Metil selulosa eter ing suhu kamar ngobati beton kinerja ultra-dhuwur

Abstrak: Kanthi ngganti isi hydroxypropyl methylcellulose ether (HPMC) ing suhu normal curing ultra-high performance concrete (UHPC), efek selulosa eter ing fluiditas, wektu nyetel, kekuatan tekan, lan kekuatan lentur UHPC ditliti. , kekuatan tarik aksial lan nilai tarik pokok, lan asil dianalisis. Asil test nuduhake yen: nambah ora luwih saka 1,00% saka kurang-viskositas HPMC ora mengaruhi fluidity saka UHPC, nanging nyuda mundhut saka fluidity liwat wektu. , lan ndawakake wektu setelan, nemen Ngapikake kinerja construction; nalika isi kurang saka 0,50%, impact ing kekuatan compressive, kekuatan lentur lan kekuatan tensile sumbu ora wujud, lan yen isi luwih saka 0,50%, mechanical sawijining kinerja suda luwih saka 1/3. Ngelingi macem-macem pagelaran, dosis HPMC sing disaranake yaiku 0,50%.

tembung kunci: beton kinerja ultra-dhuwur; selulosa eter; ngobati suhu normal; kekuatan tekan; kekuatan lentur; kekuatan tarik

0、Pambuka

Kanthi pangembangan industri konstruksi China kanthi cepet, syarat kanggo kinerja konkrit ing teknik nyata uga saya tambah, lan konkrit kinerja ultra-tinggi (UHPC) wis diprodhuksi kanggo nanggepi panjaluk kasebut. Proporsi optimal partikel kanthi ukuran partikel sing beda-beda dirancang kanthi teoritis, lan dicampur karo serat baja lan agen pengurangan banyu kanthi efisiensi dhuwur, nduweni sifat sing apik banget kayata kekuatan tekan ultra-dhuwur, kateguhan dhuwur, daya tahan kejut dhuwur lan marasake awak kuwat. kemampuan micro-retak. Kinerja. Riset teknologi manca ing UHPC relatif diwasa lan wis ditrapake kanggo akeh proyek praktis. Dibandhingake karo negara manca, riset domestik ora cukup jero. Dong Jianmiao lan liya-liyane nyinaoni penggabungan serat kanthi nambahake macem-macem jinis lan jumlah serat. Mekanisme pengaruh lan hukum konkrit; Chen Jing et al. nyinaoni pengaruh diameter serat baja ing kinerja UHPC kanthi milih serat baja kanthi diameter 4. UHPC mung duwe sawetara aplikasi teknik ing China, lan isih ana ing tahap riset teoretis. Kinerja UHPC Superiority wis dadi salah sawijining arah riset pembangunan konkrit, nanging isih akeh masalah sing kudu ditanggulangi. Kayata syarat dhuwur kanggo bahan mentah, biaya dhuwur, proses persiapan sing rumit, lan liya-liyane, mbatesi pangembangan teknologi produksi UHPC. Antarane wong-wong mau, nggunakake uap-tekanan dhuwur The ngruwat saka UHPC ing suhu dhuwur bisa nggawe diwenehi sifat mechanical luwih lan kekiatan. Nanging, amarga proses curing uap cumbersome lan syarat dhuwur kanggo peralatan produksi, aplikasi bahan mung bisa diwatesi kanggo yard prefabrication, lan construction cast-ing-panggonan ora bisa digawa metu. Mulane, iku ora cocok kanggo nggunakake cara ngruwat termal ing proyèk nyata, lan iku perlu kanggo nindakake riset ing-ambane ing suhu normal ngruwat UHPC.

Suhu normal ngobati UHPC ana ing tahap riset ing China, lan rasio banyu-kanggo-binder banget kurang, lan rawan kanggo dehidrasi kanthi cepet ing permukaan sajrone konstruksi ing situs. Supaya èfèktif nambah fénoména dehidrasi, bahan basis semen biasane nambah sawetara thickeners penahan banyu kanggo materi. Agen kimia kanggo nyegah segregasi lan getihen saka bahan, nambah penylametan banyu lan kohesi, nambah kinerja construction, lan uga èfèktif nambah mechanical saka bahan basis semen. Hydroxypropyl metil selulosa eter (HPMC) minangka Thickener polimer, kang bisa èfèktif disebaraké polimer gelled slurry lan bahan ing bahan basis semen roto-roto, lan banyu free ing slurry bakal dadi banyu kaiket, supaya ora gampang ilang saka slurry lan nambah kinerja penylametan banyu saka beton .Supaya kanggo ngurangi impact saka selulosa ether ing fluidity saka UHPC, kurang-viskositas selulosa eter iki dipilih kanggo test.

Ringkesan, kanggo nambah kinerja konstruksi kanthi dhasar njamin sifat mekanik UHPC curing suhu normal, makalah iki nyinaoni efek konten eter selulosa viskositas rendah ing perawatan suhu normal adhedhasar sifat kimia selulosa eter. lan mekanisme tumindak ing slurry UHPC. Pengaruh fluiditas, wektu koagulasi, kekuatan tekan, kekuatan lentur, kekuatan tarik aksial lan nilai tensile pokok UHPC kanggo nemtokake dosis eter selulosa sing cocok.

1. Rencana tes

1.1 Tes bahan mentah lan rasio campuran

Bahan baku kanggo tes iki yaiku:

1) Semen: P·O 52,5 semen Portland biasa diprodhuksi ing Liuzhou.

2) Fly ash: Fly awu diprodhuksi ing Liuzhou.

3) Slag bubuk: S95 granulated blast furnace slag bubuk diprodhuksi ing Liuzhou.

4) Silika fume: asap silika semi-enkripsi, bubuk abu-abu, konten SiO2≥92%, area lumahing spesifik 23 m²/g.

5) Pasir kuarsa: 20 ~ 40 mesh (0,833 ~ 0,350 mm).

6) Peredam banyu: peredam banyu polikarboksilat, bubuk putih, tingkat nyuda banyu≥30%.

7) bubuk lateks: bubuk lateks redispersible.

8) Serat eter: hydroxypropyl methylcellulose METHOCEL diprodhuksi ing Amerika Serikat, viskositas 400 MPa s.

9) Serat baja: serat baja microwire dilapisi tembaga lurus, diameteripunφ yaiku 0,22 mm, dawane 13 mm, kekuatan tarik 2000 MPa.

Sawise akeh riset eksperimen ing tahap awal, bisa ditemtokake yen rasio campuran dhasar saka suhu normal curing beton kinerja ultra-tinggi yaiku semen: fly awu: wêdakakêna mineral: silika fume: wedhi: agen ngurangi banyu: bubuk lateks: banyu = 860: 42: 83: 110:980:11:2:210, isi volume serat baja 2%. Tambah 0, 0,25%, 0,50%, 0,75%, 1,00% HPMC saka selulosa eter (HPMC) isi ing rasio campuran dhasar iki Nggawe eksperimen komparatif mungguh.

1.2 Metode tes

Timbang bahan mentah wêdakakêna garing miturut rasio pencampuran lan lebokake ing HJW-60 siji-horizontal poros mixer konkrit dipeksa. Miwiti mixer nganti seragam, nambah banyu lan aduk nganti 3 menit, mateni mixer, nambah serat baja sing ditimbang lan miwiti maneh mixer nganti 2 menit. Digawe menyang UHPC slurry.

Item tes kalebu fluiditas, wektu nyetel, kekuatan tekan, kekuatan lentur, kekuatan tarik aksial lan nilai tarik pungkasan. Tes fluiditas ditemtokake miturut JC / T986-2018 "Bahan Grouting Berbasis Semen". Tes wektu setelan miturut GB / T 1346—2011 "Konsumsi Air Konsistensi Standar Semen lan Metode Uji Wektu Setelan". Tes kekuatan lentur ditemtokake miturut GB / T50081-2002 "Standar kanggo Metode Uji Sifat Mekanik Beton Biasa". Tes kekuatan kompresif, kekuatan tarik aksial lan Tes nilai tegangan paling dhuwur ditemtokake miturut DLT5150-2001 "Peraturan Tes Beton Hidrolik".

2. Asil tes

2.1 Likuiditas

Asil tes fluiditas nuduhake pengaruh isi HPMC ing mundhut fluiditas UHPC saka wektu. Diamati saka fenomena tes yen sawise slurry tanpa eter selulosa diaduk kanthi rata, permukaan rawan dehidrasi lan crusting, lan fluiditas cepet ilang. , lan workability rusak. Sawise nambahake eter selulosa, ora ana skinning ing permukaan, mundhut fluiditas liwat wektu cilik, lan workability tetep apik. Ing sawetara tes, mundhut fluiditas minimal yaiku 5 mm sajrone 60 menit. Analysis saka data test nuduhake yen, Jumlah kurang-viskositas selulosa ether wis sethitik efek ing fluidity dhisikan saka UHPC, nanging wis impact luwih ing mundhut saka fluidity liwat wektu. Nalika ora ana selulosa eter ditambahake, mundhut fluidity saka UHPC 15 mm; Kanthi nambah HPMC, mundhut fluidity mortir sudo; nalika dosis 0,75%, mundhut fluidity UHPC paling cilik karo wektu, yaiku 5mm; sawise iku, karo Tambah HPMC, mundhut fluidity saka UHPC karo wektu Meh panggah.

SawiseHPMCdicampur karo UHPC, mengaruhi sifat rheological saka UHPC saka rong aspèk: siji iku mikro-gelembung sawijining digawa menyang proses aduk, kang ndadekake ongko lan fly awu lan bahan liyane mbentuk "efek werni", kang mundhak ing workability Ing wektu sing padha, jumlah gedhe saka materi cementitious bisa mbungkus agregat, supaya agregat bisa roto-roto "dilereni soko tugas" ing slurry, lan bisa mindhah bebas, gesekan antarane agregat wis suda, lan fluidity tambah; kaloro kanggo nambah UHPC Pasukan cohesive nyuda fluidity ing. Wiwit tes nggunakake HPMC viskositas kurang, aspek pisanan padha karo aspek kapindho, lan fluiditas awal ora owah akeh, nanging mundhut fluiditas liwat wektu bisa suda. Miturut analisis asil tes, bisa dingerteni manawa nambahake jumlah HPMC sing cocog kanggo UHPC bisa ningkatake kinerja konstruksi UHPC.

2.2 Nyetel wektu

Saka tren owah-owahan wektu setelan UHPC kena pengaruh jumlah HPMC, bisa dideleng yen HPMC nduweni peran retarding ing UHPC. Sing luwih gedhe jumlah kasebut, luwih jelas efek retardasi kasebut. Nalika jumlahe 0,50%, wektu nyetel mortir yaiku 55min. Dibandhingake karo klompok kontrol (40 min), mundhak 37,5%, lan mundhak isih ora ketok. Nalika dosis 1,00%, wektu nyetel mortir yaiku 100 menit, yaiku 150% luwih dhuwur tinimbang klompok kontrol (40 menit).

Karakteristik struktur molekul selulosa eter mengaruhi efek retarding. Struktur molekul dhasar ing selulosa eter, yaiku, struktur cincin anhidroglukosa, bisa bereaksi karo ion kalsium kanggo mbentuk senyawa molekul gula-kalsium, nyuda periode induksi reaksi hidrasi klinker semen Konsentrasi ion kalsium kurang, nyegah presipitasi luwih lanjut. Ca(OH)2, ngurangi kacepetan reaksi hidrasi semen, saéngga nundha setelan semen.

2.3 Kekuwatan tekan

Saka hubungan antarane kekuatan compressive saka sampel UHPC ing 7 dina lan 28 dina lan isi HMPC, bisa cetha katon sing Kajaba saka HPMC mboko sithik mundhakaken ing compressive kekuatan UHPC. 0,25% HPMC, kekuatan compressive saka UHPC sudo rada, lan rasio kekuatan compressive punika 96%. Nambahake 0,50% HPMC ora duwe efek sing jelas ing rasio kekuatan tekan UHPC. Terus nambah HPMC ing ruang lingkup panggunaan, UHPC's Kekuwatan compressive sudo Ngartekno. Nalika isi HPMC tambah kanggo 1,00%, rasio kekuatan compressive dropped kanggo 66%, lan mundhut kekuatan serius. Miturut analisis data, iku luwih cocok kanggo nambah 0,50% HPMC, lan mundhut saka kekuatan compressive cilik.

HPMC duweni efek hawa-entraining tartamtu. Kajaba saka HPMC bakal nimbulaké jumlah tartamtu saka microbubbles ing UHPC, kang bakal ngurangi Kapadhetan akeh UHPC anyar pipis. Sawise slurry hardened, porositas mboko sithik nambah lan compactness uga bakal suda, utamané isi HPMC. Luwih dhuwur. Kajaba iku, karo Tambah saka jumlah HPMC ngenalaken, isih akeh polimer fleksibel ing pori-pori UHPC, kang ora bisa muter peran penting ing rigidity apik lan support compressive nalika matriks komposit cementitious teken. .Mulane, tambahan saka HPMC nemen nyuda kekuatan compressive saka UHPC.

2.4 Kekuwatan lentur

Saka hubungan antara kekuatan lentur sampel UHPC ing 7 dina lan 28 dina lan isi HMPC, bisa dideleng yen kurva owah-owahan kekuatan lentur lan kuat tekan padha, lan owah-owahan kekuatan lentur antarane 0 lan 0,50% saka HMPC ora padha. Minangka tambahan saka HPMC terus, kekuatan lentur conto UHPC sudo Ngartekno.

Efek saka HPMC ing kekuatan lentur UHPC utamané ing telung aspèk: selulosa eter wis retarding lan efek udhara-entraining, kang nyuda kekuatan lentur saka UHPC; lan aspek katelu punika polimer fleksibel diprodhuksi dening selulosa eter, Ngurangi rigidity saka spesimen slows mudhun saka kekuatan lentur spesimen rada. Anane simultan saka telung aspek kasebut nyuda kekuwatan tekan spesimen UHPC lan uga nyuda kekuwatan lentur.

2.5 Kekuwatan tensile aksial lan nilai tensile pokok

Hubungan antarane kekuatan tarik spesimen UHPC ing 7 d lan 28 d lan isi HMPC. Kanthi nambah isi HPMC, kekuatan tarik spesimen UHPC pisanan diganti sethithik lan banjur mudhun kanthi cepet. Kurva kekuatan tarik nuduhake yen isi HPMC ing spesimen tekan 0,50%, nilai kekuatan tarik aksial saka spesimen UHPC yaiku 12.2MPa, lan rasio kekuatan tarik yaiku 103%. Kanthi nambah luwih saka isi HPMC saka spesimen, axial Nilai kekuatan tarik tengah wiwit nyelehake banget. Nalika isi HPMC saka spesimen ana 0,75% lan 1,00%, rasio kekuatan tensile padha 94% lan 78%, kang padha luwih murah tinimbang kekuatan tensile sumbu UHPC tanpa HPMC.

Saka hubungan antarane nilai tensile ultimate sampel UHPC ing 7 dina lan 28 dina lan isi HMPC, bisa dideleng yen nilai tensile ultimate meh ora owah kanthi mundhake selulosa eter ing wiwitan, lan nalika isi HMPC. eter selulosa tekan 0,50 % banjur wiwit mudhun kanthi cepet.

Efek saka jumlah tambahan saka HPMC ing kekuatan tensile sumbu lan Nilai tensile pokok saka spesimen UHPC nuduhake gaya saka tetep meh panggah lan banjur mudun. Alesan utama iku HPMC bisa langsung kawangun antarane partikel semen hydrated Lapisan film sealing polimer anti banyu muter peran sealing, supaya jumlah tartamtu saka banyu disimpen ing UHPC, kang nyedhiyani banyu perlu kanggo pembangunan terus hidrasi luwih. saka semen, saéngga nambah kekuatan semen. Kajaba saka HPMC mbenakake The cohesiveness saka UHPC endows slurry karo keluwesan, kang ndadekake UHPC kebak adaptasi kanggo shrinkage lan ewah-ewahan bentuk saka materi basa, lan rada mbenakake kekuatan tensile saka UHPC. Nanging, nalika isi HPMC ngluwihi nilai kritis, online entrained mengaruhi kekuatan spesimen. Efek salabetipun mboko sithik main peran utama, lan kekuatan tarik sumbu lan nilai tensile pokok saka spesimen wiwit suda.

3. Kesimpulan

1) HPMC bisa Ngartekno nambah kinerja saka suhu normal ngobati UHPC, ndawakake wektu koagulasi lan nyuda fluidity mundhut saka UHPC anyar pipis liwat wektu.

2) Kajaba saka HPMC pirso jumlah tartamtu saka umpluk cilik sak proses aduk saka slurry ing. Yen jumlahe gedhe banget, gelembung bakal nglumpukake akeh banget lan mbentuk gelembung sing luwih gedhe. Slurry banget kohesif, lan gelembung ora bisa kebanjiran lan pecah. Pori-pori UHPC hardened nyuda; Kajaba iku, polimer fleksibel diprodhuksi dening HPMC ora bisa nyedhiyani support kaku nalika ana ing meksa, lan kekiyatan compressive lan lentur sing nemen suda.

3) Kajaba saka HPMC ndadekake UHPC plastik lan fleksibel. Kekuwatan tensile sumbu lan nilai tensile pokok saka spesimen UHPC knthi angel ngganti karo Tambah isi HPMC, nanging nalika isi HPMC ngluwihi Nilai tartamtu, kekuatan tensile sumbu lan nilai tensile pokok suda.

4) Nalika nyiapake suhu normal ngobati UHPC, dosis HPMC kudu dikontrol kanthi ketat. Nalika dosis punika 0,50%, hubungan antarane kinerja apa lan mechanical saka suhu normal ngruwat UHPC bisa uga tumata.