Метилцелулозен етер на собна температура за лекување на бетон со ултра високи перформанси

Апстракт: Со промена на содржината на хидроксипропил метилцелулозен етер (HPMC) во бетон со ултра-високи перформанси за лекување на нормална температура (UHPC), беше проучен ефектот на целулозниот етер врз флуидноста, времето на поставување, јакоста на притисок и јакоста на свиткување на UHPC. , аксијална цврстина на истегнување и крајна вредност на истегнување, а резултатите беа анализирани. Резултатите од тестот покажуваат дека: додавањето не повеќе од 1,00% HPMC со низок вискозитет не влијае на флуидноста на UHPC, но ја намалува загубата на флуидност со текот на времето. , и го продолжува времето на поставување, значително подобрување на градежните перформанси; кога содржината е помала од 0,50%, влијанието врз јакоста на притисок, јакоста на виткање и аксијалната цврстина на истегнување не е значајно, а штом содржината е повеќе од 0,50%, нејзината механичка Перформансите се намалуваат за повеќе од 1/3. Со оглед на различните перформанси, препорачаната доза на HPMC е 0,50%.

Клучни зборови: бетон со ултра високи перформанси; целулоза етер; стврднување на нормална температура; сила на притисок; јакост на виткање; цврстина на истегнување

0,Предговор

Со брзиот развој на кинеската градежна индустрија, барањата за конкретни перформанси во вистинското инженерство исто така се зголемија, а бетон со ултра високи перформанси (UHPC) е произведен како одговор на побарувачката. Оптималната пропорција на честички со различни големини на честички е теоретски дизајнирана и измешана со челични влакна и високо-ефикасно средство за намалување на водата, има одлични својства како што се ултра висока цврстина на притисок, висока цврстина, висока издржливост на удар и силно само-заздравување способност за микропукнатини. Изведба. Странските технолошки истражувања за UHPC се релативно зрели и се применуваат на многу практични проекти. Во споредба со странските земји, домашните истражувања не се доволно длабоки. Донг Џианмиао и други го проучувале вградувањето на влакната со додавање на различни видови и количини на влакна. Механизмот на влијание и законот на бетонот; Чен Џинг и сор. го проучувал влијанието на дијаметарот на челичните влакна врз перформансите на UHPC со избирање на челични влакна со 4 дијаметри. UHPC има само мал број инженерски апликации во Кина, а сè уште е во фаза на теоретско истражување. Изведбата на UHPC Superiority стана една од истражувачките насоки на конкретен развој, но има уште многу проблеми што треба да се решат. Како што се високи барања за суровини, висока цена, комплициран процес на подготовка итн., Ограничување на развојот на технологијата за производство на UHPC. Меѓу нив, користење на пареа под висок притисок Стврднувањето на UHPC на висока температура може да го направи да добие повисоки механички својства и издржливост. Меѓутоа, поради незгодниот процес на стврднување со пареа и високите барања за производствена опрема, примената на материјалите може да се ограничи само на монтажни дворови и не може да се изведе леана конструкција. Затоа, не е соодветно да се усвои методот на термичко стврднување во актуелните проекти и неопходно е да се спроведе длабинско истражување за UHPC за стврднување на нормална температура.

UHPC за стврднување на нормална температура е во фаза на истражување во Кина, а неговиот сооднос вода-врзиво е исклучително низок и е склон кон брзо дехидрација на површината за време на изградбата на лице место. Со цел ефикасно да се подобри феноменот на дехидрација, материјалите базирани на цемент обично додаваат некои згуснувачи што ја задржуваат водата на материјалот. Хемиски агенс за спречување на сегрегација и крварење на материјалите, за подобрување на задржувањето на водата и кохезијата, за подобрување на градежните перформанси и, исто така, ефикасно подобрување на механичките својства на материјалите базирани на цемент. Хидроксипропил метил целулоза етер (HPMC) како згуснувач на полимер, кој може ефикасно да ја дистрибуира полимерната гелирана кашеста маса и материјалите во материјалите на база на цемент, а слободната вода во кашеста маса ќе стане врзана вода, така што нема лесно да се изгуби од кашеста маса и подобрување на перформансите за задржување на водата на бетонот. Со цел да се намали влијанието на целулозниот етер врз флуидноста на UHPC, целулозниот етер со низок вискозитет беше избран за тестот.

Накратко, со цел да се подобрат градежните перформанси врз основа на обезбедување на механичките својства на UHPC за стврднување со нормална температура, овој труд го проучува ефектот на содржината на целулозниот етер со низок вискозитет врз стврднувањето на нормална температура врз основа на хемиските својства на целулозниот етер и неговиот механизам на дејство во UHPC кашеста маса. Влијанието на флуидноста, времето на коагулација, јакоста на притисок, јакоста на свиткување, аксијалната цврстина на истегнување и крајната затегнувачка вредност на UHPC за да се одреди соодветната доза на целулозниот етер.

1. План за тестирање

1.1 Тестирајте ги суровините и соодносот на мешање

Суровините за овој тест се:

1) Цемент: П·О 52,5 обичен Портланд цемент произведен во Лиужоу.

2) Летечка пепел: Летечка пепел произведена во Лиужоу.

3) Прашок од згура: S95 гранулиран прав од згура од високи печки произведен во Лиужоу.

4) Силициум чад: полу-шифриран силициум чад, сив прав, содржина на SiO2≥92%, специфична површина 23 m²/г.

5) Кварцен песок: 20~40 mesh (0,833~0,350 mm).

6) Редуктор на вода: редуктор на поликарбоксилат на вода, бел прав, стапка на намалување на водата≥30%.

7) Латекс во прав: редисперзибилен прав од латекс.

8) Фибер етер: хидроксипропил метилцелулоза METHOCEL произведен во САД, вискозитет 400 MPa s.

9) Челични влакна: директно бакарно обложено микрожично челично влакно, дијаметарφ е 0,22 mm, должина е 13 mm, цврстина на истегнување е 2 000 MPa.

По многу експериментални истражувања во раната фаза, може да се утврди дека основниот сооднос на мешање на бетонот со ултра високи перформанси за лекување на нормална температура е цемент: летечка пепел: минерален прав: силициум пареа: песок: средство за намалување на вода: латекс во прав: вода = 860: 42: 83: 110:980:11:2:210, содржината на волуменот на челичните влакна е 2%. Додадете 0, 0,25%, 0,50%, 0,75%, 1,00% HPMC содржина на целулоза етер (HPMC) на овој основен сооднос на мешавина Поставете споредбени експерименти соодветно.

1.2 Метод на тестирање

Измерете ги суровините од сувиот прашок според односот на мешање и ставете ги во мешалка за бетон со еднохоризонтално вратило HJW-60. Вклучете го миксерот додека не се изедначи, додадете вода и мешајте 3 минути, исклучете го миксерот, додадете ги измерените челични влакна и рестартирајте го миксерот 2 минути. Направено во UHPC кашеста маса.

Тестните ставки вклучуваат флуидност, време на поставување, јакост на притисок, јакост на виткање, аксијална цврстина на истегнување и крајна вредност на истегнување. Тестот за флуидност се одредува според JC/T986-2018 „Материјали за фугирање базирани на цемент“. Тестот за време на поставување е според GB /T 1346-2011 година „Потрошувачка на вода со стандардна конзистентност на цемент и метод на тестирање на времето на поставување“. Тестот за јакост на виткање се одредува според GB/T50081-2002 „Стандард за методи на испитување на механичките својства на обичниот бетон“. Тест на јакост на притисок, аксијална јакост на истегнување и Тест за крајна вредност на истегнување се одредува според DLT5150-2001 „Преписи за испитување на хидрауличен бетон“.

2. Резултати од тестот

2.1 Ликвидност

Резултатите од тестот за флуидност го покажуваат влијанието на содржината на HPMC врз губењето на флуидноста на UHPC со текот на времето. Од тест феноменот е забележано дека по рамномерно мешање на кашеста маса без целулозен етер, површината е склона кон дехидрација и формирање на кора, а флуидноста брзо се губи. , а обработливоста се влоши. По додавањето на целулозниот етер, немаше лупење на површината, губењето на флуидноста со текот на времето беше мало, а обработливоста остана добра. Во опсегот на тестирање, минималната загуба на флуидност беше 5 mm за 60 минути. Анализата на податоците од тестот покажува дека, количината на целулозниот етер со низок вискозитет има мало влијание врз почетната флуидност на UHPC, но има поголемо влијание врз губењето на флуидноста со текот на времето. Кога не се додава целулзен етер, загубата на флуидност на UHPC е 15 mm; Со зголемување на HPMC, загубата на флуидност на малтерот се намалува; кога дозата е 0,75%, загубата на флуидност на UHPC е најмала со текот на времето, што е 5mm; после тоа, со зголемувањето на HPMC, загубата на флуидност на UHPC со текот на времето Речиси непроменета.

ПоHPMCсе меша со UHPC, тоа влијае на реолошките својства на UHPC од два аспекта: едниот е дека независните микро-меурчиња се внесуваат во процесот на мешање, што го прави агрегатот и летечката пепел и другите материјали да формираат „ефект на топка“, што го зголемува обработливост Во исто време, големо количество цементен материјал може да го обвиткува агрегатот, така што агрегатот може рамномерно да се „суспендира“ во кашеста маса и слободно да се движи, триењето меѓу агрегатите се намалува и флуидноста се зголемува; вториот е да се зголеми UHPC Кохезивната сила ја намалува флуидноста. Бидејќи тестот користи HPMC со низок вискозитет, првиот аспект е еднаков на вториот аспект, а почетната флуидност не се менува многу, но губењето на флуидноста со текот на времето може да се намали. Според анализата на резултатите од тестот, може да се знае дека додавањето на соодветна количина на HPMC на UHPC може во голема мера да ги подобри градежните перформанси на UHPC.

2.2 Поставување време

Од трендот на промена на времето на поставување на UHPC погодено од количината на HPMC, може да се види дека HPMC игра ретардирана улога во UHPC. Колку е поголема количината, толку е поочигледен ефектот на забавување. Кога количината е 0,50%, времето на стврднување на малтерот е 55 мин. Во споредба со контролната група (40 мин), тој се зголеми за 37,5%, а зголемувањето сè уште не беше очигледно. Кога дозата беше 1,00%, времето на стврднување на малтерот беше 100 мин, што беше 150% повисоко од она на контролната група (40 мин).

Карактеристиките на молекуларната структура на целулозниот етер влијаат на неговиот забавен ефект. Основната молекуларна структура на целулозниот етер, односно структурата на прстенот на анхидроглукозата, може да реагира со јони на калциум за да формира шеќер-калциумски молекуларни соединенија, намалувајќи го периодот на индукција на реакцијата на хидратација на цементниот клинкер Концентрацијата на јоните на калциум е ниска, спречувајќи понатамошно таложење на Ca(OH)2, намалувајќи ја брзината на реакцијата на хидратација на цементот, а со тоа го одложува стврднувањето на цементот.

2.3 Јачина на притисок

Од односот помеѓу јакоста на притисок на UHPC примероците на 7 дена и 28 дена и содржината на HMPC, може јасно да се види дека додавањето на HPMC постепено го зголемува падот на јакоста на притисок на UHPC. 0,25% HPMC, јакоста на притисок на UHPC малку се намалува, а односот на јачина на притисок е 96%. Додавањето 0,50% HPMC нема очигледен ефект врз односот на јакоста на притисок на UHPC. Продолжете да додавате HPMC во опсегот на употреба, UHPC's Јачината на притисок значително се намали. Кога содржината на HPMC се зголеми на 1,00%, односот на јакоста на притисок падна на 66%, а загубата на цврстина беше сериозна. Според анализата на податоците, посоодветно е да се додаде 0,50% HPMC, а загубата на јакоста на притисок е мала

HPMC има одреден ефект на вдишување на воздухот. Додавањето на HPMC ќе предизвика одредена количина на микромеурчиња во UHPC, што ќе ја намали густината на свежо измешаниот UHPC. Откако ќе се стврдне кашеста маса, порозноста постепено ќе се зголемува, а компактноста исто така ќе се намали, особено содржината на HPMC. Повисоко. Дополнително, со зголемувањето на внесената количина на HPMC, сè уште има многу флексибилни полимери во порите на UHPC, кои не можат да играат важна улога во добрата ригидност и компресивна поддршка кога матрицата на цементниот композит е компресирана. .Затоа, додавањето на HPMC во голема мера ја намалува јакоста на притисок на UHPC.

2.4 Јачина на свиткување

Од односот помеѓу јакоста на свиткување на примероците од UHPC на 7 дена и 28 дена и содржината на HMPC, може да се види дека кривите на промена на јакоста на виткање и јакоста на притисок се слични, а промената на јакоста на виткање помеѓу 0 и 0,50% на HMPC не е исто. Како што продолжуваше додавањето на HPMC, јакоста на свиткување на UHPC примероците значително се намали.

Ефектот на HPMC врз јакоста на виткање на UHPC е главно во три аспекти: целулозниот етер има забавени и вдишувачки ефекти на воздухот, што ја намалува јакоста на виткање на UHPC; а третиот аспект е флексибилниот полимер произведен од целулозниот етер. Истовременото постоење на овие три аспекти ја намалува јакоста на притисок на примерокот UHPC и исто така ја намалува јакоста на свиткување.

2.5 Аксијална цврстина на истегнување и крајна вредност на истегнување

Односот помеѓу цврстината на истегнување на примероците од UHPC на 7 и 28 дена и содржината на HMPC. Со зголемувањето на содржината на HPMC, цврстината на истегнување на примероците од UHPC прво малку се промени, а потоа брзо се намали. Кривата на цврстина на истегнување покажува дека кога содржината на HPMC во примерокот достигнува 0,50%, вредноста на аксијалната јакост на истегнување на примерокот UHPC е 12,2 MPa, а односот на цврстина на истегнување е 103%. Со понатамошното зголемување на содржината на HPMC на примерокот, вредноста на аксијалната централна јакост на истегнување почна нагло да опаѓа. Кога содржината на HPMC на примерокот беше 0,75% и 1,00%, односот на цврстина на истегнување беше 94% и 78%, соодветно, кои беа пониски од аксијалната јакост на истегнување на UHPC без HPMC.

Од односот помеѓу крајните вредности на истегнување на UHPC примероците на 7 дена и 28 дена и содржината на HMPC, може да се види дека крајните вредности на истегнување се речиси непроменети со зголемувањето на целулозниот етер на почетокот, и кога содржината на целулозниот етер достигнува 0,50%, а потоа почна брзо да опаѓа.

Ефектот на додадената количина на HPMC врз аксијалната цврстина на истегнување и крајната затегнувачка вредност на примероците од UHPC покажува тренд на задржување речиси непроменет, а потоа и на намалување. Главната причина е што HPMC може директно да се формира помеѓу хидрирани цементни честички Слој од водоотпорна полимерна фолија за запечатување ја игра улогата на запечатување, така што одредена количина на вода се складира во UHPC, што ја обезбедува потребната вода за континуиран развој на понатамошна хидратација. на цемент, а со тоа се подобрува цврстината на цементот. Додавањето на HPMC го подобрува кохезивноста на UHPC му дава на кашеста маса со флексибилност, што го прави UHPC целосно да се прилагоди на собирањето и деформацијата на основниот материјал и малку ја подобрува цврстината на истегнување на UHPC. Меѓутоа, кога содржината на HPMC ја надминува критичната вредност, внесениот воздух влијае на јачината на примерокот. Негативните ефекти постепено играа водечка улога, а аксијалната цврстина на истегнување и крајната затегнувачка вредност на примерокот почнаа да се намалуваат.

3. Заклучок

1) HPMC може значително да ги подобри работните перформанси на UHPC со нормална температура, да го продолжи времето на коагулација и да ја намали загубата на флуидност на свежо измешаниот UHPC со текот на времето.

2) Додавањето на HPMC внесува одредена количина на ситни меурчиња за време на процесот на мешање на кашеста маса. Ако количината е преголема, меурчињата ќе се соберат премногу и ќе формираат поголеми меурчиња. Кашеста маса е многу кохезивна, а меурите не можат да се прелеат и да пукнат. Порите на стврднатиот UHPC се намалуваат; дополнително, флексибилниот полимер произведен од HPMC не може да обезбеди цврста поддршка кога е под притисок, а јакоста на притисок и виткање се значително намалени.

3) Додавањето на HPMC го прави UHPC пластичен и флексибилен. Аксијалната цврстина на истегнување и крајната вредност на истегнување на примероците од UHPC тешко се менуваат со зголемувањето на содржината на HPMC, но кога содржината на HPMC надминува одредена вредност, аксијалната јакост на истегнување и крајните вредности на затегнување значително се намалуваат.

4) При подготовка на UHPC за стврднување на нормална температура, дозата на HPMC треба строго да се контролира. Кога дозата е 0,50%, односот помеѓу работните перформанси и механичките својства на UHPC за стврднување на нормална температура може добро да се координира.