استخدامات HPMC في الخرسانة

المقدمة

في الوقت الحاضر، لا يمكن استخدام الرغوة المستخدمة في صناعة الخرسانة الرغوية إلا في صناعة الخرسانة الرغوية عندما تتمتع بالصلابة والثبات الكافيين عند خلطها بالملاط وليس لها أي تأثير سلبي على تكثيف وتصلب المواد الأسمنتية. وبناءً على ذلك، ومن خلال التجارب، تمت دراسة إضافة هيدروكسي بروبيل ميثيل السليلوز (HPMC)، وهو نوع من مادة تثبيت الرغوة، لتحسين أداء الخرسانة الرغوية ذات المسحوق الصغير المعاد تدويرها.

الرغوة نفسها ذات نوعية جيدة وسيئة تحدد جودة الخرسانة، خاصة في الخرسانة الرغوية المسحوقة المتجددة، نفايات الخرسانة بعد التكسير، مسحوق مطحنة الكرة، التي تكون بسبب وجودها غير متساوية ومع وجود جزيئات ومسام الحواف والزوايا، مقارنة بالرغوة العادية الخرسانة، فقاعات المسحوق المعاد تدويرها في الخرسانة الرغوية تحت التأثير الميكانيكي تكون أكثر خطورة. لذلك، كلما كانت المتانة وصغر حجم المسام وتوحيد وتشتت الرغوة في الملاط أفضل، كانت جودة الخرسانة الرغوية ذات المسحوق الصغير المعاد تدويرها أفضل. ومع ذلك، من المهم جدًا صنع رغاوي ذات صلابة عالية وتساوي حجم المسام وشكلها. في عملية استخدام عامل الرغوة، يلعب مثبت الرغوة دورًا مهمًا للغاية. معظم مثبتات الرغوة عبارة عن مادة صمغية، والتي يمكن أن تزيد من لزوجة المحلول وتغير سيولته عند إذابته في الماء. عند استخدامه مع عامل الرغوة، فإنه يزيد بشكل مباشر من لزوجة الطبقة السائلة للرغوة، ويزيد من مرونة الفقاعات وقوة سطح الطبقة السائلة.1 اختبار

1.1 المواد الخام

(1) الأسمنت: 42.5 أسمنت بورتلاندي عادي.

(2) المسحوق الناعم المعاد تدويره: تم اختيار عينات الخرسانة المهجورة في المختبر وسحقها إلى جزيئات بحجم جسيمات أقل من 15 مم بواسطة الكسارة الفكية، ثم تم وضعها في مطحنة الكرات للطحن. في هذه التجربة، تم اختيار المسحوق الدقيق المحضر بزمن طحن قدره 60 دقيقة.

(3) عامل الرغوة: عامل رغوة الصابون، سائل لزج أصفر فاتح محايد.

(4) مثبت الرغوة: هيدروكسي بروبيل ميثيل السليلوز (HPMC)، درجة مواد البناء الصناعية، مسحوق، قابل للذوبان في الماء بسهولة.

(5) الماء: ماء الشرب. الخصائص الفيزيائية الرئيسية للمواد الأسمنتية.

1.2 تصميم وحساب نسبة المزيج

1.2.1 تصميم المزيج

أثناء التجربة، يمكن زيادة أو تقليل محتوى الخرسانة الرغوية المسحوقة المتجددة، لضبط حجم الكثافة الجافة، من خلال تشكيل حجم اختلاف حجم العينة والحجم الفعلي والتصميم إلى درجة خطأ تقدير تقريبية لتجربة التصميم ورغوة المسحوق المتجددة سيولة الخرسانة للتحكم في حجم الملاط في حدود 180 مم + 20 مم.

1.2.2 حساب نسبة المزيج

كل تصميم نسبة صب 9 مجموعات من الكتل القياسية (100mmx100mmx100mm)، القياسية

الحجم الإجمالي لكتلة الاختبار V0 =(0.1×0.1×0.1)x27 = 2.7×10-2m3، اضبط الحجم الإجمالي V =

1.2×2.7×10-2 = 3.24×10-2m3، جرعة عامل الرغوة M0 = 0.9V = 0.9×3.24×10-2 =

2.916×10-2 كجم، الماء المطلوب لتخفيف عامل الرغوة هو MWO.

2. النتائج التجريبية ومناقشتها

من خلال ضبط جرعة HPMC، تم تحليل تأثير أنظمة الرغوة المختلفة على الخواص الأساسية للخرسانة الرغوية ذات المسحوق الصغير المعاد تدويرها. تم اختبار الخواص الميكانيكية لكل عينة.

2.1 تأثير جرعة HPMC على أداء الرغوة

أولاً، دعونا نلقي نظرة على "الفقاعات الرفيعة" و"الفقاعات السميكة". الرغوة عبارة عن تشتت الغاز في السائل. يمكن تقسيم الفقاعات إلى "فقاعة رفيعة" بها سائل أكثر وغاز أقل و"فقاعة سميكة" بها سائل أكثر وغاز أقل. نظرًا لوجود كمية كبيرة من فقاعات الماء والسيولة العالية، فإن ملاط ​​الخرسانة الرغوية رقيق جدًا، وماء الفقاعة أكثر، وسهل إنتاج تصريف الجاذبية، وبالتالي فإن الخرسانة الرغوية المسحوقة المعاد تدويرها مُجهزة بقوة منخفضة، أكثر المسام المتصلة، هي رغوة أقل شأنا. غاز أكثر سيولة وأقل رغوة، تكوين الثغر كثيف، مفصول فقط بطبقة رقيقة من فيلم الماء، تراكم كثافة الرغوة عبارة عن كثافة فقاعات رقيقة نسبيًا، تتشكل من تجديد المسام الدقيقة للخرسانة الرغوية المسحوقة، قوة عالية، عالية -رغوة عالية الجودة.

مع زيادة جرعة HPMC، زادت كثافة الرغوة تدريجيًا، مما يشير إلى أن الرغوة أصبحت أكثر كثافة، وأن عامل الرغوة يتضاعف تقريبًا قبل 0.4% له تأثير معزز قليلاً، أكثر من 0.4% بعد تأثير التثبيط، مما يشير إلى أن تزداد لزوجة محلول عامل الرغوة، مما يؤثر على قدرة الرغوة. مع زيادة جرعة HPMC، ينخفض ​​إفراز الرغوة ومسافة التسوية تدريجيًا رقميًا. قبل 0.4%، يكون معدل الانخفاض كبيرًا، وعندما يتجاوز المعدل 0.4%، ينخفض ​​المعدل، مما يشير إلى أنه مع زيادة لزوجة محلول عامل الرغوة، ليس من السهل تفريغ السائل الموجود في الفيلم السائل الفقاعي أو يكون التفريغ شديدًا صغيرة، وليس من السهل تدفق السائل بين الفقاعات. يتناقص سمك الغشاء السائل الفقاعي ببطء، ويطيل وقت انفجار الفقاعة، ويتم تعزيز قوة سطح الغشاء السائل الفقاعي، كما تتمتع الرغوة بدرجة معينة من المرونة، وذلك لتحقيق استقرار الرغوة

تم تعزيزه بشكل ملحوظ. وتعكس قيمة مسافة التسوية بعد 0.4% أيضًا أن الرغوة مستقرة نسبيًا في هذا الوقت. من الصعب رغوة ماكينة الرغوة بنسبة 0.8%، وأداء الرغوة هو الأفضل بنسبة 0.4%، وكثافة الرغوة 59 كجم/م3 في هذا الوقت.

2.2 تأثير محتوى HPMC على جودة ملاط ​​الخرسانة الرغوية ذات المسحوق الصغير المُعاد تدويره

مع زيادة محتوى HPMC، يزيد اتساق الطين. عندما يكون المحتوى أقل من 0.4%، يزداد الاتساق ببطء وثبات، وعندما يكون المحتوى أكثر من 0.4%، يتسارع المعدل بشكل ملحوظ، مما يشير إلى أن الرغوة كثيفة جدًا، وماء الفقاعات أقل، ولزوجة الرغوة أعلى. في عملية زيادة الجرعة، تكون كتلة الرغوة في الملاط هي الأفضل في نطاق 0.4% ~ 0.6%، وتكون جودة الرغوة سيئة خارج هذا النطاق. عندما يكون المحتوى أقل من 0.4%، يكون توزيع مسام الهواء في الملاط موحدًا نسبيًا ويظهر اتجاهًا ثابتًا للتحسن. عندما يتجاوز المحتوى هذا المحتوى، يظهر توزيع مسام الهواء اتجاهًا غير متساوٍ كبير، والذي قد يكون أيضًا بسبب الكثافة الزائدة واللزوجة للرغوة وضعف السيولة، مما يؤدي إلى عدم إمكانية تفريق الفقاعات بالتساوي في الملاط أثناء عملية التحريك .

2.3 تأثير محتوى HPMC على أداء الخرسانة الرغوية ذات المسحوق الدقيق المعاد تدويرها

بغض النظر عن كيفية إنتاج الرغوة، فإن حجم الفقاعات الموجودة في الرغوة لن يكون موحدًا تمامًا. اختبار مسحوق النفايات المعاد تدويره بعد سحق نظام الطحن، شكله ليس موحدًا، سلسًا في الفقاعة وخلط الملاط المختلط، الشكل غير المنتظم للملاط مع الحواف والزوايا، يمكن أن تنتج طفرات الجزيئات تأثيرًا ضارًا للغاية للرغوة، فهي تتلامس أكثر من كنقطة تلامس مع السطح، تنتج تركيزًا للضغط، وطعن الفقاعات، مما يتسبب في انفجار الفقاعات، لذلك، يتطلب تحضير الخرسانة الرغوية ذات المسحوق الصغير المعاد تدويرها ثباتًا أعلى للرغوة. يوضح الشكل 4 تأثير أنظمة الرغوة المختلفة على أداء الخرسانة الرغوية ذات المسحوق الدقيق المعاد تدويرها.

قبل 0.4%، انخفضت الكثافة الجافة تدريجياً وكان المعدل أسرع، وتحسن امتصاص الماء. وبعد 0.4% تتغير الكثافة الجافة، ويزداد معدل امتصاص الماء فجأة. في الأبعاد الثلاثية، قوة الضغط ليس لها فرق قبل 0.4%، وقيمة القوة حوالي 0.9mpa. بعد 0.4%، تكون قيمة الكثافة صغيرة. قوة الضغط عند 7d لها فرق واضح. من الواضح أن قيمة القوة عند الجرعة 0.0 ليست كبيرة مثل تلك عند 0.2% و0.4%، ولكنها أعلى من ذلك عند 0.6% و0.8%، ولا يزال هناك اختلاف بسيط في قيمة القوة عند 0.2% و0.4%. كان التغير في قيمة القوة عند 28d هو نفس التغيير عند 7d.

تظهر الجرعة 0.0 الأساسية فقاعة رقيقة، وصلابة الفقاعة، والاستقرار سيئ، في عملية خلط الملاط وتصلب العينة المتكثف، هناك الكثير من كسر الفقاعات، والمسامية الداخلية للعينة أعلى، بعد تشكيل أداء العينة ضعيف، مع زيادة الجرعة، وأداءها يتحسن تدريجياً، وتنتشر الفقاعة الموجودة في الملاط بشكل متساوٍ وتنفجر بدرجة أقل، بعد القولبة، هناك المزيد من الثقوب المغلقة في الهيكل الداخلي للعينة، و يتم تحسين شكل وفتحة ومسامية الثقوب بشكل أفضل، ويكون أداء العينة أفضل. أظهر اتجاهًا للانخفاض بنسبة 0.4٪، والقوة وقيمتها ليست عالية مثل 0.0، وقد يكون ذلك بسبب كثافة الرغوة واللزوجة كبيرة جدًا، والسبب غير السائل في عملية خلط الملاط، ولا يمكن خلط الرغوة مع ملاط ​​الأسمنت، ويمكن للفقاعة أن تكون أن تكون مشتتة بشكل جيد بالتساوي في الملاط مما يؤدي إلى تكوين العينة بحجم مختلف بدرجات الفقاعات، ونتيجة لذلك تظهر ثقوب كبيرة وثقوب متصلة في العينة بعد التصلب و تصلب، مما أدى إلى ضعف البنية، وانخفاض القوة وارتفاع معدل امتصاص الماء للثقوب الداخلية للعينة. في الشكل، السبب الرئيسي لتغير القوة هو الوصلات المسامية في الجزء الداخلي من الخرسانة الرغوية ذات المسحوق الدقيق

يعكس تحسين الهيكل أيضًا أن HPMC ليس له أي تأثير سلبي على ترطيب الأسمنت. عندما يكون محتوى HPMC تقريبًا في نطاق 0.2% ~ 0.4%، فإن قوة الخرسانة الرغوية ذات المسحوق الصغير المعاد تدويرها تكون أفضل.

3 الاستنتاج

تعتبر الرغوة عاملاً ضرورياً لصنع الخرسانة الرغوية، وترتبط جودتها ارتباطاً مباشراً بجودة الخرسانة الرغوية. من أجل ضمان الاستقرار الكافي للرغاوي، يتم خلط عامل الرغوة وHPMC للاستخدام. من تحليل الرغوة والملاط وجودة الخرسانة النهائية وجد ما يلي:

(1) إضافة HPMC له تأثير جيد على تحسين أداء الرغوة. بالمقارنة مع 0.0، زادت نسبة رغوة عامل الرغوة بمقدار 1.8 مرة، وزادت كثافة الرغوة بمقدار 21 كجم/م3، وانخفضت كمية الماء النازف لمدة ساعة واحدة بمقدار 48 مل، وانخفضت مسافة التسوية لمدة ساعة واحدة بمقدار 15 مم؛

(2) تمت إضافة HPMC لتحسين تجديد الجودة الشاملة لملاط الخرسانة الرغوي المسحوق، مقارنة بعدم الخلط، وزيادة اتساق الملاط بشكل عقلاني، وتحسين السيولة وتحسين استقرار فقاعة الملاط، وتعزيز توحيد الرغوة المشتتة في الملاط، تقلل من ثقب التوصيل، الثقب الكبير وظهور ظاهرة مثل وضع الانهيار، جرعة 0.4٪، بعد قطع عينة القولبة، تكون فتحةها صغيرة، وشكل الثقب أكثر دائرية، وتوزيع الحفرة أكثر اتساقا؛

(3) عندما يكون محتوى HPMC 0.2% ~ 0.4%، فإن قوة الضغط 28d للخرسانة الرغوية ذات المسحوق الدقيق المعاد تدويرها تكون أعلى، ولكن بالنظر إلى الكثافة الجافة وامتصاص الماء والقوة المبكرة، فإن الأفضل هو عندما يكون محتوى HPMC 0.4%. في هذا الوقت، الكثافة الجافة 442 كجم / م 3، قوة الضغط 7d 2.2mpa، 28d قوة الضغط 3.0mpa، امتصاص الماء 28٪. تلعب HPMC دورًا جيدًا في أداء الخرسانة الرغوية ذات المسحوق الصغير المعاد تدويرها، مما يعكس أن HPMC تتمتع بقدرة جيدة على التكيف والتوافق عند استخدامها في الخرسانة الرغوية ذات المسحوق الصغير المعاد تدويرها.