dams // Journal of Thermal Stresses. 2013. Vol. 36. Issue 2. Рр. 112–134. doi: 10.1080/01495739.2013.764795
  2. Atrushi D.S. Tensile and compressive creep of young concrete: Testing and modelling : Doctoral Thesis. 2003. 333 p.
  3. Bofang Z. Thermal stresses and temperature control of mass concrete. Butterworth-Heinemann, 2014. doi: 10.1016/C2012-0-06038-3
  4. Gajda J., Vangeem M. Controlling temperatures in mass concrete // ACI Concrete International. 2002. Vol. 24. Issue 1. Рр. 59–62.
  5. Орехов В.Г., Анискин Н.А., Малаханов В.В., Бестужева А.С., Саинов М.П., Солдатов П.В. и др. Гидротехнические сооружения. Часть 2. М. : АСВ, 2011. 535 c. EDN QNPLYZ.
  6. Zhang X., Shi R., Dai H., Liu Q., Zhang X. Simulation and research on temperature field of taishan roller compacted concrete gravity dam // IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. 2019. Vol. 237. Р. 032117. doi: 10.1088/1755-1315/237/3/032117
  7. Nguyen T.C., Bui A.K. Evaluation of the impact of parameter inputs of concrete mix on the distribution of temperature in the mass concrete structure // Structural Integrity and Life. 2019. Vol. 19. Issue 1. Рр. 8–12. EDN KPTOUC.
  8. Kong F.R., Pan L.S., Wang C.M., Zhang D.L., Xu N. Effects of polycarboxylate superplasticizers with different molecular structure on the hydration behavior of cement paste // Construction and Building Materials. 2016. Vol. 105. Рр. 545–553. doi: 10.1016/j.conbuildmat.2015.12.178
  9. Zhang H., Wang W., Li Q., Tian Q., Li L., Liu J. A starch-based admixture for reduction of hydration heat in cement composites // Construction and Building Materials. 2018. Vol. 173. Рр. 317–322. doi: 10.1016/j.conbuildmat.2018.03.199
  10. Wang X., Shi M., Wang X. Application of hydration heat inhibitor in crack control of mass concrete of tunnel side wall // E3S Web of Conferences. 2021. Vol. 283. P. 01032. doi: 10.1051/e3sconf/202128301032
  11. Liang T., Luo P., Mao Z., Huang X., Deng M., Tang M. Effect of Hydration Temperature Rise Inhibitor on the Temperature Rise of Concrete and Its Mechanism // Materials. 2023. Vol. 16. Issue 8. P. 2992. doi: 10.3390/ma16082992
  12. Malaiškienė J., Vaičienė M. The Influence of Silica Fly Ash and Wood Bottom Ash on Cement Hydration and Durability of Concrete // Materials. 2024. Vol. 17. Issue 16. P. 4031. doi: 10.3390/ma17164031
  13. Yan Y., Ouzia A., Yu C., Liu J.P., Scrivener K.L. Effect of a novel starch-based temperature rise inhibitor on cement hydration and microstructure development // Cement and Concrete Research. 2020. Vol. 129. P. 105961. doi: 10.1016/j.cemconres.2019.105961
  14. Zhang H., Liu X., Feng P., Li L., Wang W. Influence of temperature rising inhibitor on nucleation and growth process during cement hydration // Thermochimica Acta. 2019. Vol. 681. P. 178403. doi: 10.1016/j.tca.2019.178403
  15. Wang X., Shi M., Wang X. Application of hydration heat inhibitor in crack control of mass concrete of tunnel side wall // E3S Web of Conferences. 2021. Vol. 283. P. 01032. doi: 10.1051/e3sconf/202128301032
  16. Zhang H., Li L., Feng P., Wang W., Tian Q., Liu J. Impact of temperature rising inhibitor on hydration kinetics of cement paste and its mechanism // Cement and Concrete Composites. 2018. Vol. 93. Рр. 289–300. doi: 10.1016/j.cemconcomp.2018.07.018
  17. Shao X., Ning J., Tang R., Fang Z., Zhao B., Xu B. et al. Effect of temperature-rising inhibitor on the hydration and performance of cemented paste-filling material // Case Studies in Construction Materials. 2023. Vol. 19. P. e02680. doi: 10.1016/j.cscm.2023.e02680
  18. Xu W., Qiang S., Hu Z., Ding B., Yang B. Effect of hydration heat inhibitor on thermal stress of hydraulic structures with different thicknesses // Advances in Civil Engineering. 2020. Vol. 2020. Issue 1. doi: 10.1155/2020/5029865
  19. Aniskin N.A., Shaytanov A.M. Optimization of the Temperature and Thermo-Stressed State of a Concrete Dam Constructed from Particularly Lean Roller-Compacted Concrete // Buildings. 2023. Vol. 13. Issue 4. P. 914. doi: 10.3390/buildings13040914
  20. Jia C., Shao A., Li Y., Ren Q. Analyses of thermal stress field of high concrete dams during the process of construction // 2010 Asia-Pacific Power and Energy Engineering Conference. 2010. Рр. 1–5. doi: 10.1109/APPEEC.2010.5449456

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».