Metýl sellulósa eter á stofuhita herða mjög afkastamikil steypu

Ágrip: Með því að breyta innihaldi hýdroxýprópýlmetýlsellulósaeters (HPMC) í venjulegri hitameðferð með ofurafkastamikilli steypu (UHPC), voru áhrif sellulósaeters á vökva, þéttingartíma, þrýstistyrk og beygjustyrk UHPC rannsökuð. , axial togstyrkur og endanlegt toggildi, og niðurstöðurnar voru greindar. Prófunarniðurstöðurnar sýna að: að bæta við ekki meira en 1,00% af lágseigju HPMC hefur ekki áhrif á vökva UHPC, en dregur úr tapi á vökva með tímanum. , og lengja stillingartímann, bæta verulega byggingarframmistöðu; þegar innihaldið er minna en 0,50% eru áhrifin á þrýstistyrk, beygjustyrk og axial togstyrk ekki marktæk og þegar innihaldið er meira en 0,50% minnkar vélrænni árangur þess um meira en 1/3. Miðað við ýmsa frammistöðu er ráðlagður skammtur af HPMC 0,50%.

Lykilorð: ofur-afkastamikil steinsteypa; sellulósa eter; venjuleg hitastig ráðhús; þrýstistyrkur; sveigjustyrkur; togstyrk

0、Formáli

Með hraðri þróun byggingariðnaðar í Kína hafa kröfur um frammistöðu steypu í raunverulegri verkfræði einnig aukist og ofurafkastamikil steypa (UHPC) hefur verið framleidd til að bregðast við eftirspurninni. Ákjósanlegasta hlutfall agna með mismunandi kornastærð er fræðilega hannað og blandað með stáltrefjum og afkastamikill vatnsminnkandi efni, það hefur framúrskarandi eiginleika eins og ofurháan þjöppunarstyrk, mikla hörku, mikla höggþol og sterka sjálfsgræðslu. getu örsprungna. Frammistaða. Erlendar tæknirannsóknir á UHPC eru tiltölulega þroskaðar og hafa verið notaðar í mörg hagnýt verkefni. Í samanburði við erlend lönd eru innlendar rannsóknir ekki nógu djúpar. Dong Jianmiao og fleiri rannsökuðu innlimun trefja með því að bæta við mismunandi gerðum og magni trefja. Áhrifakerfi og lögmál steinsteypu; Chen Jing o.fl. rannsakað áhrif stáltrefjaþvermáls á frammistöðu UHPC með því að velja stáltrefjar með 4 þvermál. UHPC hefur aðeins lítinn fjölda verkfræðiumsókna í Kína og það er enn á stigi fræðilegrar rannsóknar. Frammistaða UHPC Superiority er orðin ein af rannsóknarstefnu steypuþróunar, en enn eru mörg vandamál sem þarf að leysa. Svo sem eins og miklar kröfur um hráefni, hár kostnaður, flókið undirbúningsferli osfrv., sem takmarkar þróun UHPC framleiðslutækni. Meðal þeirra, með því að nota háþrýstingsgufu. Ráðhús UHPC við háan hita getur gert það að verkum að það öðlast meiri vélrænni eiginleika og endingu. Hins vegar, vegna fyrirferðarmikils gufuhitunarferlis og mikilla krafna um framleiðslutæki, er aðeins hægt að takmarka notkun efna við forsmíðagarða og ekki er hægt að framkvæma steypta byggingu. Þess vegna er ekki hentugt að taka upp aðferðina við hitameðferð í raunverulegum verkefnum og það er nauðsynlegt að framkvæma ítarlegar rannsóknir á eðlilegri hitameðferð UHPC.

Venjuleg hitastigsmeðferð UHPC er á rannsóknarstigi í Kína og hlutfall vatns og bindiefnis er mjög lágt og það er viðkvæmt fyrir hraðri ofþornun á yfirborðinu við byggingu á staðnum. Til þess að bæta þurrkunarfyrirbærið á áhrifaríkan hátt bæta sementbundið efni venjulega nokkrum vatnsheldandi þykkingarefnum við efnið. Efnafræðilegur umboðsmaður til að koma í veg fyrir aðskilnað og blæðingu efna, auka vökvasöfnun og samheldni, bæta byggingarframmistöðu og einnig í raun bæta vélrænni eiginleika sementaðra efna. Hýdroxýprópýl metýlsellulósaeter (HPMC) sem fjölliða þykkingarefni, sem getur á áhrifaríkan hátt dreift fjölliða hlaupinu og efnum í sementbundið efni jafnt og lausa vatnið í gróðurlausninni verður bundið vatn, þannig að það er ekki auðvelt að tapa því frá slurry og bæta vatnsheldni steypu. Til að draga úr áhrifum sellulósaeters á vökvavirkni UHPC var lágseigju sellulósaeter valinn í prófunina.

Í stuttu máli, í því skyni að bæta byggingarframmistöðu á grundvelli þess að tryggja vélrænni eiginleika UHPC ráðhúss við eðlilegt hitastig, rannsakar þessi grein áhrif lágseigju sellulósaeterinnihalds á venjulegt hitastig ráðhús byggt á efnafræðilegum eiginleikum sellulósaeters og verkunarháttur þess í UHPC slurry. Áhrif vökva, storknunartíma, þrýstistyrks, beygjustyrks, axial togstyrks og endans toggildi UHPC til að ákvarða viðeigandi skammt af sellulósaeter.

1. Prófáætlun

1.1 Prófaðu hráefni og blöndunarhlutfall

Hráefnin fyrir þetta próf eru:

1) Sement: P·O 52,5 venjulegt Portland sement framleitt í Liuzhou.

2) Flugaska: Flugaska framleidd í Liuzhou.

3) Slaggduft: S95 kornað háofnsgjallduft framleitt í Liuzhou.

4) Kísilgufur: hálfdulkóðuð kísilgufur, grátt duft, SiO2 innihald≥92%, tiltekið yfirborð 23 m²/g.

5) Kvarssandur: 20~40 möskva (0,833~0,350 mm).

6) Vatnsrennsli: pólýkarboxýlat vatnslosandi, hvítt duft, vatnsminnkandi hlutfall≥30%.

7) Latexduft: endurdreifanlegt latexduft.

8) Trefjaeter: hýdroxýprópýl metýlsellulósa METHOCEL framleitt í Bandaríkjunum, seigja 400 MPa s.

9) Stáltrefjar: bein koparhúðuð örvírstáltrefjar, þvermálφ er 0,22 mm, lengd er 13 mm, togstyrkur er 2.000 MPa.

Eftir miklar tilraunarannsóknir á fyrstu stigum er hægt að ákvarða að grunnblöndunarhlutfallið í venjulegri hitaþurrð af ofurafkastamikilli steypu sé sement: flugaska: steinefnaduft: kísilgufur: sandur: vatnslosandi efni: latexduft: vatn = 860: 42: 83: 110:980:11:2:210, rúmmál stáltrefja er 2%. Bættu við 0, 0,25%, 0,50%, 0,75%, 1,00% HPMC af sellulósaeter (HPMC) innihaldi við þetta grunnblöndunarhlutfall Settu upp samanburðartilraunir í sömu röð.

1.2 Prófunaraðferð

Vigtið þurrdufthráefnin í samræmi við blöndunarhlutfallið og settu þau í HJW-60 eins láréttan steypuhrærivél. Setjið hrærivélina í gang þar til hann er einsleitur, bætið við vatni og blandið í 3 mínútur, slökkvið á hrærivélinni, bætið við vegnu stáltrefjunum og endurræsið hrærivélina í 2 mínútur. Búið til í UHPC slurry.

Prófunaratriðin innihalda vökva, stillingartíma, þrýstistyrk, beygjustyrk, axial togstyrk og endanlegt toggildi. Vökvaprófið er ákvarðað í samræmi við JC/T986-2018 „Cement-based Grouting Materials“. Stillingartímaprófið er samkvæmt GB /T 1346—2011 „Prófunaraðferð fyrir sementstaðlað vatnsnotkun og stillingartíma“. Beygjustyrksprófið er ákvarðað samkvæmt GB/T50081-2002 „Staðli fyrir prófunaraðferðir á vélrænni eiginleikum venjulegrar steinsteypu“. Þrýstiþolspróf, axial togstyrkur og endanlegt toggildispróf er ákvarðað í samræmi við DLT5150-2001 „Vökvasteinsteypuprófunarreglur“.

2. Niðurstöður prófa

2.1 Lausafjárstaða

Niðurstöður vökvaprófunar sýna áhrif HPMC innihalds á tap á UHPC vökva með tímanum. Það sést af prófunarfyrirbærinu að eftir að grugglausnin án sellulósaeter hefur verið hrærð jafnt, er yfirborðið viðkvæmt fyrir ofþornun og skorpu og vökvinn glatast fljótt. , og vinnuhæfni versnaði. Eftir að sellulósaeter var bætt við var engin fláning á yfirborðinu, vökvatapið með tímanum var lítið og vinnslan hélst góð. Innan prófunarsviðsins var lágmarks vökvatap 5 mm á 60 mínútum. Greining á prófunargögnum sýnir að Magn af lágseigju sellulósaeter hefur lítil áhrif á upphaflega vökva UHPC, en hefur meiri áhrif á tap á vökva með tímanum. Þegar engum sellulósaeter er bætt við er vökvatap UHPC 15 mm; Með aukningu á HPMC minnkar vökvatap steypuhræra; þegar skammturinn er 0,75% er vökvatap UHPC minnst með tímanum, sem er 5 mm; eftir það, með aukningu á HPMC, var vökvatap UHPC með tímanum Næstum óbreytt.

EftirHPMCer blandað við UHPC, hefur það áhrif á gigtareiginleika UHPC frá tveimur hliðum: annars vegar er að sjálfstæðar örbólur eru leiddar inn í hræringarferlið, sem gerir fyllinguna og flugösku og önnur efni til að mynda „kúluáhrif“ sem eykur vinnanleiki Á sama tíma getur mikið magn af sementsbundnu efni pakkað malarefninu, þannig að hægt sé að "hengja" malarefnið jafnt í slurry og geta hreyft sig frjálslega, núningur milli fyllinganna minnkar og vökvinn eykst; annað er að auka UHPC Samloðandi krafturinn dregur úr vökvanum. Þar sem prófið notar lágseigju HPMC, er fyrsti þátturinn jafn og seinni þátturinn og upphafsfljótandi breytist ekki mikið, en tap á vökva með tímanum getur minnkað. Samkvæmt greiningu á prófunarniðurstöðum má vita að það að bæta hæfilegu magni af HPMC við UHPC getur bætt byggingarframmistöðu UHPC til muna.

2.2 Stillingartími

Af breytingaþróun á stillingartíma UHPC sem hefur áhrif á magn HPMC, má sjá að HPMC gegnir hægfara hlutverki í UHPC. Því stærra sem magnið er, því augljósari eru seinkun áhrifin. Þegar magnið er 0,50% er stillingartími steypuhrærunnar 55 mín. Í samanburði við samanburðarhópinn (40 mín) jókst það um 37,5% og aukningin var enn ekki augljós. Þegar skammturinn var 1,00% var þéttingartími mortelsins 100 mín, sem var 150% hærra en hjá samanburðarhópnum (40 mín).

Sameindabyggingareiginleikar sellulósaeters hafa áhrif á töfrandi áhrif þess. Grundvallarsameindauppbyggingin í sellulósaeter, það er anhýdróglúkósahringbyggingin, getur hvarfast við kalsíumjónir til að mynda sykur-kalsíum sameindasambönd, sem dregur úr örvunartíma sementklinkervökvunarhvarfa Styrkur kalsíumjóna er lágur, sem kemur í veg fyrir frekari útfellingu á Ca(OH)2, sem dregur úr hraða sementsvökvunarhvarfsins, og seinkar þar með setningu sements.

2.3 Þrýstistyrkur

Af sambandinu milli þrýstistyrks UHPC sýna eftir 7 daga og 28 daga og innihalds HMPC má greinilega sjá að viðbót HPMC eykur smám saman lækkun á þrýstistyrk UHPC. 0,25% HPMC, þrýstistyrkur UHPC minnkar lítillega og þrýstistyrkshlutfallið er 96%. Að bæta við 0,50% HPMC hefur engin augljós áhrif á þrýstistyrkshlutfall UHPC. Haltu áfram að bæta við HPMC innan notkunarsviðs, UHPC's Þrýstistyrkurinn minnkaði verulega. Þegar innihald HPMC jókst í 1,00% lækkaði þrýstistyrkshlutfallið í 66% og styrktartapið var alvarlegt. Samkvæmt gagnagreiningunni er réttara að bæta við 0,50% HPMC og tap á þjöppunarstyrk er lítið

HPMC hefur ákveðin loftfælniáhrif. Viðbót á HPMC mun valda ákveðnu magni af örbólum í UHPC, sem mun draga úr magnþéttleika nýblandaðs UHPC. Eftir að slurry er hert mun gropið smám saman aukast og þéttleiki mun einnig minnka, sérstaklega HPMC innihald. Hærri. Að auki, með aukningu á magni HPMC sem kynnt er, eru enn margar sveigjanlegar fjölliður í svitaholum UHPC, sem geta ekki gegnt mikilvægu hlutverki í góðri stífni og þjöppunarstuðningi þegar fylkið af sementsamsettu efninu er þjappað. .Þess vegna dregur viðbót við HPMC mjög úr þjöppunarstyrk UHPC.

2.4 Beygjustyrkur

Af sambandinu milli beygjustyrks UHPC sýna eftir 7 daga og 28 daga og innihalds HMPC má sjá að breytingaferlar beygjustyrks og þrýstistyrks eru svipaðir og breytingin á beygjustyrk milli 0 og 0,50% HMPC er ekki það sama. Eftir því sem HPMC hélt áfram að bæta við minnkaði beygjustyrkur UHPC sýna verulega.

Áhrif HPMC á beygjustyrk UHPC eru aðallega í þremur þáttum: sellulósaeter hefur hamlandi og loftfælnandi áhrif, sem draga úr beygjustyrk UHPC; og þriðji þátturinn er sveigjanlega fjölliðan sem framleidd er af sellulósaeter. Með því að draga úr stífni sýnisins hægir lítillega á minni beygjustyrk sýnisins. Samtímis tilvist þessara þriggja þátta dregur úr þrýstistyrk UHPC sýnisins og dregur einnig úr beygjustyrk.

2.5 Ás togstyrkur og endanlegt toggildi

Sambandið milli togstyrks UHPC sýna við 7 d og 28 d og innihalds HMPC. Með aukningu á innihaldi HPMC breyttist togstyrkur UHPC sýna fyrst lítið og minnkaði síðan hratt. Togstyrksferillinn sýnir að þegar innihald HPMC í sýninu nær 0,50% er axial togstyrksgildi UHPC sýnisins 12,2MPa og togstyrkshlutfallið er 103%. Með frekari aukningu á HPMC innihaldi sýnisins, byrjaði axial Mið togstyrksgildið að lækka verulega. Þegar HPMC innihald sýnisins var 0,75% og 1,00% voru togstyrkshlutföllin 94% og 78%, í sömu röð, sem voru lægri en axial togstyrkur UHPC án HPMC.

Af sambandinu milli endanlegra toggilda UHPC sýna eftir 7 daga og 28 daga og innihalds HMPC má sjá að endanlegt toggildi eru nánast óbreytt með aukningu á sellulósaeter í upphafi, og þegar innihald af sellulósaeter nær 0,50% og fór síðan að lækka hratt.

Áhrif viðbótarmagns HPMC á axial togstyrk og endanlegt toggildi UHPC sýnishorna sýnir tilhneigingu til að halda nánast óbreyttu og síðan minnka. Aðalástæðan er sú að HPMC getur myndast beint á milli vökvaðar sementagna. Lag af vatnsheldri fjölliða þéttifilmu gegnir hlutverki þéttingar, þannig að ákveðið magn af vatni er geymt í UHPC, sem gefur nauðsynlegt vatn til stöðugrar þróunar frekari vökvunar. af sementi og bætir þar með styrk sements. Að bæta við HPMC bætir samloðun UHPC veitir slurry sveigjanleika, sem gerir UHPC að fullu aðlagast rýrnun og aflögun grunnefnisins og bætir togstyrk UHPC lítillega. Hins vegar, þegar innihald HPMC fer yfir gagnrýnigildið, hefur loftið sem er með í för hefur áhrif á styrk sýnisins. Skaðlegu áhrifin léku smám saman leiðandi hlutverk og axial togstyrkur og endanlegt toggildi sýnisins fór að minnka.

3. Niðurstaða

1) HPMC getur verulega bætt vinnuafköst UHPC við venjulegt hitastig, lengt storkutíma þess og dregið úr vökvatapi nýblandaðs UHPC með tímanum.

2) Með því að bæta við HPMC kemur fram ákveðið magn af örsmáum loftbólum meðan á hræringarferli slurrysins stendur. Ef magnið er of mikið safnast loftbólurnar of mikið saman og mynda stærri loftbólur. Grindurinn er mjög samheldinn og loftbólur geta ekki flætt yfir og brotnað. Svitahola hertu UHPC minnkar; að auki getur sveigjanleg fjölliða framleidd af HPMC ekki veitt stífan stuðning þegar hún er undir þrýstingi og þjöppunar- og beygjustyrkur minnkar verulega.

3) Að bæta við HPMC gerir UHPC plast og sveigjanlegt. Ás togstyrkur og endanlegt toggildi UHPC sýnishorna breytast varla með aukningu á HPMC innihaldi, en þegar HPMC innihald fer yfir ákveðið gildi, minnka axial togstyrkur og endanlegt toggildi verulega.

4) Þegar UHPC er undirbúið með venjulegri hitameðferð ætti að hafa strangt eftirlit með skömmtum HPMC. Þegar skammturinn er 0,50% er hægt að samræma tengslin milli vinnuafkasta og vélrænna eiginleika venjulegs hitameðferðar UHPC vel.