СВОЙСТВА РЕАКТИВНОГО ПОРОШКОВОГО БЕТОНА - Строительство и ремонт

Свойства РПК:

Проектирование смеси реактивного порошкового бетона в первую очередь предполагает создание плотного гранулированного каркаса. Оптимизация гранулированной смеси может быть достигнута путем использования моделей упаковки.

Свойство RPC

Описание

Рекомендуемое значение

Устранение типа разрушения

Уменьшение размера крупного заполнителя

Крупный заполнитель заменяется мелким песком, при этом размер крупного заполнителя уменьшается примерно в 50 раз.

Максимальный размер мелкого песка – 600 мкм

Механические, химические и термомеханические свойства

Улучшенные механические свойства

Улучшение механических свойств пасты за счет добавления кремнеземистого дыма

Значения модуля Юнга в диапазоне 50-75 Гпа

Распределение по полю механических напряжений

Уменьшение соотношения заполнителя и матрицы

Ограничение содержания песка

Объем пасты составляет не менее 20 % индекса пустот неуплотненного песка

Любым внешним источником (например, опалубкой).

Механические характеристики и долговечность RPC:

Семейство реактивных порошковых бетонов включает два типа бетона, обозначаемые RPC 200 и RPC 800, которые предлагают интересные возможности применения в различных областях. Механические показатели для двух типов RPC приведены в таблице. Высокая прочность на изгиб RPC обусловлена добавлением стальных волокон.
Сравнение RPC 200 Mpa и RPC 800 Mpa:

Свойства

RPC 200 Mpa

RPC 800 Mpa

Давление перед установкой, МПа

Нет

Прочность на сжатие (при использовании кварцевого песка), Мпа

170 – 230

490 – 680

Прочность на сжатие (с использованием стального заполнителя), МПа

–

650 – 810

Прочность на изгиб, МПа

от 30 до 60

от 45 до 141

Сравнение HPC (80 Mpa) и RPC 200 Mpa:

HPC (80 Mpa )

Прочность на сжатие, Мпа

200

Прочность при изгибе, Мпа

Модуль упругости, Гпа

Вязкость разрушения, Дж/м2

<103

30×103

В таблице приведены типичные механические свойства RPC по сравнению с обычным HPC, имеющим прочность на сжатие 80 Мпа. Поскольку вязкость разрушения, которая является мерой энергии, поглощаемой на единицу объема материала при разрушении, выше для ДПК, он демонстрирует высокую пластичность. Помимо исключительных механических свойств, RPC имеет сверхплотную микроструктуру, что обеспечивает водонепроницаемость и долговечность. Поэтому эти материалы могут быть использованы для промышленных хранилищ и хранилищ ядерных отходов.
RPC обладает сверхвысокой прочностью, обусловленной чрезвычайно низкой пористостью, низкой проницаемостью, ограниченной усадкой и повышенной коррозионной стойкостью. По сравнению с HPC, в таблице не приводится RPC, что позволяет использовать его в химически агрессивных средах и там, где физический износ значительно ограничивает срок службы других бетонов.

Лабораторные исследования материалов, используемых в RPC:

Материалы, использованные для лабораторного исследования, их спецификация и свойства представлены в таблице.
Материалы, использованные в исследовании, и их свойства:

Sl.no

Образец

Удельный вес

Диапазон размеров частиц

Цемент, OPC, 53 сорт

3.15

31 мкм – 7,5 мкм

Микрокремнезем

2.2

5,3 мкм – 1,8 мкм

Кварцевый порошок

2.7

5,3 мкм – 1,3 мкм

Стандартный песок, сорт-1

2.65

0,6 мм – 0,3 мм

Стальные волокна (30 мм)

7.1

Длина: 30 мм и диаметр: 0,4 мм

Речной песок

2.61

2,36 мм – 0,15 мм

Подбор смеси для RPC и HPC:

Процесс подбора смеси для реактивного порошкового бетона и высокоэффективного бетона приведен ниже. Для получения хороших пропорций смесей RPC и HPC было приготовлено значительное количество пробных смесей.
ПРОПОРЦИИ СМЕСЕЙ RPC И HPC:

Материал

Пропорции смеси

RPC – F

HPC – F

Цемент

1.00

Кремнеземный дым

0.25

0.12

Кварцевый порошок

0.31

–

Стандартный песок 1 класса

1.09

0.20

30 мм стальные волокна

0.03

0.023

Добавка (на основе полиакрилата)

Вода

0.4

Работоспособность и плотность регистрировались для свежих бетонных смесей. Некоторые образцы RPC были подвергнуты термическому отверждению путем нагревания на водяной бане при температуре 90o C до момента проведения испытаний. Образцы RPC и HPC также отверждались в воде при комнатной температуре. Рабочие характеристики RPC и HPC контролировались в течение времени по следующим параметрам.

Свойства свежего бетона.
Прочность на сжатие
Прочность на изгиб
Водопоглощение

Свойства свежего бетона RPC:
Работоспособность смесей RPC (с волокнами и без них), измеренная с помощью испытания на растекаемость раствора согласно R\per ASTMC10916, находилась в диапазоне 120-140%. С другой стороны, обрабатываемость смесей HPC (с волокнами), измеренная с помощью испытания на осадку согласно ASTM C23117, находилась в диапазоне 120-150 мм. Плотность свежей смеси RPC и HPC находилась в диапазоне 2500-2650 кг/м3.
Прочность на сжатие:
Анализ прочности на сжатие в ходе исследования показал, что RPC имеет более высокую прочность на сжатие, чем HPC, как показано на рис. Прочность на сжатие является одним из факторов, связанных с долговечностью материала.

Максимальная прочность на сжатие RPC, полученная в результате данного исследования, составляет 200 МПа, в то время как максимальная прочность, полученная для HPC, составляет 75 МПа. Включение волокон и использование термоотверждения повысило прочность на сжатие RPC на 30-50%. Включение волокон не оказало существенного влияния на прочность на сжатие HPC.
Прочность на изгиб ДПК:
Оказалось, что прочность на изгиб обычного ДПК незначительно выше, чем у ВПК. Таблица четко объясняет изменение прочности на изгиб ДПК и ВПК при добавлении стальных волокон. Здесь увеличение прочности при изгибе ДПК с добавлением волокон выше, чем у ВПК.
Согласно литературным данным, прочность на изгиб RPC 200 должна составлять примерно 40 МПа. Причиной низкой прочности на изгиб, полученной в исследовании, может быть то, что использованные волокна (30 мм) были длинными и их диаметр был относительно большим. Армированный волокнами RPC (с соответствующими волокнами) имеет потенциал для использования в конструкциях без дополнительного стального армирования. Такое снижение затрат на армирование может в некоторой степени компенсировать увеличение стоимости за счет отказа от крупного заполнителя в RPC.
Прочность при изгибе в 28 дней, МПа

RPC

RPC -F

HPC

Водопоглощение ДПК:
Общая тенденция уменьшения водопоглощения с возрастом наблюдается как для ДПК, так и для ВПК. Однако процент водопоглощения ОПК очень низок по сравнению с ВПК. Качество RPC является одним из желаемых свойств материалов для локализации ядерных отходов.

Читайте далее: