Մեթիլ ցելյուլոզային եթեր սենյակային ջերմաստիճանում բուժող գերբարձր արտադրողական բետոնի վրա

Վերացական: Փոխելով հիդրօքսիպրոպիլմեթիլցելյուլոզային եթերի (HPMC) պարունակությունը նորմալ ջերմաստիճանով բուժվող գերբարձր արդյունավետության բետոնի (UHPC) մեջ, ուսումնասիրվել է ցելյուլոզային եթերի ազդեցությունը UHPC-ի հեղուկության, ամրացման ժամանակի, սեղմման ուժի և ճկման ուժի վրա: , առանցքային առաձգական ուժը և առաձգական վերջնական արժեքը, և արդյունքները վերլուծվել են: Փորձարկման արդյունքները ցույց են տալիս, որ ցածր մածուցիկության HPMC-ի 1,00%-ից ոչ ավել ավելացումը չի ազդում UHPC-ի հեղուկության վրա, սակայն նվազեցնում է հեղուկության կորուստը ժամանակի ընթացքում: և երկարացնել ամրացման ժամանակը` զգալիորեն բարելավելով շինարարության կատարողականը. երբ պարունակությունը 0,50%-ից պակաս է, սեղմման ուժի, ճկման ուժի և առանցքային առաձգական ուժի վրա ազդեցությունը նշանակալի չէ, և երբ պարունակությունը 0,50%-ից ավելի է, դրա մեխանիկական Կատարումը նվազում է ավելի քան 1/3-ով: Հաշվի առնելով տարբեր կատարումները՝ HPMC-ի առաջարկվող դեղաչափը կազմում է 0,50%:

Բանալի բառեր: գերբարձր արդյունավետության բետոն; ցելյուլոզային եթեր; նորմալ ջերմաստիճանի ամրացում; սեղմման ուժ; ճկման ուժ; առաձգական ուժ

0,Նախաբան

Չինաստանի շինարարական արդյունաբերության արագ զարգացման հետ մեկտեղ մեծացել են նաև իրական ճարտարագիտության մեջ բետոնի կատարողականի պահանջները, և պահանջարկին ի պատասխան արտադրվել է գերբարձր արդյունավետության բետոն (UHPC): Տարբեր մասնիկների չափսերով մասնիկների օպտիմալ համամասնությունը տեսականորեն նախագծված է և խառնված պողպատե մանրաթելով և բարձր արդյունավետությամբ ջուրը նվազեցնող նյութով, այն ունի հիանալի հատկություններ, ինչպիսիք են գերբարձր սեղմման ուժը, բարձր ամրությունը, բարձր ցնցումների դիմացկունությունը և ուժեղ ինքնաբուժումը: միկրո ճաքերի ունակություն. Կատարում. UHPC-ի վերաբերյալ արտասահմանյան տեխնոլոգիական հետազոտությունները համեմատաբար հասուն են և կիրառվել են բազմաթիվ գործնական նախագծերում: Արտասահմանյան երկրների հետ համեմատած, ներքին հետազոտությունները բավականաչափ խորը չեն։ Դոնգ Ջիանմիաոն և մյուսները ուսումնասիրել են մանրաթելերի ընդգրկումը` ավելացնելով տարբեր տեսակի և քանակի մանրաթելեր: Բետոնի ազդեցության մեխանիզմը և օրենքը; Չեն Ջինգը և այլք: ուսումնասիրել է պողպատե մանրաթելերի տրամագծի ազդեցությունը UHPC-ի աշխատանքի վրա՝ ընտրելով 4 տրամագծով պողպատե մանրաթելեր: UHPC-ն Չինաստանում ունի միայն փոքր թվով ինժեներական հավելվածներ, և այն դեռ տեսական հետազոտության փուլում է։ UHPC Superiority-ի կատարումը դարձել է կոնկրետ մշակման հետազոտական ​​ուղղություններից մեկը, սակայն դեռ շատ խնդիրներ կան լուծելու։ Ինչպիսիք են հումքի բարձր պահանջները, բարձր արժեքը, պատրաստման բարդ գործընթացը և այլն, որոնք սահմանափակում են UHPC-ի արտադրության տեխնոլոգիայի զարգացումը: Դրանց թվում, բարձր ճնշման գոլորշու օգտագործումը: UHPC-ի ամրացումը բարձր ջերմաստիճանում կարող է ստիպել այն ստանալ ավելի բարձր մեխանիկական հատկություններ և ամրություն: Այնուամենայնիվ, գոլորշու մաքրման դժվարին գործընթացի և արտադրական սարքավորումների համար բարձր պահանջների պատճառով նյութերի կիրառումը կարող է սահմանափակվել միայն հավաքովի բակերով, իսկ տեղում շինարարությունը չի կարող իրականացվել: Հետևաբար, հարմար չէ իրական նախագծերում կիրառել ջերմամշակման մեթոդը, և անհրաժեշտ է խորը հետազոտություն անցկացնել նորմալ ջերմաստիճանով ամրացնող UHPC-ի վերաբերյալ:

Նորմալ ջերմաստիճանի ամրացման UHPC-ն հետազոտության փուլում է Չինաստանում, և դրա ջուր-կապող հարաբերակցությունը չափազանց ցածր է, և այն հակված է մակերեսի արագ ջրազրկմանը տեղում շինարարության ընթացքում: Ջրազրկման երևույթն արդյունավետորեն բարելավելու համար ցեմենտի վրա հիմնված նյութերը սովորաբար նյութին ավելացնում են որոշ ջուր պահող խտացուցիչներ: Քիմիական նյութ, որը կանխում է նյութերի տարանջատումը և արյունահոսությունը, ուժեղացնում է ջրի պահպանումը և համախմբումը, բարելավում է շինարարական աշխատանքը և արդյունավետորեն բարելավում է ցեմենտի վրա հիմնված նյութերի մեխանիկական հատկությունները: Հիդրօքսիպրոպիլ մեթիլցելյուլոզային եթեր (HPMC) որպես պոլիմերային խտացուցիչ, որը կարող է արդյունավետորեն բաշխել պոլիմերային ժելեցված ցեխը և նյութերը ցեմենտի վրա հիմնված նյութերում, իսկ ցեխի ազատ ջուրը կդառնա կապակցված ջուր, այնպես որ հեշտ չի լինի կորցնել փոշին և բարելավել բետոնի ջրի պահպանման գործունակությունը: Ցելյուլոզային եթերի ազդեցությունը UHPC-ի հեղուկության վրա նվազեցնելու համար փորձարկման համար ընտրվել է ցածր մածուցիկության ցելյուլոզային եթեր:

Ամփոփելով, նորմալ ջերմաստիճանով ամրացնող UHPC-ի մեխանիկական հատկությունների ապահովման հիման վրա շինարարության կատարողականը բարելավելու համար այս հոդվածը ուսումնասիրում է ցածր մածուցիկությամբ ցելյուլոզային եթերի պարունակության ազդեցությունը նորմալ ջերմաստիճանում ամրացման վրա՝ հիմնված ցելյուլոզային եթերի քիմիական հատկությունների վրա: և դրա գործողության մեխանիզմը UHPC լուծույթում: Հեղուկության, կոագուլյացիայի ժամանակի, սեղմման ուժի, ճկման ուժի, առանցքային առաձգական ուժի և UHPC-ի վերջնական առաձգական արժեքի ազդեցությունը՝ ցելյուլոզային եթերի համապատասխան չափաբաժինը որոշելու համար:

1. Փորձարկման պլան

1.1 Փորձարկել հումքի և խառնուրդի հարաբերակցությունը

Այս թեստի հումքներն են.

1) Ցեմենտ՝ Պ·O 52.5 սովորական պորտլանդական ցեմենտ, արտադրված Լյուչժոուում:

2) Թռչող մոխիր. Լյուչժոուում արտադրված թռչող մոխիր:

3) խարամ փոշի. S95 հատիկավոր պայթուցիկ վառարանի խարամ փոշի, արտադրված Լյուչժոուում:

4) Սիլիցիումի գոլորշի` կիսագաղտնագրված սիլիցիումի գոլորշի, մոխրագույն փոշի, SiO2 պարունակություն≥92%, տեսակարար մակերես 23 մ²/գ.

5) Քվարց ավազ՝ 20~40 ցանց (0,833~0,350 մմ).

6) Ջրի ռեդուկտոր՝ պոլիկարբոքսիլատային ջրի ռեդուկտոր, սպիտակ փոշի, ջրի նվազեցման արագություն≥30%:

7) լատեքսային փոշի՝ լատեքսի վերացրվող փոշի:

8) մանրաթելային եթեր՝ հիդրօքսիպրոպիլմեթիլցելյուլոզ METHOCEL, արտադրված ԱՄՆ-ում, մածուցիկությունը 400 ՄՊա վ.

9) պողպատե մանրաթել՝ ուղիղ պղնձապատ միկրոլարային պողպատե մանրաթել, տրամագիծըφ 0,22 մմ է, երկարությունը՝ 13 մմ, առաձգական ուժը՝ 2 000 ՄՊա։.

Վաղ փուլում բազմաթիվ փորձարարական հետազոտություններից հետո կարելի է պարզել, որ նորմալ ջերմաստիճանով ամրացնող գերբարձր արտադրողականության բետոնի հիմնական խառնուրդի հարաբերակցությունը ցեմենտն է՝ թռչող մոխիր, հանքային փոշի, սիլիցիումի գոլորշի, ավազ, ջուրը նվազեցնող նյութ, լատեքսի փոշի. ջուր = 860: 42: 83: 110: 980: 11: 2: 210, պողպատե մանրաթելի ծավալը 2% է: Ավելացրեք 0, 0,25%, 0,50%, 0,75%, 1,00% ցելյուլոզային եթերի (HPMC) պարունակություն ցելյուլոզային եթերի (HPMC) պարունակության վրա: Համապատասխանաբար կարգավորեք համեմատական ​​փորձերը:

1.2 Փորձարկման մեթոդ

Չոր փոշու հումքը կշռել ըստ խառնման հարաբերակցության և տեղադրել դրանք HJW-60 մեկ հորիզոնական լիսեռով հարկադիր բետոնախառնիչի մեջ: Միացրեք հարիչը մինչև միատարրը, ավելացրեք ջուրը և 3 րոպե խառնեք, անջատեք հարիչը, ավելացրեք կշռված պողպատե մանրաթելը և վերագործարկեք հարիչը 2 րոպեով։ Պատրաստված է UHPC ցեխի մեջ:

Փորձարկման տարրերը ներառում են հեղուկություն, ամրացման ժամանակը, սեղմման ուժը, ճկման ուժը, առանցքի առաձգական ուժը և վերջնական առաձգական արժեքը: Հեղուկության փորձարկումը որոշվում է JC/T986-2018 «Ցեմենտի վրա հիմնված ցողունային նյութեր» համաձայն: Կարգավորման ժամանակի թեստը ըստ GB /T 1346-ի է—2011 «Ցեմենտ ստանդարտ հետևողականության ջրի սպառման և սահմանման ժամանակի փորձարկման մեթոդ»: Ճկման ամրության փորձարկումը որոշվում է GB/T50081-2002 «Սովորական բետոնի մեխանիկական հատկությունների փորձարկման մեթոդների ստանդարտ» համաձայն: Սեղմման ուժի փորձարկում, առանցքային առաձգական ուժ և վերջնական առաձգական արժեքի փորձարկումը որոշվում է DLT5150-2001 «Հիդրավլիկ բետոնի փորձարկման կանոնակարգի» համաձայն:

2. Փորձարկման արդյունքներ

2.1 Իրացվելիություն

Հեղուկության թեստի արդյունքները ցույց են տալիս HPMC-ի պարունակության ազդեցությունը UHPC-ի հեղուկության կորստի վրա ժամանակի ընթացքում: Փորձարկման երևույթից նկատվում է, որ առանց ցելյուլոզային եթերի լուծույթը հավասարապես խառնելուց հետո մակերեսը հակված է ջրազրկման և կեղևավորման, և հեղուկությունը արագ կորչում է: և աշխատունակությունը վատացել է: Ցելյուլոզային եթերի ավելացումից հետո մակերևույթի վրա երեսպատում չկար, ժամանակի ընթացքում հեղուկության կորուստը փոքր էր, իսկ աշխատունակությունը մնաց լավ: Փորձարկման տիրույթում հեղուկության նվազագույն կորուստը 60 րոպեում եղել է 5 մմ: Փորձարկման տվյալների վերլուծությունը ցույց է տալիս, որ ցածր մածուցիկության ցելյուլոզային եթերի քանակը քիչ ազդեցություն ունի UHPC-ի սկզբնական հեղուկության վրա, բայց ավելի մեծ ազդեցություն ունի ժամանակի ընթացքում հեղուկության կորստի վրա: Երբ ցելյուլոզային եթեր չի ավելացվում, UHPC-ի հեղուկության կորուստը կազմում է 15 մմ; HPMC-ի ավելացման դեպքում հավանգի հեղուկության կորուստը նվազում է. երբ դեղաչափը կազմում է 0,75%, UHPC-ի հեղուկության կորուստը ժամանակի ընթացքում ամենափոքրն է, որը կազմում է 5 մմ; դրանից հետո, HPMC-ի աճով, UHPC-ի հեղուկության կորուստը ժամանակի ընթացքում Գրեթե անփոփոխ է:

հետոHPMCխառնվում է UHPC-ի հետ, այն ազդում է UHPC-ի ռեոլոգիական հատկությունների վրա երկու ասպեկտներից. մեկն այն է, որ խառնման գործընթացում ներգրավվում են անկախ միկրոփուչիկներ, որոնք ստիպում են ագրեգատին և թռչող մոխիրին և այլ նյութերին ձևավորել «գնդիկի էֆեկտ», ինչը մեծացնում է աշխատունակություն Միևնույն ժամանակ, մեծ քանակությամբ ցեմենտային նյութը կարող է փաթաթել ագրեգատը, այնպես որ ագրեգատը կարող է հավասարապես «կախվել» ցեխի մեջ և կարող է ազատ տեղաշարժվել, ագրեգատների միջև շփումը նվազում է, և հեղուկությունը մեծանում է. երկրորդը UHPC-ի ավելացումն է: Համակցված ուժը նվազեցնում է հեղուկությունը: Քանի որ թեստը օգտագործում է ցածր մածուցիկության HPMC, առաջին ասպեկտը հավասար է երկրորդ ասպեկտին, և սկզբնական հեղուկությունը շատ չի փոխվում, բայց ժամանակի ընթացքում հեղուկության կորուստը կարող է կրճատվել: Համաձայն փորձարկման արդյունքների վերլուծության, կարելի է պարզել, որ UHPC-ին համապատասխան քանակի HPMC ավելացնելը կարող է մեծապես բարելավել UHPC-ի շինարարական կատարումը:

2.2 Ժամանակի կարգավորում

UHPC-ի ամրացման ժամանակի փոփոխության միտումից, որը ազդում է HPMC-ի քանակի վրա, կարելի է տեսնել, որ HPMC-ն դանդաղեցնող դեր է խաղում UHPC-ում: Որքան մեծ է գումարը, այնքան ավելի ակնհայտ է հետաձգման ազդեցությունը: Երբ քանակությունը 0,50% է, շաղախի ամրացման ժամանակը 55 րոպե է: Վերահսկիչ խմբի համեմատ (40 րոպե) այն աճել է 37,5%-ով, իսկ աճը դեռևս ակնհայտ չէր։ Երբ դեղաչափը կազմում էր 1,00%, շաղախի ամրացման ժամանակը 100 րոպե էր, ինչը 150%-ով ավելի բարձր էր, քան վերահսկիչ խմբինը (40 րոպե):

Ցելյուլոզային եթերի մոլեկուլային կառուցվածքի առանձնահատկությունները ազդում են դրա հետաձգման ազդեցության վրա: Ցելյուլոզային եթերի հիմնական մոլեկուլային կառուցվածքը, այսինքն՝ անհիդրոգլիկոզային օղակի կառուցվածքը, կարող է փոխազդել կալցիումի իոնների հետ՝ առաջացնելով շաքար-կալցիումի մոլեկուլային միացություններ՝ նվազեցնելով ցեմենտի կլինկերի հիդրացման ռեակցիայի ինդուկցիոն շրջանը։ Ca(OH)2, նվազեցնելով ցեմենտի խոնավացման ռեակցիայի արագությունը, դրանով իսկ հետաձգելով ցեմենտի ամրացումը:

2.3 Սեղմման ուժը

7 օր և 28 օրում UHPC նմուշների սեղմման ուժի և HMPC-ի պարունակության հարաբերությունից պարզ երևում է, որ HPMC-ի ավելացումը աստիճանաբար մեծացնում է UHPC-ի սեղմման ուժի անկումը: 0.25% HPMC, UHPC-ի սեղմման ուժը մի փոքր նվազում է, իսկ սեղմման ուժի հարաբերակցությունը 96% է: 0.50% HPMC-ի ավելացումն ակնհայտ ազդեցություն չունի UHPC-ի սեղմման ուժի հարաբերակցության վրա: Շարունակեք ավելացնել HPMC-ն օգտագործման շրջանակներում՝ UHPC's Ճնշման ուժը զգալիորեն նվազել է: Երբ HPMC-ի պարունակությունը բարձրացավ մինչև 1,00%, սեղմման ուժի հարաբերակցությունը իջավ մինչև 66%, իսկ ուժի կորուստը լուրջ էր: Ըստ տվյալների վերլուծության, ավելի նպատակահարմար է ավելացնել 0.50% HPMC, իսկ սեղմման ուժի կորուստը փոքր է.

HPMC-ն ունի որոշակի օդափոխիչ ազդեցություն: HPMC-ի ավելացումը UHPC-ում կառաջացնի որոշակի քանակությամբ միկրոպղպջակներ, ինչը կնվազեցնի թարմ խառնված UHPC-ի զանգվածային խտությունը: Կլպիրը կարծրանալուց հետո ծակոտկենությունը աստիճանաբար կաճի, իսկ կոմպակտությունը նույնպես կնվազի, հատկապես HPMC-ի պարունակությունը: Ավելի բարձր: Բացի այդ, ներմուծվող HPMC-ի քանակի ավելացմամբ, UHPC-ի ծակոտիներում դեռ կան շատ ճկուն պոլիմերներ, որոնք չեն կարող կարևոր դեր խաղալ լավ կոշտության և սեղմման մեջ, երբ ցեմենտային կոմպոզիտի մատրիցը սեղմվում է: Հետևաբար, HPMC-ի ավելացումը մեծապես նվազեցնում է UHPC-ի սեղմման ուժը:

2.4 Ճկման ուժ

7 օր և 28 օրում UHPC նմուշների ճկման ուժի և HMPC-ի պարունակության փոխհարաբերությունից երևում է, որ ճկման ուժի և սեղմման ուժի փոփոխության կորերը նման են, իսկ ճկման ուժի փոփոխությունը 0-ից 0,50%: HMPC-ն նույնը չէ: Քանի որ HPMC-ի ավելացումը շարունակվում էր, UHPC նմուշների ճկման ուժը զգալիորեն նվազել է:

HPMC-ի ազդեցությունը UHPC-ի ճկման ուժի վրա հիմնականում երեք ասպեկտով է. ցելյուլոզային եթերն ունի դանդաղեցնող և օդը ներթափանցող ազդեցություն, ինչը նվազեցնում է UHPC-ի ճկման ուժը. իսկ երրորդ կողմը ցելյուլոզային եթերի կողմից արտադրվող ճկուն պոլիմերն է, նմուշի կոշտության նվազեցումը փոքր-ինչ դանդաղեցնում է նմուշի ճկման ուժի նվազումը: Այս երեք ասպեկտների միաժամանակյա առկայությունը նվազեցնում է UHPC նմուշի սեղմման ուժը և նաև նվազեցնում է ճկման ուժը:

2.5 Առանցքային առաձգական ուժ և վերջնական առաձգական արժեք

UHPC նմուշների առաձգական ուժի հարաբերությունը 7 դ և 28 դ և HMPC-ի պարունակության միջև: HPMC-ի պարունակության ավելացման հետ մեկտեղ UHPC նմուշների առաձգական ուժը սկզբում մի փոքր փոխվեց, այնուհետև արագորեն նվազեց: Առաձգական ուժի կորը ցույց է տալիս, որ երբ նմուշում HPMC-ի պարունակությունը հասնում է 0,50%-ի, UHPC նմուշի առանցքային առաձգական ուժի արժեքը կազմում է 12,2 ՄՊա, իսկ առաձգական ուժի հարաբերակցությունը՝ 103%: Փորձանմուշում HPMC-ի պարունակության հետագա աճով, առանցքային Կենտրոնական առաձգական ուժի արժեքը սկսեց կտրուկ իջնել: Երբ նմուշի HPMC պարունակությունը կազմում էր 0,75% և 1,00%, առաձգական ուժի գործակիցները համապատասխանաբար կազմում էին 94% և 78%, որոնք ավելի ցածր էին, քան UHPC-ի առանց HPMC-ի առաձգական ուժը:

7 օր և 28 օրում UHPC նմուշների վերջնական առաձգական արժեքների և HMPC-ի պարունակության հարաբերությունից երևում է, որ առաձգականության վերջնական արժեքները գրեթե անփոփոխ են սկզբում ցելյուլոզային եթերի ավելացման հետ, և երբ պարունակությունը Ցելյուլոզային եթերը հասնում է 0,50%-ի, այնուհետև սկսել է արագ իջնել:

HPMC-ի ավելացման քանակի ազդեցությունը UHPC նմուշների առանցքային առաձգական ուժի և վերջնական առաձգական արժեքի վրա ցույց է տալիս գրեթե անփոփոխ պահելու, այնուհետև նվազման միտում: Հիմնական պատճառն այն է, որ HPMC-ն կարող է ուղղակիորեն ձևավորվել հիդրատացված ցեմենտի մասնիկների միջև: Անջրանցիկ պոլիմերային հերմետիկ թաղանթի շերտը կնքման դեր է խաղում, այնպես որ որոշակի քանակությամբ ջուր պահվում է UHPC-ում, որն ապահովում է անհրաժեշտ ջուր հետագա խոնավացման շարունակական զարգացման համար: ցեմենտի, դրանով իսկ բարելավելով ցեմենտի ամրությունը: HPMC-ի ավելացումը բարելավում է UHPC-ի համախմբվածությունը ցեխի ճկունությամբ, ինչը ստիպում է UHPC-ին լիովին հարմարվել բազային նյութի կծկմանը և դեֆորմացմանը և փոքր-ինչ բարելավում է UHPC-ի առաձգական ուժը: Այնուամենայնիվ, երբ HPMC-ի պարունակությունը գերազանցում է կրիտիկական արժեքը, ներթափանցած օդը ազդում է նմուշի ամրության վրա: Անբարենպաստ ազդեցությունները աստիճանաբար առաջատար դեր խաղացին, և նմուշի առանցքային առաձգական ուժը և վերջնական առաձգական արժեքը սկսեցին նվազել:

3. Եզրակացություն

1) HPMC-ն կարող է զգալիորեն բարելավել նորմալ ջերմաստիճանով բուժվող UHPC-ի աշխատանքային կատարումը, երկարացնել դրա կոագուլյացիայի ժամանակը և նվազեցնել թարմ խառնված UHPC-ի հեղուկության կորուստը ժամանակի ընթացքում:

2) HPMC-ի ավելացումն առաջացնում է որոշակի քանակությամբ մանր փուչիկներ լուծույթի խառնման գործընթացում: Եթե ​​գումարը շատ մեծ է, ապա փուչիկները շատ կհավաքվեն և կառաջանան ավելի մեծ պղպջակներ: Կլպիրը շատ համակցված է, և փուչիկները չեն կարող վարարել և պատռվել: Կարծրացած UHPC-ի ծակոտիները նվազում են. Բացի այդ, HPMC-ի կողմից արտադրվող ճկուն պոլիմերը չի կարող ապահովել կոշտ աջակցություն, երբ այն գտնվում է ճնշման տակ, և սեղմման և ճկման ուժերը զգալիորեն կրճատվում են:

3) HPMC-ի ավելացումը UHPC-ին դարձնում է պլաստիկ և ճկուն: UHPC նմուշների առանցքային առաձգական ուժը և վերջնական առաձգական արժեքը գրեթե չեն փոխվում HPMC-ի պարունակության աճի հետ, բայց երբ HPMC-ի պարունակությունը գերազանցում է որոշակի արժեքը, առանցքի առաձգական ուժը և վերջնական առաձգական արժեքները զգալիորեն նվազում են:

4) Նորմալ ջերմաստիճանով բուժվող UHPC պատրաստելիս HPMC-ի դեղաչափը պետք է խստորեն վերահսկվի: Երբ դեղաչափը կազմում է 0,50%, նորմալ ջերմաստիճանի ամրացման UHPC-ի աշխատանքային կատարողականի և մեխանիկական հատկությունների միջև կապը կարող է լավ համակարգված լինել: