دانلود رایگان ترجمه مقاله دوام بتن مسلح با عملکرد بالا (UHPFRC) تحت پیری زودرس – الزویر ۲۰۱۴

مقاله انگلیسی رایگان

ترجمه فارسی رایگان 

بخشی از ترجمه فارسی مقاله:

چکیده
ما دوام یک عملکرد فوق العاده بالاي بافت بتن مسلح (UHPFRC) پس از پیری زودرس، یعنی پس از خشک شدن، و یا فر خشک کن ۱۰۵ درجه سانتیگراد (كيفيت مرجع خشک)، عمل حرارتی ۲۰۰، ۳۰۰ و یا ۴۰۰ درجه سانتیگراد، یا تقسیم زودرس (آزمون برزیلي) را ارزيابي مي‌كنيم. ابزار تجربی کلیدی ما نفوذپذیری گاز K_gas تحت تحديد 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 UHPFRCهاي معمول شامل اضافات پوزولانی و عمل حرارتی مي‌شوند، این UHPFRC نيست، و به طور قابل توجهی بيشتر 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 مي‌باشد. كيفيت 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 كردن پيوستگي مجدد در فیبر / رابط پيوستگي مي‌شود، که باعث افزایش K_gas تا ۱۰(-۱۷) m2 در P_c=6 مگاپاسکال مي‌شود. در حالی که حفظ بیش از ۳۰۰ میکرومتر/متر کرنش، K_gas از UHPFRC تقریبا یکسان باقی مانده است.
۱٫ مقدمه
۱٫۱ زمینه علمي و صنعتی
در حال حاضر، فرانسه داراي پارک صنعتی نیروگاه هسته‌ای دوم (بعد از USA) مي‌باشد، كه با زيادي ۵۸ راکتور مستقل در سراسر کشور گسترش يافته است. ۲۴ تا از اين 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 مهاركننده است که از دو سازه بتن آرمه منطبق ساخته شده است. هدف آنها این است که به عنوان یک مانع در برابر هرگونه حمله هواپیمايي عمل کنند، و همچنین به عنوان یک ظرف تنگ، باید هرگونه نشت مخزن رآکتور رخ دهد. در چنین رویدادي، فشار گاز، ساختن در داخل ساختار مهاركننده، که باید از طریقي به محیط زیست و پخش نشود انتظار می‌رود. بر خلاف راکتورهای نسل دوم، ساختمان مهاركننده راکتورهای نسل اول یک پوشش فولاد متخلخل غیر منطبق به یک ظرف بتن هستند، که مسائل ایمنی مختلف را توليد مي‌كنند.
قانون فرانسه (روي شفافیت و امنیت سیستم‌های عملیات هسته‌ای، ۱۳ژوئن ۲۰۱۶)‌ نفوذ دارد كه 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 كه به شرح زیر است: فشار گاز داخلی به ساختمان مهاركننده 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 عملياتي فرانسوی برق، روش جدید برای افزایش طول مدت زمان عمليات قدیمی‌ترین راکتورهای آن، از جمله آنهایی که ۲۵-۴۳ ساله نسل دوم هستند، را پیش‌بینی مي‌كند. مسیر پیش‌بینی تقویت تنگی ساختمان مهاركننده است که با گذشت زمان کاهش مي‌یابد، به دلیل خشک شدن بتن و زودرسي (مشخص شده توسط الگوهای مختلف نرم افزار)، و برای کاهش تحکیم مي‌باشد. 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 فیبري عملکرد فوق العاده بالا (UHPFRC)، توسعه یافته توسط شرکت لافارژ، تحت فرم اسلب قالب پيش ساخته، مونتاژ و چسبيده با هم (با ملات خاص) در ساختارهای موجود در نظر گرفته شده است. این مواد جديد یک نسخه ارزان تر از بتن پودري 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 چسبندگي 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 بالاي 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 مي‌باشد.

بخشی از مقاله انگلیسی:

Abstract

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.

۱٫ Introduction

۱٫۱٫ Industrial and scientific context

Currently, France has the second nuclear power plant industrial park (behind USA), with as many as 58 independent reactors spread around the country. 24 of these reactors belong to the so-called Second Generation, which was built between 1970 and 1988 (i.e. they are between 25 and 43 years old). Each reactor unit of the Second Generation comprises a containment building, which is made of two superposed reinforced concrete structures. Their aim is to act as a barrier against any aircraft strike, and also as a tight container, should any leakage of the reactor vessel occur. In such event, gas pressure build-up is expected inside the containment structure, which should not spread through to the environment. Contrary to the Second Generation reactors, containment buildings of the First Generation reactors are made of a non porous steel casing superposed to a concrete container, which generates different safety issues. The French law (on transparency and safety of nuclear operation systems, June 13th, 2006) imposes that, every ten years, all French nuclear reactors are stopped in turn, and fully test-proofed, in order to check if they are fit to be operated for ten more years. In particular, the tightness of Second Generation reactors to gas pressure is ascertained as follows: an internal gas pressure is applied to the containment building, at a conventional rate and amplitude, so that the reactor is declared fit for an extended operation if the leakage rate is below a regulatory- fixed value. Electricité de France (EDF), the first French electricity operating company, anticipates novel methods for lengthening the operating duration of its oldest reactors, among which are the 25–۴۳ years old Second Generation ones. A foreseen path is to strengthen the tightness of containment buildings, which has degraded with time, due to concrete drying and aging (marked by various crack patterns), and to prestress decrease. As recalled by Ozyildirim [1], one method of improving durability is to lower the permeability of concrete. One viable option is to cover the extrados of the current concrete buildings with a supplementary concrete layer, aimed at increasing its tightness for at least 30 more years. In this context, a specific Ultra High Performance Fiber Reinforced Concrete (UHPFRC), developed by Lafarge company, is being considered under the form of pre-cast slabs, assembled and glued together (with a specific mortar) on the existing structures. This novel material is a cheaper version of the commercial Reactive Powder Concretes of the Ductal™ range (also known as UHPFRC-D) [2–۴], owing to its simpler manufacturing process. Its requirement specifications comprise good long-term adherence (yet, this issue is not addressed here), and adequate durability performance. Similarly to Ductal™, this UHPFRC is a self-compacting concrete, and it possesses a recognized high mechanical performance, with a compressive strength above 120 MPa, a tensilestrength above 5–۶ MPa, a porosity (measured with water) below 10%, remarkable ductility provided by metallic fiber presence, and an excellent resistance to chloride penetration [2,5].