Otaq temperaturunda sərtləşən ultra yüksək performanslı betonda metilselüloz efiri

Xülasə: Normal temperaturda sərtləşən ultra yüksək performanslı betonda (UHPC) hidroksipropil metilselüloz efirinin (HPMC) tərkibini dəyişdirərək, sellüloza efirinin UHPC-nin axıcılığına, bərkimə müddətinə, sıxılma müqavimətinə və əyilmə müqavimətinə təsiri öyrənilmişdir. , eksenel dartılma gücü və son dartılma dəyəri və nəticələr təhlil edilmişdir. Test nəticələri göstərir ki: aşağı özlülüklü HPMC-nin 1,00%-dən çox olmayan əlavə edilməsi UHPC-nin axıcılığına təsir göstərmir, lakin zamanla axıcılıq itkisini azaldır. , və quraşdırma müddətini uzatmaq, tikinti performansını əhəmiyyətli dərəcədə yaxşılaşdırmaq; tərkibi 0,50% -dən az olduqda, sıxılma gücünə, əyilmə gücünə və eksenel dartılma gücünə təsir əhəmiyyətli deyil və məzmun 0,50% -dən çox olduqda, onun mexaniki performansı 1/3-dən çox azalır. Müxtəlif performansları nəzərə alaraq, HPMC-nin tövsiyə olunan dozası 0,50% təşkil edir.

Açar sözlər: ultra yüksək performanslı beton; sellüloza efiri; normal temperaturda sərtləşmə; sıxılma gücü; əyilmə gücü; dartılma gücü

0、Ön söz

Çinin tikinti sənayesinin sürətli inkişafı ilə, faktiki mühəndislikdə beton performansına olan tələblər də artdı və tələbata cavab olaraq ultra yüksək performanslı beton (UHPC) istehsal edildi. Fərqli hissəcik ölçülərinə malik hissəciklərin optimal nisbəti nəzəri olaraq hazırlanmışdır və polad lif və yüksək effektiv su azaldıcı maddə ilə qarışdırılmışdır, o, ultra yüksək sıxılma gücü, yüksək möhkəmlik, yüksək zərbəyə davamlı dayanıqlıq və güclü özünü müalicə kimi əla xüsusiyyətlərə malikdir. mikro çatların əmələ gəlməsi qabiliyyəti. Performans. UHPC üzrə xarici texnologiya tədqiqatları nisbətən yetkindir və bir çox praktik layihələrə tətbiq edilmişdir. Xarici ölkələrlə müqayisədə yerli tədqiqatlar kifayət qədər dərin deyil. Dong Jianmiao və başqaları müxtəlif növ və miqdarda liflər əlavə edərək lifin birləşməsini öyrəndilər. Betonun təsir mexanizmi və qanunu; Chen Jing və başqaları. polad lif diametrinin 4 diametrli polad lifləri seçərək UHPC-nin işinə təsirini öyrənmişdir. UHPC-nin Çində yalnız az sayda mühəndislik tətbiqi var və o, hələ də nəzəri tədqiqat mərhələsindədir. UHPC Superiority-nin performansı konkret inkişafın tədqiqat istiqamətlərindən birinə çevrildi, lakin hələ də həll edilməli olan çoxlu problemlər var. UHPC istehsal texnologiyasının inkişafını məhdudlaşdıran xammala olan yüksək tələblər, yüksək qiymət, mürəkkəb hazırlıq prosesi və s. Onların arasında yüksək təzyiqli buxardan istifadə UHPC-nin yüksək temperaturda qurudulması onu daha yüksək mexaniki xassələrə və dayanıqlığa malik ola bilər. Bununla belə, çətin buxarla müalicə prosesi və istehsal avadanlıqlarına yüksək tələblər səbəbindən materialların tətbiqi yalnız yığma meydançalarla məhdudlaşa bilər və tökmə tikinti həyata keçirilə bilməz. Buna görə də, faktiki layihələrdə termal müalicə üsulunu qəbul etmək uyğun deyil və normal temperaturda bərkidilmiş UHPC üzərində dərin araşdırma aparmaq lazımdır.

Normal temperaturda müalicə olunan UHPC Çində tədqiqat mərhələsindədir və onun su-bağlayıcı nisbəti olduqca aşağıdır və yerində tikinti zamanı səthdə sürətli susuzlaşmaya meyllidir. Dehidrasiya fenomenini effektiv şəkildə yaxşılaşdırmaq üçün sement əsaslı materiallar adətən materiala bəzi su saxlayan qatılaşdırıcılar əlavə edirlər. Materialların ayrılması və qanaxmasının qarşısını almaq, su tutma və birləşməni artırmaq, tikinti işini yaxşılaşdırmaq, həmçinin sement əsaslı materialların mexaniki xüsusiyyətlərini effektiv şəkildə yaxşılaşdırmaq üçün kimyəvi agent. Polimer qatılaşdırıcı kimi hidroksipropil metil selüloz efiri (HPMC), sement əsaslı materiallarda polimer jelləşdirilmiş şlamı və materialları bərabər şəkildə bərabər şəkildə paylaya bilər və məhluldakı sərbəst su bağlanmış suya çevriləcək, beləliklə onu itirmək asan olmayacaq. məhlulu və betonun su tutma qabiliyyətini yaxşılaşdırır. Selüloz efirinin UHPC-nin axıcılığına təsirini azaltmaq üçün sınaq üçün aşağı özlülüklü sellüloza efiri seçilmişdir.

Xülasə, normal temperaturda sərtləşən UHPC-nin mexaniki xassələrinin təmin edilməsi əsasında tikinti işini yaxşılaşdırmaq üçün bu məqalə sellüloza efirinin kimyəvi xassələrinə əsaslanaraq, aşağı özlülüklü sellüloza efir tərkibinin normal temperaturda sərtləşməyə təsirini öyrənir. və onun UHPC şlamında təsir mexanizmi. Selüloz efirinin müvafiq dozasını təyin etmək üçün axıcılıq, laxtalanma müddəti, sıxılma gücü, əyilmə gücü, eksenel dartılma gücü və UHPC-nin son dartılma dəyərinin təsiri.

1. Test planı

1.1 Xammalı və qarışıq nisbətini yoxlayın

Bu test üçün xammal aşağıdakılardır:

1) Sement: P·Liuzhouda istehsal olunan O 52.5 adi Portland sementi.

2) Uçucu kül: Liuzhouda istehsal olunan uçucu kül.

3) Şlak tozu: Liuzhouda istehsal olunan S95 dənəvər yüksək soba şlak tozu.

4) Silisium dumanı: yarı şifrələnmiş silisium dumanı, boz toz, SiO2 tərkibi≥92%, xüsusi səth sahəsi 23 m²/g.

5) Kvars qumu: 20~40 mesh (0,833~0,350 mm).

6) Su reduktoru: polikarboksilat su reduktoru, ağ toz, suyun azaldılması dərəcəsi≥30%.

7) Lateks tozu: yenidən dağılan lateks tozu.

8) Lif efiri: ABŞ-da istehsal olunan hidroksipropil metilsellüloza METHOCEL, özlülük 400 MPa s.

9) Polad lif: düz mis örtüklü mikrotel polad lif, diametriφ 0,22 mm, uzunluğu 13 mm, dartılma gücü 2000 MPa.

İlkin mərhələdə çoxlu eksperimental tədqiqatlardan sonra müəyyən etmək olar ki, normal temperaturda quruyan ultra yüksək performanslı betonun əsas qarışıq nisbəti sementdir: uçucu kül: mineral toz: silisium dumanı: qum: su azaldıcı maddə: lateks tozu: su = 860: 42: 83: 110:980:11:2:210, polad lifin həcmi 2% təşkil edir. Bu əsas qarışıq nisbətinə 0, 0,25%, 0,50%, 0,75%, 1,00% HPMC selüloz efiri (HPMC) əlavə edin Müvafiq olaraq müqayisəli təcrübələr qurun.

1.2 Test üsulu

Quru toz xammalı qarışdırma nisbətinə uyğun olaraq çəkin və HJW-60 tək üfüqi şaftlı məcburi beton qarışdırıcıya qoyun. Mikseri vahid olana qədər işə salın, su əlavə edin və 3 dəqiqə qarışdırın, mikseri söndürün, çəkilmiş polad lifi əlavə edin və mikseri 2 dəqiqə yenidən işə salın. UHPC şlamından hazırlanmışdır.

Test tapşırıqlarına axıcılıq, bərkimə vaxtı, sıxılma gücü, əyilmə gücü, eksenel dartılma gücü və son dartılma dəyəri daxildir. Akışkanlıq testi JC/T986-2018 “Sement əsaslı grouting Materials”a uyğun olaraq müəyyən edilir. Quraşdırma vaxtı testi GB /T 1346-a uyğundur—2011 “Sement standart konsistensiyasının su sərfi və təyini vaxtının sınaq metodu”. Bükülmə müqaviməti testi GB/T50081-2002 “Adi Betonun Mexanik Xassələrinin Test Metodları üçün Standart”a uyğun olaraq müəyyən edilir. Sıxılma gücü testi, eksenel dartılma gücü və son dartılma dəyəri testi DLT5150-2001 “Hidravlik Beton Test Qaydalarına” uyğun olaraq müəyyən edilir.

2. Test nəticələri

2.1 Likvidlik

Akışkanlıq testinin nəticələri HPMC tərkibinin zamanla UHPC axıcılığının itirilməsinə təsirini göstərir. Sınaq hadisəsindən müşahidə olunur ki, sellüloza efiri olmayan məlhəm bərabər şəkildə qarışdırıldıqdan sonra səth susuzlaşmaya və qabıqlaşmaya meyilli olur, axıcılıq tez itir. və iş qabiliyyəti pisləşdi. Selüloz efiri əlavə etdikdən sonra səthdə heç bir dəri soyulması yox idi, zamanla axıcılıq itkisi az idi və iş qabiliyyəti yaxşı qaldı. Test diapazonu daxilində, 60 dəqiqə ərzində minimum axıcılıq itkisi 5 mm idi. Test məlumatlarının təhlili göstərir ki, Aşağı özlülüklü selüloz efirinin miqdarı UHPC-nin ilkin axıcılığına az təsir göstərir, lakin zamanla axıcılığın itirilməsinə daha çox təsir göstərir. Selüloz efiri əlavə edilmədikdə, UHPC-nin axıcılıq itkisi 15 mm-dir; HPMC-nin artması ilə məhlulun axıcılıq itkisi azalır; doza 0,75% olduqda, UHPC-nin axıcılıq itkisi zamanla ən kiçikdir, 5 mm; bundan sonra, HPMC artması ilə, zamanla UHPC-nin axıcılıq itkisi demək olar ki, dəyişməz.

sonraHPMCUHPC ilə qarışdırılır, UHPC-nin reoloji xassələrinə iki aspektdən təsir edir: biri odur ki, qarışdırma prosesinə müstəqil mikro qabarcıqlar gətirilir ki, bu da məcmu və uçucu kül və digər materialları “top effekti” əmələ gətirir, bu da iş qabiliyyəti Eyni zamanda, böyük miqdarda sement tərkibli material aqreqatı bükə bilər ki, məcmu məhlulda bərabər şəkildə "asılıb" və sərbəst hərəkət edə bilsin, aqreqatlar arasında sürtünmə azalır və axıcılıq artır; ikincisi UHPC-ni artırmaqdır Birləşən qüvvə axıcılığı azaldır. Testdə aşağı viskoziteli HPMC istifadə edildiyi üçün birinci aspekt ikinci aspektə bərabərdir və ilkin axıcılıq çox dəyişmir, lakin zamanla axıcılıq itkisi azaldıla bilər. Test nəticələrinin təhlilinə əsasən məlum ola bilər ki, UHPC-yə müvafiq miqdarda HPMC əlavə etmək UHPC-nin tikinti işini xeyli yaxşılaşdıra bilər.

2.2 Vaxtın təyin edilməsi

HPMC-nin miqdarından təsirlənən UHPC-nin qurulması vaxtının dəyişmə tendensiyasından, HPMC-nin UHPC-də gecikdirici rol oynadığını görmək olar. Məbləğ nə qədər böyükdürsə, gecikdirici təsir bir o qədər aydın görünür. Məbləğ 0,50% olduqda, məhlulun bərkitmə müddəti 55 dəqiqədir. Nəzarət qrupu (40 dəqiqə) ilə müqayisədə 37,5% artdı və artım hələ də aydın deyildi. Dozaj 1,00% olduqda, məhlulun bərkitmə müddəti 100 dəqiqə idi ki, bu da nəzarət qrupundan (40 dəq) 150% yüksək idi.

Selüloz efirinin molekulyar struktur xüsusiyyətləri onun gecikdirici təsirinə təsir göstərir. Selüloz efirindəki əsas molekulyar quruluş, yəni anhidroqlükoza halqası strukturu, sement klinkerinin hidratasiya reaksiyasının induksiya müddətini azaldaraq şəkər-kalsium molekulyar birləşmələri yaratmaq üçün kalsium ionları ilə reaksiya verə bilər. Ca(OH)2, sementin hidratasiya reaksiyasının sürətini azaldır və bununla da sementin bərkidilməsini gecikdirir.

2.3 Sıxılma gücü

7 gün və 28 gün ərzində UHPC nümunələrinin sıxılma gücü ilə HMPC-nin məzmunu arasındakı əlaqədən aydın şəkildə görmək olar ki, HPMC-nin əlavə edilməsi UHPC-nin sıxılma gücünün azalmasını tədricən artırır. 0,25% HPMC, UHPC-nin sıxılma gücü bir qədər azalır və sıxılma gücü nisbəti 96% təşkil edir. 0,50% HPMC əlavə edilməsi UHPC-nin sıxılma gücü nisbətinə heç bir açıq təsir göstərmir. İstifadə dairəsi daxilində HPMC, UHPC əlavə etməyə davam edin's Sıxılma gücü əhəmiyyətli dərəcədə azaldı. HPMC-nin tərkibi 1.00% -ə qədər artdıqda, sıxılma gücü nisbəti 66% -ə düşdü və güc itkisi ciddi idi. Məlumatların təhlilinə görə, 0,50% HPMC əlavə etmək daha məqsədəuyğundur və sıxılma gücü itkisi kiçikdir.

HPMC müəyyən bir hava cəlbedici təsirə malikdir. HPMC-nin əlavə edilməsi UHPC-də müəyyən miqdarda mikro qabarcıqların yaranmasına səbəb olacaq ki, bu da təzə qarışdırılmış UHPC-nin kütləvi sıxlığını azaldacaq. Bulamac bərkidildikdən sonra məsaməlilik tədricən artacaq və kompaktlıq da azalacaq, xüsusən də HPMC tərkibi. Daha yüksək. Bundan əlavə, təqdim edilən HPMC miqdarının artması ilə, UHPC-nin məsamələrində hələ də çoxlu çevik polimerlər var ki, bunlar sementli kompozitin matrisi sıxıldıqda yaxşı sərtlik və sıxılma dəstəyində mühüm rol oynaya bilməz. .Buna görə də, HPMC-nin əlavə edilməsi UHPC-nin sıxılma gücünü xeyli azaldır.

2.4 Bükülmə gücü

7 gün və 28 gün ərzində UHPC nümunələrinin əyilmə gücü ilə HMPC-nin tərkibi arasındakı əlaqədən, əyilmə gücü və sıxılma müqavimətinin dəyişmə əyrilərinin oxşar olduğunu və əyilmə müqavimətinin dəyişməsinin 0 ilə 0,50% arasında olduğunu görmək olar. HMPC ilə eyni deyil. HPMC-nin əlavə edilməsi davam etdikcə, UHPC nümunələrinin əyilmə gücü əhəmiyyətli dərəcədə azaldı.

HPMC-nin UHPC-nin əyilmə gücünə təsiri əsasən üç aspektdən ibarətdir: sellüloza efiri UHPC-nin əyilmə gücünü azaldan gecikdirici və hava tutma təsirlərinə malikdir; və üçüncü aspekt sellüloza efiri tərəfindən istehsal olunan çevik polimerdir. Nümunənin sərtliyinin azaldılması nümunənin əyilmə gücünün azalmasına bir qədər ləngidir. Bu üç aspektin eyni vaxtda mövcudluğu UHPC nümunəsinin sıxılma gücünü azaldır və həmçinin əyilmə gücünü azaldır.

2.5 Eksenel dartılma gücü və son dartılma dəyəri

7 gün və 28 gün ərzində UHPC nümunələrinin dartılma gücü ilə HMPC tərkibi arasında əlaqə. HPMC tərkibinin artması ilə UHPC nümunələrinin dartılma gücü əvvəlcə az dəyişdi, sonra isə sürətlə azaldı. Dartma gücü əyrisi göstərir ki, nümunədə HPMC-nin tərkibi 0,50%-ə çatdıqda, UHPC nümunəsinin eksenel dartılma gücü dəyəri 12,2MPa, dartılma müqaviməti nisbəti isə 103% təşkil edir. Nümunənin HPMC tərkibinin daha da artması ilə eksenel Mərkəzi dartılma gücü dəyəri kəskin şəkildə düşməyə başladı. Nümunənin HPMC tərkibi 0,75% və 1,00% olduqda, dartılma müqaviməti əmsalları müvafiq olaraq 94% və 78% olmuşdur ki, bu da HPMC olmadan UHPC-nin eksenel dartılma gücündən aşağı idi.

7 gün və 28 gün ərzində UHPC nümunələrinin son dartılma qiymətləri ilə HMPC-nin tərkibi arasındakı əlaqədən görünür ki, başlanğıcda sellüloza efirinin artması ilə son dartılma dəyərləri demək olar ki, dəyişməzdir. sellüloz efiri 0,50%-ə çatır və sonra sürətlə düşməyə başlayır.

Əlavə edilmiş HPMC miqdarının UHPC nümunələrinin eksenel dartılma gücünə və son dartılma dəyərinə təsiri demək olar ki, dəyişməz saxlanılması və sonra azalması tendensiyası göstərir. Əsas səbəb odur ki, HPMC hidratlanmış sement hissəcikləri arasında birbaşa yarana bilər. Suya davamlı polimer sızdırmaz film təbəqəsi sızdırmazlıq rolunu oynayır ki, UHPC-də müəyyən miqdarda su saxlanılır ki, bu da gələcək nəmlənmənin davamlı inkişafı üçün lazımi suyu təmin edir. sement, bununla da sementin möhkəmliyini artırır. HPMC-nin əlavə edilməsi UHPC-nin yapışqanlığını yaxşılaşdırır, şlamlara elastiklik bəxş edir, bu da UHPC-ni əsas materialın büzülməsinə və deformasiyasına tam uyğunlaşdırmağa imkan verir və UHPC-nin dartılma gücünü bir qədər yaxşılaşdırır. Bununla belə, HPMC-nin tərkibi kritik dəyəri aşdıqda, daxil olan hava nümunənin gücünə təsir göstərir. Mənfi təsirlər tədricən aparıcı rol oynadı və nümunənin eksenel dartılma gücü və son dartılma dəyəri azalmağa başladı.

3. Nəticə

1) HPMC normal temperaturda müalicə olunan UHPC-nin iş performansını əhəmiyyətli dərəcədə yaxşılaşdıra, laxtalanma müddətini uzadır və zamanla təzə qarışıq UHPC-nin axıcılıq itkisini azalda bilər.

2) HPMC-nin əlavə edilməsi məhlulun qarışdırılması zamanı müəyyən miqdarda kiçik baloncukların əmələ gəlməsinə səbəb olur. Məbləğ çox böyükdürsə, baloncuklar çox yığılacaq və daha böyük baloncuklar əmələ gələcək. Bulamaç yüksək dərəcədə yapışqandır və baloncuklar daşmaq və qopmaq olmaz. Sərtləşdirilmiş UHPC-nin məsamələri azalır; əlavə olaraq, HPMC tərəfindən istehsal olunan çevik polimer təzyiq altında olduqda sərt dəstək təmin edə bilməz və sıxılma və əyilmə gücləri çox azalır.

3) HPMC-nin əlavə edilməsi UHPC-ni plastik və çevik edir. UHPC nümunələrinin eksenel dartılma gücü və son dartılma dəyəri HPMC tərkibinin artması ilə çətin ki, dəyişir, lakin HPMC tərkibi müəyyən bir dəyəri keçdikdə, eksenel dartılma gücü və son dartılma dəyərləri xeyli azalır.

4) Normal temperaturda müalicə olunan UHPC hazırlayarkən HPMC-nin dozasına ciddi nəzarət edilməlidir. Dozaj 0,50% olduqda, normal temperaturda müalicə olunan UHPC-nin iş performansı ilə mexaniki xassələri arasındakı əlaqə yaxşı əlaqələndirilə bilər.