In this paper, an experimental study is carried out to investigate the effect of thermal shock on the mechanical properties of recycled glass concrete exposed to temperatures between 150 C to 600 C due to rapid cooling regimes, namely, natural cooling, spraying water, using CO[2] fire extinguishers, and immersion in water. The amount of waste glass replacement of fine aggregate resulting in optimal compressive strength is studied and then used in all specimens. The heat transfer in recycled glass concrete exposed to 600 C for one hour using an electric furnace is studied, with the results validated via a finite element model. It is found that recycled glass can enhance the residual strength and reduce the severity of cracks in concrete subjected to thermal shock caused by rapid cooling from temperatures up to 600 C to room temperature. Using recycled glass in concrete decreases temperature rise with time when exposed to elevated temperatures. The results obtained show that replacing 25 % of fine aggregate with recycled glass gives the maximum value of compressive strength. Compared with natural cooling, thermal shock generated by fast cooling regimes causes more severe damage to concrete, in terms of greater losses in compressive and tensile splitting strength and crack severity. Among the eight cooling regimes used in this study, natural cooling in air maintained a relatively higher value of residual compressive strength, while the highest reduction in strength was observed when using CO[2] fire extinguishers. Tensile splitting strength shows the same trend.

В данной работе проведено экспериментальное исследование влияния теплового удара на механические свойства вторичного стеклобетона, подвергнутого воздействию температур от 150 С до 600 С за счет быстрых режимов охлаждения, а именно естественного охлаждения, распыления воды, использования CO[2]-огнетушителей и погружения в воду. Изучено количество отработанного стекла, заменяющего мелкодисперсный заполнитель, приводящее к оптимальной прочности на сжатие, а затем используется во всех образцах. Исследована теплопередача в переработанном стеклобетоне, подвергнутом воздействию 600 С в течение одного часа с использованием электрической печи, а полученные результаты подтверждены с помощью конечно-элементной модели. Установлено, что переработанное стекло способно повысить остаточную прочность и уменьшить выраженность трещин в бетоне, подвергнутом тепловому удару, вызванному быстрым охлаждением от температуры до 600 С до комнатной температуры. Использование вторичного стекла в бетоне уменьшает повышение температуры со временем при воздействии повышенных температур. Полученные результаты показывают, что замена 25 % мелкого заполнителя вторичным стеклом дает максимальное значение прочности при сжатии. По сравнению с естественным охлаждением, тепловой удар, создаваемый режимами быстрого охлаждения, вызывает более серьезные повреждения бетона, выражающиеся в больших потерях прочности на разрыв при сжатии и растяжении, а также в серьезности трещин. Среди восьми режимов охлаждения, использованных в данном исследовании, естественное охлаждение в воздухе поддерживало относительно более высокое значение остаточной прочности на сжатие, в то время как наибольшее снижение прочности наблюдалось при использовании CO[2]-огнетушителей. Прочность на разрыв при растяжении показывает ту же тенденцию.

• Heat transfer and thermal shock of recycled glass concrete
  • 1. Introduction
  • 2. Methods
    • 2.1. Experimental details
      • 2.1.1 Raw materials
      • 2.1.2. Experimental procedures
    • 2.2. Temperature profile inside the specimens
  • 3. Results and Discussion
    • 3.1. The optimum content of recycled glass
    • 3.2. The effect of thermal shock on residual compressive strength
    • 3.3. The effect of thermal shock on residual tensile splitting strength
    • 3.4. Crack formation
    • 3.5. Temperature profile over time
  • 4. Conclusions
  • 5. Acknowledgments

Инженерно-строительный журнал / Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого. — Санкт-Петербург: СПбПУ, 2017-. — Периодичность: 8 раз в год. — Выходит с 2017 г. (с № 5). — Электрон. журнал. — Свободный доступ из сети Интернет (чтение, печать, копирование). — Текст: электронный

Инженерно-строительный журнал: специализированный научный журнал / Санкт-Петербургский политехнический университет Петра Великого, Инженерно-строительный институт. — Санкт-Петербург: СПбПУ, 2008 -. № 7 (91), 2019. — 1 файл (15,1 Мб). — Свободный доступ из сети Интернет (чтение, печать, копирование). — Электрон. журнал. — <URL:http://elib.spbstu.ru/dl/2/j21-90.pdf>.