New fresh concrete chemical admixture for tunnel lining design in the extreme winter conditions

Abstract

A new type of calcium-nitrate and urea-based chemical admixture is proposed, in order to maintain the compressive strength of fresh concrete exposed to very low temperatures (below to - 250C), including a sudden transition to positive temperatures at an early age. The applied admixture has no negative effect on compressive strength of specimens cured in water at 200C. When it is cured under three different frost regimes, concrete specimens with admixture show over three times higher compressive strength, in comparison to specimens without admixture. The implications of such improved concrete composition are discussed in reference to the tunnel lining design.

U radu se predlaže novi tip hemijskog dodatka betonu na bazi kalcijum-nitrata i uree, sa ciljem održavanja čvrstoće na pritisak svežeg betona izloženog vrlo niskim temperaturama (do -250C), uključujući i uticaj iznenadnih velikih temperaturnih amplituda (prelaze od negativnih ka pozitivnim temperaturama). Primenjeni dodatak ne utiče nepovoljno na čvrstoću na pritisak uzoraka betona negovanih u izotermalnim uslovima na temperaturi od 200C. Kada se svež beton izloži uticaju različitih režima mraza, uzorci sa dodatkom pokazuju gotovo tri puta veću pritisnu čvrstoću u poređenju sa uzorcima bez dodatka. Primena betona sa predloženim aditivom u praksi razmatra se u odnosu na postojanost i stabilnost tunelske obloge sa prskanim betonom.