Metil zelulosa eter giro-tenperaturan errendimendu oso altuko hormigoia ontzeko

Laburpena: Errendimendu ultra altuko hormigoian (UHPC) sendatzeko tenperatura normalean hidroxipropil metilzelulosa eteraren (HPMC) edukia aldatuz, zelulosa eterrak UHPCren jariakortasunean, iraupen denboran, konpresio-erresistentzian eta malgutasun-erresistentzian duen eragina aztertu zen. , trakzio-erresistentzia axiala eta azken trakzio-balioa, eta emaitzak aztertu ziren. Proba emaitzek zera erakusten dute: likatasun baxuko HPMCren % 1,00 baino gehiago gehitzeak ez du UHPCren jariakortasunean eragiten, baina denboran zehar jariakortasun-galera murrizten du. , eta ezartzeko denbora luzatu, eraikuntzaren errendimendua asko hobetuz; edukia % 0,50 baino txikiagoa denean, konpresio-erresistentzian, malgutasun-erresistentzian eta trakzio-erresistentzia axialean eragina ez da esanguratsua, eta edukia % 0,50 baino gehiago denean, errendimendu mekanikoa 1/3 baino gehiago murrizten da. Hainbat errendimendu kontuan hartuta, HPMCren dosia gomendatua % 0,50 da.

Hitz gakoak: errendimendu ultra altuko hormigoia; zelulosa eter; tenperatura normala ontzea; konpresioaren indarra; malgutasun indarra; trakzio-erresistentzia

0,Hitzaurrea

Txinako eraikuntza-industriaren garapen azkarrarekin, benetako ingeniaritzan hormigoiaren errendimenduaren eskakizunak ere handitu egin dira, eta errendimendu ultra altuko hormigoia (UHPC) ekoitzi da eskariari erantzunez. Partikula tamaina desberdineko partikulen proportzio optimoa teorikoki diseinatuta dago, eta altzairu zuntzarekin eta eraginkortasun handiko ura murrizteko agentearekin nahasten da, propietate bikainak ditu, hala nola konpresio-erresistentzia ultra-altua, gogortasun handia, kolpe-erresistentzia iraunkortasuna eta auto-sendatze sendoa. mikro-arrailduen gaitasuna. Errendimendua. UHPCri buruzko atzerriko teknologiaren ikerketa nahiko heldua da eta proiektu praktiko askotan aplikatu da. Atzerriko herrialdeekin alderatuta, etxeko ikerketa ez da nahikoa sakona. Dong Jianmiaok eta beste batzuek zuntz txertaketa aztertu zuten zuntz mota eta kantitate desberdinak gehituz. Eragin mekanismoa eta hormigoiaren legea; Chen Jing et al. altzairu-zuntzen diametroak UHPCren errendimenduan duen eragina aztertu du 4 diametroko altzairu-zuntzak hautatuz. UHPC-k ingeniaritza-aplikazio gutxi ditu Txinan, eta ikerketa teorikoaren fasean dago oraindik. UHPC Superiority-ren errendimendua garapen konkretuaren ikerketa-ildoetako bat bihurtu da, baina oraindik arazo asko daude konpontzeko. Esaterako, lehengaien eskakizun handiak, kostu handia, prestaketa prozesu konplikatua, etab., UHPC ekoizpen teknologiaren garapena mugatuz. Horien artean, presio handiko lurruna erabiliz UHPC tenperatura altuan ontzeak propietate mekaniko eta iraunkortasun handiagoak lor ditzake. Hala ere, lurrun ontze-prozesu astuna eta ekoizpen-ekipamenduen eskakizun handiak direla eta, materialen aplikazioa aurrefabrikazioko patioetara bakarrik mugatu daiteke, eta ezin da tokian tokiko eraikuntza egin. Hori dela eta, ez da egokia benetako proiektuetan ontze termikoaren metodoa hartzea, eta beharrezkoa da tenperatura normalaren ontze UHPCri buruzko ikerketa sakona egitea.

Tenperatura normala sendatzeko UHPC ikerketa fasean dago Txinan, eta bere ura eta aglutinatzaile proportzioa oso baxua da, eta gainazalean deshidratazio azkarra izateko joera du tokiko eraikuntzan. Deshidratazio-fenomenoa eraginkortasunez hobetzeko, zementuan oinarritutako materialek normalean ura atxikitzen duten loditzaile batzuk gehitzen dizkiote materialari. Materialen bereizketa eta odoljarioa saihesteko agente kimikoa, uraren atxikipena eta kohesioa hobetzeko, eraikuntzaren errendimendua hobetzeko eta zementuan oinarritutako materialen propietate mekanikoak modu eraginkorrean hobetzeko. Hidroxipropil metil zelulosa-ether (HPMC) polimero loditzaile gisa, polimero gelifikatutako minda eta materialak modu eraginkorrean banatu ditzake zementuan oinarritutako materialetan, eta minda doan ura ur lotu bihurtuko da, beraz, ez da erraza galtzen. minda eta hormigoiaren ura atxikitzeko errendimendua hobetu. Zelulosa eterraren eragina murrizteko UHPCren jariakortasunean, biskositate baxuko zelulosa eter aukeratu zen probarako.

Laburbilduz, eraikuntza-errendimendua hobetzeko UHPC tenperatura normaleko ontze-propietate mekanikoak bermatzeko, lan honek likatasun baxuko zelulosa-eter edukiak tenperatura normaleko ontzean duen eragina aztertzen du zelulosa eteraren propietate kimikoetan oinarrituta. eta bere ekintza-mekanismoa UHPC mindan. Jariakortasunaren, koagulazio-denboraren, konpresio-erresistentzia, malgutasun-erresistentzia, trakzio-erresistentzia axialaren eta UHPCren azken trakzio-balioaren eragina zelulosa-eterren dosi egokia zehazteko.

1. Proba plana

1.1 Probatu lehengaiak eta nahasketa-erlazioa

Proba honetarako lehengaiak hauek dira:

1) Zementua: P·O 52.5 Portland zementu arrunta Liuzhou-n ekoitzitakoa.

2) Errauts hegalariak: Liuzhou-n ekoitzitako errauts hegalariak.

3) Zepa-hautsa: Liuzhou-n ekoitzitako labe garaietako zepa-hauts pikordun S95.

4) Silize kea: erdi enkriptatutako silize kea, hauts grisa, SiO2 edukia≥% 92, azalera espezifikoa 23 m²/g.

5) Harea kuartzoa: 20 ~ 40 sare (0,833 ~ 0,350 mm).

6) Ur erreduktorea: polikarboxilatozko ur erreduktorea, hauts zuria, ura murrizteko tasa≥%30.

7) Latex hautsa: latex hautsa birdispertagarria.

8) Zuntz eterra: Estatu Batuetan ekoitzitako hidroxipropil metilzelulosa METHOCEL, biskositatea 400 MPa s.

9) Altzairu-zuntza: kobrezko mikroharri zuzeneko altzairu-zuntza, diametroaφ 0,22 mm da, luzera 13 mm da, trakzio erresistentzia 2 000 MPa da.

Hasierako fasean ikerketa esperimental asko egin ondoren, zehaztu daiteke errendimendu ultra-altuko hormigoiaren tenperatura normalaren oinarrizko nahasketa-erlazioa zementua dela: errauts heganak: hauts minerala: silize-kea: harea: ura murrizteko agentea: latex hautsa: ura = 860: 42: 83: 110:980:11:2:210, altzairu zuntz bolumenaren edukia % 2 da. Gehitu 0, % 0,25, % 0,50, % 0,75, % 1,00 HPMC zelulosa eteraren (HPMC) edukia oinarrizko nahasketa-erlazio honetan Konparazio-esperimentuak ezarri hurrenez hurren.

1.2 Proba metodoa

Pisatu hauts lehorreko lehengaiak nahasketa proportzioaren arabera eta jarri HJW-60 ardatz horizontal bakarreko hormigoi nahastailean. Hasi nahasgailua uniforme arte, gehitu ura eta nahastu 3 minutuz, itzali nahasgailua, gehitu pisatutako altzairu-zuntza eta berriro martxan jarri nahastagailua 2 minutuz. UHPC minda eginda.

Proba elementuak jariakortasuna, ezarpen-denbora, konpresio-erresistentzia, malgutasun-erresistentzia, trakzio-erresistentzia axiala eta azken trakzio-balioa dira. Jariakortasun-proba JC/T986-2018 "Cement-based Grouting Materials"-ren arabera zehazten da. Ezarpen-denboraren proba GB /T 1346 araberakoa da—2011 "Zementu estandarraren koherentzia uraren kontsumoa eta ezarpen-denbora probatzeko metodoa". Malgutasun-erresistentzia-proba GB/T50081-2002 "Homigoi arruntaren propietate mekanikoen proba-metodoen estandarra"ren arabera zehazten da. Konpresio-erresistentzia-proba, trakzio-erresistentzia axiala eta Azken trakzio-balioaren proba DLT5150-2001 "Hydraulic Concrete Test Regulations"-en arabera zehazten da.

2. Proben emaitzak

2.1 Likidezia

Jariakortasun-probaren emaitzek HPMC edukiak denboran zehar UHPC jariakortasunaren galeran duen eragina erakusten du. Proba-fenomenotik ikusten da zelulosa-eterrik gabeko minda uniformeki nahastu ondoren, gainazala deshidratatu eta lurrazala izateko joera duela eta jariakortasuna azkar galtzen dela. , eta langarritasuna okerrera egin zuen. Zelulosa eterra gehitu ondoren, ez zegoen azalean azalean, denboran zehar jariakortasunaren galera txikia izan zen eta langarritasuna ona izaten jarraitzen zuen. Proba-eremuaren barruan, gutxieneko jariakortasun-galera 5 mm-koa izan zen 60 minututan. Proba datuen analisiak erakusten du: Likatasun baxuko zelulosa-eter kantitateak eragin txikia du UHPCren hasierako jariakortasunean, baina eragin handiagoa duela denboran zehar jariakortasunaren galeran. Zelulosa-eterrik gehitzen ez denean, UHPCren jariakortasun-galera 15 mm-koa da; HPMC areagotzearekin batera, morteroaren jariakortasun-galera gutxitzen da; dosia % 0,75 denean, UHPCren jariakortasun-galera txikiena da denborarekin, hau da, 5 mm-koa; ondoren, HPMC-ren gehikuntzarekin, denborarekin UHPCren jariakortasun-galera Ia ez da aldatu.

OndorenHPMCUHPCrekin nahasten da, UHPCren propietate erreologikoak bi alderditatik eragiten ditu: bata da mikroburbuila independenteak nahaste-prozesuan sartzen direla, eta horrek agregatuak eta errauts hegalariak eta beste materialek "bola-efektua" osatzen dute, eta horrek areagotzen du. langarritasuna Aldi berean, zementuzko material kopuru handi batek agregatua bildu dezake, eta horrela agregatua berdintsu "eseki" daiteke mindan, eta aske mugi daiteke, agregatuen arteko marruskadura murrizten da eta jariakortasuna areagotzen da; bigarrena UHPC handitzea Kohesio indarrak jariakortasuna murrizten du. Probak likatasun baxuko HPMC erabiltzen duenez, lehenengo alderdia bigarren alderdiaren berdina da, eta hasierako jariakortasuna ez da asko aldatzen, baina denboran zehar jariakortasun-galera murriztu daiteke. Proben emaitzen analisiaren arabera, jakin daiteke UHPC-ri HPMC kopuru egokia gehitzeak UHPCren eraikuntza-errendimendua asko hobetu dezakeela.

2.2 Ordua ezartzea

HPMC-ren kopuruak eragindako UHPC-ren ezarpen-denboraren aldaketa-joeraren arabera, HPMC-k UHPC-n atzerapena egiten duela ikus daiteke. Zenbat eta handiagoa izan, orduan eta nabariagoa da atzerapen-efektua. Zenbatekoa % 0,50 denean, morteroaren iraupen-denbora 55 minutukoa da. Kontrol taldearekin alderatuta (40 min), % 37,5 hazi zen, eta igoera oraindik ez zen nabaria. Dosia % 1,00 zenean, morteroaren iraupen-denbora 100 minutukoa izan zen, kontrol taldearena baino % 150 handiagoa (40 min).

Zelulosa eteraren egitura molekularren ezaugarriek bere atzerapen efektuari eragiten diote. Zelulosa eteraren oinarrizko egitura molekularra, hau da, anhidroglukosa eraztunaren egitura, kaltzio ioiekin erreakzionatu dezake azukre-kaltzio molekular konposatuak sortzeko, zementuzko clinker hidratazio-erreakzioaren indukzio-aldia murriztuz. Ca(OH)2, zementuaren hidratazio erreakzioaren abiadura murrizten du, eta, ondorioz, zementuaren ezarpena atzeratzen du.

2.3 Konpresioaren erresistentzia

7 egunetan eta 28 egunetan UHPC laginen konpresio-erresistentziaren eta HMPC-ren edukiaren arteko erlaziotik, argi ikus daiteke HPMC gehitzeak UHPC-ren konpresio-erresistentziaren beherakada handitzen duela pixkanaka. % 0,25 HPMC, UHPCren konpresio-erresistentzia apur bat jaisten da eta konpresio-erresistentzia-erlazioa % 96 da. % 0,50 HPMC gehitzeak ez du eragin nabaririk UHPCren konpresio-erresistentzia-erlazioan. Jarraitu HPMC gehitzen erabilera-esparruaren barruan, UHPC's Konpresio-erresistentzia nabarmen murriztu zen. HPMC-ren edukia % 1,00ra igo zenean, konpresio-erresistentzia-erlazioa % 66ra jaitsi zen, eta erresistentzia-galera larria izan zen. Datuen analisiaren arabera, egokiagoa da % 0,50 HPMC gehitzea, eta konpresio-erresistentzia galera txikia da.

HPMC-k aire-efektu jakin bat du. HPMC gehitzeak mikroburbuila kopuru jakin bat eragingo du UHPCn, eta horrek nahastu berri den UHPCren dentsitatea gutxituko du. Minda gogortu ondoren, porositatea pixkanaka handitzen joango da eta trinkotasuna ere murriztuko da, batez ere HPMC edukia. Gorago. Horrez gain, sartutako HPMC-kopurua handituz, polimero malgu asko daude oraindik UHPC-ren poroetan, ezin duten paper garrantzitsua izan zurruntasun eta euskarri konpresibo onean zementuzko konpositearen matrizea konprimitzen denean. .Hori dela eta, HPMC gehitzeak UHPCren konpresio-erresistentzia asko murrizten du.

2.4 Flexio-erresistentzia

7 egun eta 28 egunetan UHPC laginen malgutasun-erresistentziaren eta HMPC-ren edukiaren arteko erlaziotik, malgutasun-erresistentziaren eta konpresio-erresistentziaren aldaketa-kurbak antzekoak direla ikus daiteke, eta malgutasun-erresistentziaren aldaketa 0 eta % 0,50 artean. HMPC ez da berdina. HPMC gehitzen jarraitu ahala, UHPC laginen malgutasun-erresistentzia nabarmen murriztu zen.

HPMC-k UHPC-ren malgutasun-erresistentzian duen eragina hiru alderditan dago batez ere: zelulosa-eter-ek atzerapen eta aire-erarapen-efektuak ditu, UHPC-ren malgutasun-erresistentzia murrizten dutenak; eta hirugarren alderdia zelulosa eterak sortutako polimero malgua da, alearen zurruntasuna murrizteak laginaren malgutasun-erresistentzia apur bat moteltzen du. Hiru alderdi hauen aldi berean egoteak UHPC proben konpresioaren erresistentzia murrizten du eta malgutasun erresistentzia ere murrizten du.

2.5 Trakzio-erresistentzia axiala eta azken trakzio-balioa

UHPC aleen trakzio-erresistentzia 7 d eta 28 d-tan eta HMPC-ren edukiaren arteko erlazioa. HPMCren edukia handitzean, UHPC aleen trakzio-erresistentzia gutxi aldatu zen lehenik eta gero azkar gutxitu zen. Trakzio-erresistentziaren kurbak erakusten du laginaren HPMC-ren edukia % 0,50ra iristen denean, UHPC laginaren trakzio-erresistentzia axialaren balioa 12,2 MPa dela eta trakzio-erresistentzia-erlazioa % 103koa dela. Laginaren HPMC edukia gehiago handitzean, trakzio-erresistentzia erdiko balio axiala nabarmen jaisten hasi zen. Laginaren HPMC edukia % 0,75 eta % 1,00 zenean, trakzio-erresistentzia-erlazioak % 94 eta % 78 ziren, hurrenez hurren, HPMC gabe UHPCren trakzio-erresistentzia axiala baino txikiagoak ziren.

7 egunetan eta 28 egunetan UHPC laginen azken trakzio-balioen eta HMPC-ren edukiaren arteko erlaziotik, ikus daiteke azken trakzio-balioak ia ez direla aldatzen hasieran zelulosa eteraren gehikuntzarekin, eta zelulosa eterra % 0,50era iristen da eta gero azkar jaisten hasi zen.

HPMC-ren gehikuntzaren eraginak trakzio-erresistentzia axialean eta UHPC laginen azken trakzio-balioan ia aldaketarik gabe mantentzeko joera erakusten du. Arrazoi nagusia da HPMC zementu hidratatutako partikulen artean zuzenean sor daitekeela polimerozko zigilatzeko film iragazgaitzaren geruza batek zigilatzeko papera betetzen du, beraz, ur kopuru jakin bat UHPCn gordetzen da, hidratazio gehiago garatzeko beharrezkoa den ura ematen duena. zementuarena, horrela zementuaren indarra hobetuz. HPMC gehitzeak UHPCren kohesiotasunak malgutasuna ematen dio minda, eta horrek UHPC oinarrizko materialaren uzkurdura eta deformaziora guztiz egokitzen da eta UHPCren trakzio-ersistentzia apur bat hobetzen du. Hala ere, HPMC-ren edukiak balio kritikoa gainditzen duenean, sartutako aireak laginaren indarra eragiten du. Efektu kaltegarriek apurka-apurka protagonismoa izan zuten, eta laginaren trakzio axiala eta azken trakzio-balioa murrizten hasi ziren.

3. Ondorioa

1) HPMC-k tenperatura normaleko UHPC sendatzeko lan-errendimendua nabarmen hobetu dezake, bere koagulazio-denbora luzatu eta denboran zehar nahastutako UHPCren jariakortasun-galera murrizten du.

2) HPMC gehitzeak burbuila txiki-txiki batzuk sartzen ditu minda nahaste-prozesuan. Kopurua handiegia bada, burbuilak gehiegi bilduko dira eta burbuila handiagoak sortuko dira. Minda oso kohesionatua da, eta burbuilak ezin dira gainezka eta hautsi. UHPC gogortuaren poroak gutxitzen dira; gainera, HPMCk ekoizten duen polimero malguak ezin du euskarri zurruna eman presiopean dagoenean, eta konpresio eta malgutasun erresistentzia asko murrizten dira.

3) HPMC gehitzeak UHPC plastikoa eta malgua egiten du. UHPC laginen trakzio-erresistentzia axiala eta azken trakzio-balioa ia ez dira aldatzen HPMC edukiaren gehikuntzarekin, baina HPMC edukiak balio jakin bat gainditzen duenean, trakzio-erresistentzia axiala eta azken trakzio-balioak asko murrizten dira.

4) Tenperatura normala ontzeko UHPC prestatzean, HPMC-ren dosia zorrotz kontrolatu behar da. Dosia % 0,50 denean, tenperatura normalaren ontze UHPCren lan-errendimenduaren eta propietate mekanikoen arteko erlazioa ondo koordinatu daiteke.