Metielsellulose-eter op kamertemperatuur genesing van ultrahoë werkverrigting beton

Opsomming: Deur die inhoud van hidroksipropylmetielsellulose-eter (HPMC) in normale temperatuur-uitharding van ultrahoëprestasiebeton (UHPC) te verander, is die effek van sellulose-eter op die vloeibaarheid, settyd, druksterkte en buigsterkte van UHPC bestudeer. , aksiale treksterkte en uiteindelike trekwaarde, en die resultate is ontleed. Die toetsresultate toon dat: die byvoeging van nie meer as 1.00% van lae-viskositeit HPMC nie die vloeibaarheid van UHPC beïnvloed nie, maar die verlies aan vloeibaarheid met verloop van tyd verminder. , en verleng die steltyd, wat die konstruksieprestasie aansienlik verbeter; wanneer die inhoud minder as 0,50% is, is die impak op druksterkte, buigsterkte en aksiale treksterkte nie betekenisvol nie, en sodra die inhoud meer as 0,50% is, is die meganiese Die werkverrigting verminder met meer as 1/3. Met inagneming van verskeie prestasies, is die aanbevole dosis HPMC 0,50%.

Sleutelwoorde: ultrahoë werkverrigting beton; sellulose-eter; normale temperatuur genesing; druksterkte; buigsterkte; treksterkte

0、Voorwoord

Met die vinnige ontwikkeling van China se konstruksiebedryf het die vereistes vir betonprestasie in werklike ingenieurswese ook toegeneem, en ultrahoëprestasiebeton (UHPC) is vervaardig in reaksie op die vraag. Die optimale verhouding van deeltjies met verskillende deeltjiegroottes is teoreties ontwerp, en gemeng met staalvesel en hoë-doeltreffende waterreduksiemiddel, dit het uitstekende eienskappe soos ultrahoë druksterkte, hoë taaiheid, hoë skokweerstand duursaamheid en sterk selfgenesing vermoë van mikrokrake. Prestasie. Buitelandse tegnologienavorsing oor UHPC is relatief volwasse en is op baie praktiese projekte toegepas. In vergelyking met die buiteland is binnelandse navorsing nie diep genoeg nie. Dong Jianmiao en ander het die veselinsluiting bestudeer deur verskillende tipes en hoeveelhede vesel by te voeg. Die invloedmeganisme en wet van beton; Chen Jing et al. het die invloed van staalvesel deursnee op die werkverrigting van UHPC bestudeer deur staalvesels met 4 diameters te selekteer. UHPC het slegs 'n klein aantal ingenieurstoepassings in China, en dit is nog in die stadium van teoretiese navorsing. Die prestasie van UHPC Superiority het een van die navorsingsrigtings van konkrete ontwikkeling geword, maar daar is nog baie probleme wat opgelos moet word. Soos hoë vereistes vir grondstowwe, hoë koste, ingewikkelde voorbereidingsproses, ens., wat die ontwikkeling van UHPC-produksietegnologie beperk. Onder hulle, die gebruik van hoë-druk stoom Die genesing van UHPC by hoë temperatuur kan maak dat dit hoër meganiese eienskappe en duursaamheid verkry. Weens die omslagtige stoomuithardingsproses en hoë vereistes vir produksietoerusting kan die aanwending van materiaal egter slegs tot voorafvervaardigingswerwe beperk word, en kan in-plek konstruksie nie uitgevoer word nie. Daarom is dit nie geskik om die metode van termiese uitharding in werklike projekte aan te neem nie, en dit is nodig om in-diepte navorsing te doen oor normale temperatuurverharding UHPC.

Normale temperatuurverharding UHPC is in die navorsingstadium in China, en sy water-tot-bindmiddelverhouding is uiters laag, en dit is geneig tot vinnige dehidrasie op die oppervlak tydens konstruksie op die terrein. Om die dehidrasieverskynsel effektief te verbeter, voeg sement-gebaseerde materiale gewoonlik 'n paar waterhoudende verdikkers by die materiaal. Chemiese middel om segregasie en bloeding van materiale te voorkom, waterretensie en kohesie te verbeter, konstruksieprestasie te verbeter, en ook effektief die meganiese eienskappe van sement-gebaseerde materiale te verbeter. Hidroksipropylmetielsellulose-eter (HPMC) as 'n polimeerverdikkingsmiddel, wat die polimeergele flodder en materiale in sement-gebaseerde materiale eweredig kan versprei, en die vrye water in die flodder sal gebonde water word, sodat dit nie maklik is om te verloor van die flodder en verbeter die waterretensie prestasie van beton. Ten einde die impak van sellulose-eter op die vloeibaarheid van UHPC te verminder, is lae-viskositeit sellulose-eter vir die toets gekies.

Ter opsomming, ten einde die konstruksieprestasie te verbeter op grond van die versekering van die meganiese eienskappe van normale-temperatuur-uitharding van UHPC, bestudeer hierdie artikel die effek van lae-viskositeit sellulose-eter-inhoud op normale-temperatuur-uitharding gebaseer op die chemiese eienskappe van sellulose-eter en die werkingsmeganisme daarvan in UHPC-slib. Die invloed van vloeibaarheid, stollingstyd, druksterkte, buigsterkte, aksiale treksterkte en uiteindelike trekwaarde van UHPC om die toepaslike dosis sellulose-eter te bepaal.

1. Toetsplan

1.1 Toets grondstowwe en mengverhouding

Die grondstowwe vir hierdie toets is:

1) Sement: P·O 52.5 gewone Portland sement vervaardig in Liuzhou.

2) Vliegas: Vliegas wat in Liuzhou vervaardig word.

3) Slakpoeier: S95-gegranuleerde hoogoond-slakpoeier wat in Liuzhou vervaardig word.

4) Silika-rook: semi-geënkripteerde silika-rook, grys poeier, SiO2-inhoud≥92%, spesifieke oppervlakte 23 m²/g.

5) Kwartssand: 20~40 maas (0,833~0,350 mm).

6) Waterverminderaar: polikarboksilaatwaterverminderaar, wit poeier, waterverminderingskoers≥30%.

7) Latekspoeier: herdispergeerbare latekspoeier.

8) Veseleter: hidroksipropylmetielsellulose METHOCEL vervaardig in die Verenigde State, viskositeit 400 MPa s.

9) Staalvesel: reguit koper-geplateerde mikrodraad staalvesel, deursneeφ is 0,22 mm, lengte is 13 mm, treksterkte is 2 000 MPa.

Na baie eksperimentele navorsing in die vroeë stadium, kan daar vasgestel word dat die basiese mengverhouding van normale temperatuur uithardende ultrahoë werkverrigting beton sement: vliegas: mineraalpoeier: silika dampe: sand: water reduseermiddel: latex poeier: water = 860: 42: 83: 110:980:11:2:210, die staalveselvolume-inhoud is 2%. Voeg 0, 0.25%, 0.50%, 0.75%, 1.00% HPMC sellulose-eter (HPMC) inhoud by hierdie basiese mengverhouding Stel onderskeidelik vergelykende eksperimente op.

1.2 Toetsmetode

Weeg die droë poeier grondstowwe volgens die mengverhouding en plaas dit in die HJW-60 enkel-horisontale as geforseerde betonmenger. Begin die menger tot eenvormig, voeg water by en meng vir 3 minute, skakel die menger af, voeg die geweegde staalvesel by en herbegin die menger vir 2 minute. Gemaak in UHPC-mis.

Die toetsitems sluit in vloeibaarheid, settyd, druksterkte, buigsterkte, aksiale treksterkte en uiteindelike trekwaarde. Die vloeibaarheidstoets word bepaal volgens JC/T986-2018 “Cement-based Grouting Materials”. Die insteltydtoets is volgens GB /T 1346—2011 "Sement Standaard Konsekwentheid Waterverbruik en Settyd Toetsmetode". Die buigsterktetoets word bepaal volgens GB/T50081-2002 "Standard vir Toetsmetodes van Meganiese Eienskappe van Gewone Beton". Druksterktetoets, aksiale treksterkte en Die uiteindelike trekwaardetoets word bepaal volgens DLT5150-2001 “Hydraulic Concrete Test Regulations”.

2. Toetsresultate

2.1 Likiditeit

Die vloeibaarheidstoetsresultate toon die invloed van HPMC-inhoud op die verlies aan UHPC-vloeibaarheid oor tyd. Dit word uit die toetsverskynsel waargeneem dat nadat die suspensie sonder sellulose-eter eweredig geroer is, die oppervlak geneig is tot dehidrasie en korsvorming, en die vloeibaarheid gaan vinnig verlore. , en werkbaarheid het verswak. Nadat sellulose-eter bygevoeg is, was daar geen vervelling op die oppervlak nie, die verlies aan vloeibaarheid met verloop van tyd was klein, en die werkbaarheid het goed gebly. Binne die toetsreeks was die minimum verlies aan vloeibaarheid 5 mm in 60 minute. Ontleding van die toetsdata toon dat, Die hoeveelheid lae-viskositeit sellulose-eter het min effek op die aanvanklike vloeibaarheid van UHPC, maar het 'n groter impak op die verlies aan vloeibaarheid oor tyd. Wanneer geen sellulose-eter bygevoeg word nie, is die vloeibaarheidsverlies van UHPC 15 mm; Met die toename van HPMC neem die vloeibaarheidsverlies van mortel af; wanneer die dosis 0,75% is, is die vloeibaarheidsverlies van UHPC die kleinste met tyd, wat 5 mm is; daarna, met die toename van HPMC, die vloeibaarheidsverlies van UHPC met tyd Amper onveranderd.

NaHPMCmet UHPC gemeng word, beïnvloed dit die reologiese eienskappe van UHPC vanuit twee aspekte: een is dat onafhanklike mikroborrels in die roerproses ingebring word, wat die aggregaat en vliegas en ander materiale 'n "bal effek" vorm, wat die werkbaarheid Terselfdertyd kan 'n groot hoeveelheid sementagtige materiaal die aggregaat toedraai, sodat die aggregaat eweredig in die suspensie "gesuspendeer" kan word, en vrylik kan beweeg, die wrywing tussen die aggregate word verminder en die vloeibaarheid verhoog; die tweede is om die UHPC te verhoog. Die samehangende krag verminder die vloeibaarheid. Aangesien die toets lae-viskositeit HPMC gebruik, is die eerste aspek gelyk aan die tweede aspek, en die aanvanklike vloeibaarheid verander nie veel nie, maar die verlies aan vloeibaarheid met verloop van tyd kan verminder word. Volgens die ontleding van die toetsresultate kan dit bekend wees dat die toevoeging van 'n gepaste hoeveelheid HPMC by UHPC die konstruksieprestasie van UHPC aansienlik kan verbeter.

2.2 Stel tyd

Uit die veranderingstendens van die steltyd van UHPC wat deur die hoeveelheid HPMC geraak word, kan gesien word dat HPMC 'n vertraagde rol in UHPC speel. Hoe groter die hoeveelheid is, hoe duideliker is die vertraagde effek. Wanneer die hoeveelheid 0,50% is, is die settyd van die mortel 55min. In vergelyking met die kontrolegroep (40 min), het dit met 37,5% toegeneem, en die toename was steeds nie duidelik nie. Wanneer die dosis 1.00% was, was die settyd van die mortel 100 min, wat 150% hoër was as dié van die kontrolegroep (40 min).

Die molekulêre struktuurkenmerke van sellulose-eter beïnvloed die vertraagde effek daarvan. Die fundamentele molekulêre struktuur in sellulose-eter, dit wil sê die anhidroglukose-ringstruktuur, kan met kalsiumione reageer om suiker-kalsium molekulêre verbindings te vorm, wat die induksieperiode van sementklinkerhidrasiereaksie verminder. Die konsentrasie van kalsiumione is laag, wat verdere presipitasie van Ca(OH)2, wat die spoed van sementhidrasiereaksie verminder, waardeur die stolling van sement vertraag word.

2.3 Druksterkte

Uit die verband tussen die druksterkte van UHPC-monsters op 7 dae en 28 dae en die inhoud van HMPC, kan dit duidelik gesien word dat die byvoeging van HPMC die afname in die druksterkte van UHPC geleidelik verhoog. 0.25% HPMC, die druksterkte van UHPC neem effens af, en die druksterkteverhouding is 96%. Die byvoeging van 0.50% HPMC het geen duidelike effek op die druksterkteverhouding van UHPC nie. Gaan voort om HPMC by te voeg binne die gebruiksomvang, UHPC's Die druksterkte het aansienlik afgeneem. Toe die inhoud van HPMC tot 1.00% toegeneem het, het die druksterkteverhouding tot 66% gedaal, en die sterkteverlies was ernstig. Volgens die data-analise is dit meer gepas om 0.50% HPMC by te voeg, en die verlies aan druksterkte is klein

HPMC het 'n sekere lug-intrek effek. Die byvoeging van HPMC sal 'n sekere hoeveelheid mikroborrels in UHPC veroorsaak, wat die massadigtheid van vars gemengde UHPC sal verminder. Nadat die flodder verhard is, sal die porositeit geleidelik toeneem en die kompaktheid sal ook afneem, veral die HPMC-inhoud. Hoër. Daarbenewens, met die toename in die hoeveelheid HPMC wat ingebring word, is daar steeds baie buigsame polimere in die porieë van UHPC, wat nie 'n belangrike rol kan speel in goeie rigiditeit en drukondersteuning wanneer die matriks van die sementagtige saamgeperste materiaal saamgepers word nie. .Daarom verminder die byvoeging van HPMC die druksterkte van UHPC aansienlik.

2.4 Buigsterkte

Uit die verband tussen die buigsterkte van UHPC-monsters by 7 dae en 28 dae en die inhoud van HMPC, kan gesien word dat die veranderingskurwes van buigsterkte en druksterkte soortgelyk is, en die verandering van buigsterkte tussen 0 en 0.50% van HMPC is nie dieselfde nie. Soos die byvoeging van HPMC voortgegaan het, het die buigsterkte van UHPC-monsters aansienlik afgeneem.

Die effek van HPMC op die buigsterkte van UHPC is hoofsaaklik in drie aspekte: sellulose-eter het vertraagde en lug-meevoerende effekte, wat die buigsterkte van UHPC verminder; en die derde aspek is die buigsame polimeer wat deur sellulose-eter geproduseer word. Die vermindering van die styfheid van die monster vertraag die afname in die buigsterkte van die monster effens. Die gelyktydige bestaan ​​van hierdie drie aspekte verminder die druksterkte van die UHPC-monster en verminder ook die buigsterkte.

2.5 Aksiale treksterkte en uiteindelike trekwaarde

Die verband tussen die treksterkte van UHPC-monsters by 7 d en 28 d en die inhoud van HMPC. Met die toename in die inhoud van HPMC het die treksterkte van UHPC-monsters eers min verander en toe vinnig afgeneem. Die treksterktekurwe toon dat wanneer die inhoud van HPMC in die monster 0.50% bereik, die aksiale treksterktewaarde van die UHPC-monster 12.2MPa is, en die treksterkteverhouding is 103%. Met die verdere toename van die HPMC-inhoud van die monster het die aksiale Die sentrale treksterktewaarde skerp begin daal. Wanneer die HPMC-inhoud van die monster 0.75% en 1.00% was, was die treksterkteverhoudings onderskeidelik 94% en 78%, wat laer was as die aksiale treksterkte van UHPC sonder HPMC.

Uit die verband tussen die uiteindelike trekwaardes van UHPC-monsters op 7 dae en 28 dae en die inhoud van HMPC, kan gesien word dat die uiteindelike trekwaardes byna onveranderd is met die toename van sellulose-eter aan die begin, en wanneer die inhoud van sellulose-eter bereik 0,50 % en het dan vinnig begin daal.

Die effek van die bykomende hoeveelheid HPMC op die aksiale treksterkte en uiteindelike trekwaarde van UHPC-monsters toon 'n neiging om byna onveranderd te bly en dan af te neem. Die hoofrede is dat HPMC direk tussen gehidreerde sementdeeltjies gevorm kan word. 'n Laag waterdigte polimeer seëlfilm speel die rol van verseëling, sodat 'n sekere hoeveelheid water in UHPC gestoor word, wat nodige water verskaf vir die voortdurende ontwikkeling van verdere hidrasie van sement, waardeur die sterkte van sement verbeter word. Die byvoeging van HPMC verbeter die Die samehorigheid van UHPC gee die flodder buigsaamheid, wat UHPC ten volle laat aanpas by die krimp en vervorming van die basismateriaal, en die treksterkte van UHPC effens verbeter. Wanneer die inhoud van HPMC egter die kritieke waarde oorskry, beïnvloed die meegevoerde lug die sterkte van die monster. Die nadelige effekte het geleidelik 'n leidende rol gespeel, en die aksiale treksterkte en uiteindelike trekwaarde van die monster het begin afneem.

3. Gevolgtrekking

1) HPMC kan die werkverrigting van normale temperatuurverharding van UHPC aansienlik verbeter, sy stollingstyd verleng en die vloeibaarheidsverlies van varsgemengde UHPC oor tyd verminder.

2) Die byvoeging van HPMC bring 'n sekere hoeveelheid klein borrels in tydens die roerproses van die flodder. As die hoeveelheid te groot is, sal die borrels te veel versamel en groter borrels vorm. Die flodder is hoogs samehangend, en die borrels kan nie oorloop en bars nie. Die porieë van die verharde UHPC neem af; boonop kan die buigsame polimeer wat deur HPMC vervaardig word nie rigiede ondersteuning bied wanneer dit onder druk is nie, en die druk- en buigsterktes word aansienlik verminder.

3) Die byvoeging van HPMC maak UHPC plastiek en buigsaam. Die aksiale treksterkte en uiteindelike trekwaarde van UHPC-monsters verander skaars met die toename in HPMC-inhoud, maar wanneer die HPMC-inhoud 'n sekere waarde oorskry, word die aksiale treksterkte en uiteindelike trekwaardes aansienlik verminder.

4) Wanneer normale temperatuur-uitharding UHPC voorberei word, moet die dosis HPMC streng beheer word. Wanneer die dosis 0,50% is, kan die verhouding tussen die werkverrigting en meganiese eienskappe van normale temperatuurverharding UHPC goed gekoördineer word.