Etere di metilcellulosa nantu à a temperatura di l'ambienti chì cura u béton ultra-altu rendiment

Abstract: Cambiendu u cuntenutu di l'etere hydroxypropyl methylcellulose (HPMC) in a temperatura normale di u cuncretu ultra-high performance (UHPC), l'effettu di l'etere di cellulosa nantu à a fluidità, u tempu di fissazione, a forza di compressione è a forza di flexural di UHPC hè statu studiatu. , a forza di trazione assiale è u valore di tensione finale, è i risultati sò stati analizati. I risultati di a prova mostranu chì: aghjunghje micca più di 1,00% di HPMC di bassa viscosità ùn afecta micca a fluidità di UHPC, ma riduce a perdita di fluidità cù u tempu. , è allargà u tempu di stallazione, migliurà assai u rendiment di a custruzzione; quandu u cuntenutu hè menu di 0,50%, l'impattu nantu à a forza di compressione, a forza di flexural è a forza di tensile axial ùn hè micca significativu, è una volta chì u cuntenutu hè più di 0,50%, u so meccanicu A prestazione hè ridutta di più di 1/3. Considerando diverse prestazioni, la dose consigliata di HPMC è 0,50%.

Parolle chjave: béton ultra-altu rendiment; etere di cellulosa; guariscenza a temperatura normale; forza di compressione; forza flexural; forza di trazione

0、Prefazione

Cù u rapidu sviluppu di l'industria di a custruzzione in Cina, i requisiti per a prestazione di béton in l'ingegneria attuale anu ancu aumentatu, è u béton ultra-altu rendiment (UHPC) hè statu pruduttu in risposta à a dumanda. A proporzione ottimale di particelle cù diverse dimensioni di particelle hè teoricamente cuncepita, è mischjata cù fibra d'acciaio è agenti di riduzzione di l'acqua d'alta efficienza, hà proprietà eccellenti cum'è forza di compressione ultra-alta, alta tenacità, durabilità di alta resistenza à u scossa è una forte autoguarigione. capacità di micro-cracks. Prestazione. A ricerca di tecnulugia straniera nantu à UHPC hè relativamente matura è hè stata applicata à parechji prughjetti pratichi. Comparatu cù i paesi stranieri, a ricerca domestica ùn hè micca abbastanza prufonda. Dong Jianmiao è altri anu studiatu l'incorporazione di fibre aghjunghjendu diversi tipi è quantità di fibre. U mecanismu di influenza è a lege di u béton; Chen Jing et al. hà studiatu l'influenza di u diametru di a fibra d'acciaio nantu à u rendiment di UHPC selezziunendu fibre d'acciaio cù 4 diametri. UHPC hà solu un picculu numeru di applicazioni ingegneria in Cina, è hè sempre in u stadiu di a ricerca teorica. U funziunamentu di UHPC Superiorità hè diventatu unu di i direzzione di ricerca di u sviluppu di béton, ma ci sò ancora parechji prublemi à esse risolta. Cum'è esigenze elevate di materie prime, altu costu, prucessu di preparazione cumplicatu, etc., restringenu u sviluppu di a tecnulugia di produzzione UHPC. Frà elli, utilizendu vapore d'alta pressione A curazione di UHPC à alta temperatura pò fà ottene proprietà meccaniche è durabilità più altu. Tuttavia, per via di l'ingrossu prucessu di curazione di vapore è l'alti requisiti per l'equipaggiu di produzzione, l'applicazione di materiali pò esse limitata solu à i cantieri di prefabbricazione, è a custruzzione cast-in-place ùn pò esse realizata. Dunque, ùn hè micca adattatu per aduttà u metudu di curing termale in i prughjetti attuali, è hè necessariu di fà una ricerca approfondita nantu à a temperatura normale UHPC.

Temperature nurmale curing UHPC hè in a tappa di ricerca in Cina, è u so rapportu acqua-a-legante hè estremamente bassu, è hè propensu à a disidratazione rapida nantu à a superficia durante a custruzzione in situ. Per migliurà efficacemente u fenomenu di disidratazione, i materiali basati in cimentu sò generalmente aghjunghjenu alcuni addensanti chì ritenenu l'acqua à u materiale. Agente chimicu per prevene a segregazione è u sanguinamentu di i materiali, rinfurzà a ritenzione d'acqua è a coesione, migliurà u rendiment di a custruzzione, è ancu migliurà efficacemente e proprietà meccaniche di i materiali basati in cimentu. Hydroxypropyl metil cellulosa etere (HPMC) cum'è un addensante polimeru, chì pò distribuisce in modu efficau u polimeru gelled slurry è materiali in materiali basati in cimentu uniformemente, è l'acqua libera in u slurry diventerà acqua ligata, per quessa ùn hè micca faciule per perdiri. u slurry è migliurà u funziunamentu di ritenzione acqua di béton .In ordine per riduce l'impattu di cellulosa etere nantu à a fluidità di UHPC, etere cellulosa bassu viscosità hè statu sceltu per a prova.

In riassuntu, in ordine per migliurà u funziunamentu di a custruzzione nantu à a basa di assicurà e proprietà meccaniche di l'UHPC di curing à a temperatura normale, stu documentu studia l'effettu di u cuntenutu di l'etere di cellulosa à bassa viscosità nantu à a curazione di a temperatura normale basatu nantu à e proprietà chimiche di l'etere di cellulosa. è u so mecanismu d'azzione in u slurry UHPC. L'influenza di a fluidità, u tempu di coagulazione, a forza di compressione, a forza di flessione, a forza di trazione assiale è u valore di tensione finale di UHPC per determinà a dosa adatta di etere di cellulosa.

1. Pianu di prova

1.1 Teste e materie prime è u rapportu di mischju

E materie prime per sta prova sò:

1) Cimentu : P·O 52.5 cimentu Portland ordinariu pruduttu in Liuzhou.

2) Fly ash: Fly ash prodotta in Liuzhou.

3) Slag powder: S95 granulated blast furnace slag powder prodotta in Liuzhou.

4) Fume di silice: fume di silice semi-cifrata, polvere grisa, cuntenutu di SiO2≥92%, superficia specifica 23 m²/g.

5) Quartz sand: 20 ~ 40 mesh (0,833 ~ 0,350 mm).

6) Riduzzione di l'acqua: riduttore di l'acqua di policarboxilate, polvere bianca, tassu di riduzzione di l'acqua≥30%.

7) Polvere di lattice: polvere di lattice redispersible.

8) Fibra etere: hydroxypropyl methylcellulose METHOCEL pruduciutu in i Stati Uniti, viscosità 400 MPa s.

9) Fibra d'acciaio: fibra d'acciaio di microfilu di rame dritta, di diamitruφ hè 0,22 mm, a lunghezza hè 13 mm, a forza di trazione hè 2 000 MPa.

Dopu assai di ricerca sperimentale in u stadiu iniziale, pò esse determinatu chì u rapportu di mistura di basa di a temperatura normale di curing ultra-high performance béton hè cimentu: cenere volante: polvere minerale: fume di silice: sabbia: agente riducente d'acqua: polvere di lattice: acqua = 860: 42: 83: 110: 980: 11: 2: 210, u cuntenutu vulume di fibre azzaru hè 2%. Aghjunghjite 0, 0,25%, 0,50%, 0,75%, 1,00% HPMC di u cuntenutu di l'etere di cellulosa (HPMC) nantu à questu ratio di mistura di basa Stallà esperimenti comparativi rispettivamente.

1.2 Metudu di prova

Pesa a materia prima in polvere secca secondu u rapportu di mistura è mette in u miscelatore di béton furzatu HJW-60 unicu horizontale. Cumincià u mixer finu à l'uniformità, aghjunghje l'acqua è mischjà per 3 minuti, apague u mixer, aghjunghje a fibra d'acciaio pesata è ripigliate u mixer per 2 minuti. Trasformatu in slurry UHPC.

L'articuli di prova includenu fluidità, tempu di fissazione, forza di compressione, forza di flessione, forza di trazione assiale è valore di trazione finale. A prova di fluidità hè determinata secondu JC / T986-2018 "Cement-based Grouting Materials". A prova di u tempu di impostazione hè secondu GB /T 1346—2011 "Cement Standard Consistency Water Consumption and Setting Time Test Method". A prova di resistenza à a flessione hè determinata secondu GB / T50081-2002 "Standard for Test Methods of Mechanical Properties of Concrete Ordinariu". Test di forza di compressione, forza di trazione assiale è A prova di u valore di tensione finale hè determinata secondu DLT5150-2001 "Regulamenti di prova di calcestru idraulicu".

2. Test risultati

2.1 Liquidità

I risultati di a prova di fluidità mostranu l'influenza di u cuntenutu di HPMC nantu à a perdita di fluidità UHPC cù u tempu. Hè osservatu da u fenomenu di a prova chì dopu chì a slurry senza etere di cellulosa hè agitata uniformemente, a superficia hè propensa à a desidratazione è a crosta, è a fluidità hè rapidamente persa. , è a lavorabilità deteriorata. Dopu l'aghjunzione di l'etere di cellulosa, ùn ci era micca pelle nantu à a superficia, a perdita di fluidità cù u tempu era chjuca, è a workability restava bona. In u campu di prova, a perdita minima di fluidità era di 5 mm in 60 minuti. Analysis of the test data mostra chì, A quantità di l'etere di cellulosa bassu viscosità hà pocu effettu nantu à a fluidità iniziale di UHPC, ma hà un impattu maiò in a perdita di fluidità cù u tempu. Quandu ùn hè micca aghjuntu etere di cellulosa, a perdita di fluidità di UHPC hè 15 mm; Cù l'aumentu di HPMC, a perdita di fluidità di u mortar diminuisce; quandu u dosage hè 0.75%, a perdita di fluidità di UHPC hè u più chjucu cù u tempu, chì hè 5mm; dopu chì, cù l'aumentu di HPMC, a perdita di fluidità di UHPC cù u tempu Quasi invariatu.

DopuHPMChè mischju cù UHPC, affetta e proprietà reologichi di UHPC da dui aspetti: unu hè chì i micro-bubbles indipendenti sò purtati in u prucessu di agitazione, chì face chì l'aggregatu è a cendra mosca è altri materiali formanu un "effettu palla", chì aumenta u workability À u listessu tempu, una grande quantità di materiale cimentu pò imbottite l'agregatu, cusì chì l'agregatu pò esse "suspenditu" in u slurry, è pò spustà liberamente, a friczione trà l'aggregati hè ridutta, è a fluidità hè aumentata; u sicondu hè di aumentà l'UHPC A forza cohesive reduce a fluidità. Siccomu a prova usa HPMC di bassa viscosità, u primu aspettu hè uguali à u sicondu aspettu, è a fluidità iniziale ùn cambia assai, ma a perdita di fluidità cù u tempu pò esse ridutta. Sicondu l'analisi di i risultati di a prova, pò esse cunnisciutu chì l'aghjunghje una quantità approprita di HPMC à UHPC pò migliurà assai a prestazione di custruzzione di UHPC.

2.2 Impostazione di u tempu

Da a tendenza di u cambiamentu di u tempu di impostazione di UHPC affettatu da a quantità di HPMC, pò esse vistu chì HPMC ghjoca un rolu retardante in UHPC. Quantu più grande hè a quantità, u più ovvi l'effettu retarding hè. Quandu a quantità hè 0,50%, u tempu di stallazione di u mortar hè 55min. Comparatu cù u gruppu di cuntrollu (40 min), hà aumentatu da 37,5%, è l'aumentu era ancu micca evidenti. Quandu a dosa era 1.00%, u tempu di stallazione di u mortar era 100 min, chì era 150% più altu ch'è quellu di u gruppu di cuntrollu (40 min).

E caratteristiche di a struttura moleculare di l'etere di cellulosa affettanu u so effettu ritardante. A struttura moleculare fundamentale in l'etere di cellulosa, vale à dì, a struttura di l'anellu di anhydroglucose, pò reagisce cù ioni di calcium per furmà composti molecolari di zuccaru-calziu, riducendu u periodu di induzione di a reazione di idratazione di clinker di cimentu A concentrazione di ioni di calciu hè bassa, impediscendu più precipitazione di Ca(OH)2, riducendu a velocità di a reazione di idratazione di u cimentu, ritardandu cusì a stallazione di cimentu.

2.3 Forza cumpressione

Da a relazione trà a forza di compressione di i campioni UHPC à 7 ghjorni è 28 ghjorni è u cuntenutu di HMPC, pò esse chjaramente vistu chì l'aghjunzione di HPMC aumenta gradualmente a diminuzione di a forza di compressione di UHPC. 0.25% HPMC, a forza di compressione di UHPC diminuisce ligeramente, è u rapportu di forza di compressione hè 96%. Adding 0.50% HPMC ùn hà micca un effettu evidenti nantu à u rapportu di forza di compressione di UHPC. Cuntinuà à aghjunghje HPMC in u scopu di usu, UHPC's A forza di compressione hè diminuita significativamente. Quandu u cuntenutu di HPMC cresce à 1,00%, u rapportu di forza di compressione hè cascatu à 66%, è a perdita di forza era seria. Sicondu l'analisi di dati, hè più adattatu per aghjunghje 0,50% HPMC, è a perdita di forza di compressione hè chjuca.

L'HPMC hà un certu effettu di l'aria. L'aghjunzione di HPMC pruvucarà una certa quantità di microbubbles in UHPC, chì riducerà a densità di massa di UHPC appena mistu. Dopu chì a slurry hè indurita, a porosità aumenterà gradualmente è a compattezza ancu diminuite, in particulare u cuntenutu HPMC. Più altu. Inoltre, cù l'aumentu di a quantità di HPMC introduttu, ci sò ancu assai polimeri flessibili in i pori di UHPC, chì ùn ponu micca ghjucà un rolu impurtante in una bona rigidità è supportu cumpressivu quandu a matrice di u compostu cimentu hè cumpressatu. .Per quessa, l'aghjuntu di HPMC reduce assai a forza di compressione di UHPC.

2.4 Forza Flexural

Da a relazione trà a forza flexural di campioni UHPC à 7 ghjorni è 28 ghjorni è u cuntenutu di HMPC, si pò vede chì e curve di cambiamentu di forza flexural è forza di compressione sò simili, è u cambiamentu di forza flexural trà 0 è 0,50% di HMPC ùn hè micca listessu. Cumu l'aghjunzione di HPMC cuntinuava, a forza di flessione di i campioni UHPC diminuì significativamente.

L'effettu di HPMC nantu à a forza di flexural di UHPC hè principarmenti in trè aspetti: l'etere di cellulosa hà effetti ritardanti è aria-entraining, chì reducenu a forza di flexural di UHPC; è u terzu aspettu hè u polimeru flexible pruduciutu da l'etere di cellulosa, Reducendu a rigidità di u specimenu rallenta a diminuzione di a forza di flexural di u specimenu pocu. L'esistenza simultanea di sti trè aspetti riduce a forza di compressione di u specimen UHPC è riduce ancu a forza di flexural.

2.5 Forza di trazione assiale è valore di trazione finale

A relazione trà a forza di tensione di i specimens UHPC à 7 d è 28 d è u cuntenutu di HMPC. Cù l'aumentu di u cuntenutu di HPMC, a forza di tensione di i specimens UHPC hà cambiatu pocu è dopu diminuite rapidamente. A curva di forza di tensione mostra chì quandu u cuntenutu di HPMC in u specimen righjunghji 0.50%, u valore di forza di tensione assiale di u specimen UHPC hè 12.2MPa, è u rapportu di forza di tensione hè 103%. Cù l'aumentu di u cuntenutu HPMC di u specimenu, l'assiale U valore di forza di tensione centrale hà cuminciatu à calà bruscamente. Quandu u cuntenutu HPMC di u specimenu era 0.75% è 1.00%, i rapporti di forza di tensione eranu 94% è 78%, rispettivamente, chì eranu più bassi di a forza di tensione assiale di UHPC senza HPMC.

Da a relazione trà l'ultime tensile values ​​of UHPC samples at 7 days and 28 days è u cuntenutu di HMPC, si pò vede chì i valori tensile finali sò quasi invariati cù l'aumentu di l'etere di cellulosa à u principiu, è quandu u cuntenutu di L'etere di cellulosa righjunghji u 0,50% è poi hà cuminciatu à calà rapidamente.

L'effettu di a quantità additiva di HPMC nantu à a forza di trazione assiale è u valore di trazione finale di i specimens UHPC mostra una tendenza di mantene quasi invariata è poi diminuisce. U mutivu principale hè chì HPMC pò esse furmatu direttamente trà particelle di cimentu idratatu Una strata di film di sigillatura di polimeru impermeable ghjoca u rolu di sigillatura, perchè una certa quantità d'acqua hè almacenata in UHPC, chì furnisce l'acqua necessaria per u sviluppu cuntinuu di più idratazione. di cimentu, migliurà cusì a forza di cimentu. L'aghjunzione di HPMC migliurà a A cohesiveness di UHPC dota u slurry di flessibilità, chì face UHPC cumplettamente adattà à a shrinkage è a deformazione di u materiale di basa, è migliurà ligeramente a forza di trazione di UHPC. Tuttavia, quandu u cuntenutu di HPMC supera u valore criticu, l'aria entrained affetta a forza di u specimen. L'effetti avversi anu ghjucatu gradualmente un rolu di primura, è a forza di trazione assiale è u valore di tensione finale di u specimenu cuminciaru à diminuisce.

3. Cunclusioni

1) HPMC pò migliurà significativamente u funziunamentu di u funziunamentu di l'UHPC di curazione di a temperatura normale, allargà u so tempu di coagulazione è riduce a perdita di fluidità di UHPC appena mistu in u tempu.

2) L'aghjunzione di HPMC introduce una certa quantità di bolle minuscule durante u prucessu di agitazione di u slurry. Se a quantità hè troppu grande, e bolle si riuniscenu troppu è formanu bolle più grande. U slurry hè assai coesivu, è e bolle ùn ponu micca overflow è rupture. I pori di l'UHPC induriti diminuite; in più, u polimeru flexibule pruduciutu da HPMC ùn pò micca furnisce un supportu rigidu quandu hè sottu pressione, è a forza di compressione è flexural hè assai ridutta.

3) L'aggiunta di HPMC rende UHPC plastica è flessibile. A forza di trazione assiale è u valore di tensione finale di i specimens UHPC ùn cambianu pocu cù l'aumentu di u cuntenutu di HPMC, ma quandu u cuntenutu di HPMC supera un certu valore, a forza di trazione assiale è i valori di tensione finale sò assai ridotti.

4) Quandu si preparanu UHPC à temperatura normale, a dosa di HPMC deve esse strettamente cuntrullata. Quandu u dosage hè 0,50%, a relazione trà u funziunamentu di u travagliu è e proprietà meccaniche di a temperatura normale di u curing UHPC pò esse bè coordinatu.