Өрөөний температурт хатуурдаг хэт өндөр үзүүлэлттэй бетон дээр метил целлюлозын эфир

Хураангуй: Хэвийн температурт хатуурдаг хэт өндөр хүчин чадалтай бетон (UHPC) дахь гидроксипропил метилцеллюлозын эфирийн (HPMC) агуулгыг өөрчилснөөр Целлюлозын эфирийн UHPC-ийн шингэн чанар, хатуурлын хугацаа, шахалтын бат бэх, гулзайлтын бат бөх чанарт үзүүлэх нөлөөг судалжээ. , тэнхлэгийн суналтын бат бэх ба суналтын эцсийн үнэ цэнэ, үр дүнд дүн шинжилгээ хийсэн. Туршилтын үр дүнгээс харахад: бага зуурамтгай чанар бүхий HPMC-ийн 1.00% -иас ихгүй хэмжээгээр нэмэх нь UHPC-ийн шингэн чанарт нөлөөлөхгүй боловч цаг хугацааны явцад шингэний алдагдлыг бууруулдаг. , мөн тохируулах хугацааг уртасгаж, барилгын гүйцэтгэлийг ихээхэн сайжруулдаг; 0.50%-иас бага агуулгатай үед шахалтын бат бэх, гулзайлтын бат бэх, тэнхлэгийн суналтын бат бэхийн нөлөөлөл төдийлөн чухал биш бөгөөд нэг удаа 0.50%-иас их бол түүний механик Гүйцэтгэл 1/3-аас их хэмжээгээр буурдаг. Төрөл бүрийн гүйцэтгэлийг харгалзан HPMC-ийн санал болгож буй тун нь 0.50% байна.

Түлхүүр үгс: хэт өндөр үзүүлэлттэй бетон; целлюлозын эфир; хэвийн температурт хатууруулах; шахалтын бат бэх; гулзайлтын хүч; суналтын бат бэх

0、Өмнөх үг

Хятадын барилгын салбар хурдацтай хөгжихийн хэрээр бодит инженерчлэл дэх бетоны гүйцэтгэлд тавигдах шаардлага мөн нэмэгдэж, эрэлт хэрэгцээнд нийцүүлэн хэт өндөр хүчин чадалтай бетон (UHPC) үйлдвэрлэв. Төрөл бүрийн ширхэгийн хэмжээтэй тоосонцоруудын оновчтой харьцааг онолын хувьд боловсруулсан бөгөөд ган утас, өндөр үр ашигтай ус бууруулах бодистой холилдсон бөгөөд энэ нь хэт өндөр шахалтын бат бэх, өндөр бат бөх, өндөр цочролд тэсвэртэй, хүчтэй өөрийгөө эдгээх зэрэг маш сайн шинж чанартай байдаг. бичил хагарал үүсгэх чадвар. Гүйцэтгэл. UHPC-ийн гадаадын технологийн судалгаа харьцангуй боловсорч гүйцсэн бөгөөд олон практик төслүүдэд хэрэглэгдэж ирсэн. Гадаадын орнуудтай харьцуулахад дотоодын судалгаа хангалттай гүн биш байна. Dong Jianmiao болон бусад хүмүүс өөр өөр төрөл, хэмжээгээр эслэг нэмж оруулан эслэгийн нэгдлийг судалсан. Бетоны нөлөөллийн механизм ба хууль; Чен Жин нар. 4 диаметртэй ган утас сонгох замаар UHPC-ийн гүйцэтгэлд ган шилэн диаметрийн нөлөөллийг судалсан. UHPC нь Хятадад цөөн тооны инженерчлэлийн хэрэглээтэй бөгөөд онолын судалгааны шатандаа явж байна. UHPC Superiority-ийн гүйцэтгэл нь тодорхой хөгжлийн судалгааны чиглэлүүдийн нэг болсон ч шийдвэрлэх шаардлагатай олон асуудал байсаар байна. Түүхий эдэд тавигдах өндөр шаардлага, өндөр өртөг, нарийн төвөгтэй бэлтгэл үйл явц гэх мэт UHPC үйлдвэрлэлийн технологийн хөгжлийг хязгаарладаг. Тэдгээрийн дотроос өндөр даралтын уур ашиглан UHPC-ийг өндөр температурт хатууруулах нь илүү өндөр механик шинж чанар, бат бөх чанарыг олж авах боломжийг олгодог. Гэсэн хэдий ч уураар хатаах үйл явц нь төвөгтэй, үйлдвэрлэлийн тоног төхөөрөмжид тавигдах өндөр шаардлагаас шалтгаалан материалыг ашиглах нь зөвхөн угсармал талбайн хувьд хязгаарлагдах бөгөөд цутгамал барилгын ажлыг гүйцэтгэх боломжгүй юм. Тиймээс бодит төслүүдэд дулааны аргаар хатууруулах аргыг хэрэглэх нь тохиромжгүй бөгөөд хэвийн температурт хатууруулах UHPC-ийн талаар гүнзгий судалгаа хийх шаардлагатай байна.

Хэвийн температурт хатах UHPC нь Хятадад судалгааны шатандаа явж байгаа бөгөөд түүний ус ба холбогч бодисын харьцаа нь маш бага бөгөөд барилгын ажлын явцад гадаргуу дээр хурдан шингэн алдагдах хандлагатай байдаг. Шингэн алдалтын үзэгдлийг үр дүнтэй сайжруулахын тулд цементэн суурьтай материал нь ихэвчлэн ус хадгалах өтгөрүүлэгчийг материалд нэмдэг. Химийн бодис нь материалыг ялгах, цус алдахаас сэргийлж, ус хадгалах, нэгдмэл байдлыг сайжруулах, барилгын гүйцэтгэлийг сайжруулах, мөн цементэн суурьтай материалын механик шинж чанарыг үр дүнтэй сайжруулах. Гидроксипропил метил целлюлозын эфир (HPMC) нь полимер өтгөрүүлэгч бөгөөд цементэн суурьтай материал дахь полимер гельсэн зутан болон материалыг үр дүнтэйгээр жигд тарааж, зутан дахь чөлөөт ус нь холбосон ус болж хувирдаг тул алдахад хялбар биш юм. зуурмаг болон бетоны ус хадгалах чадварыг сайжруулах .UHPC-ийн шингэн чанарт целлюлозын эфирийн нөлөөллийг бууруулахын тулд бага зуурамтгай чанар бүхий целлюлозын эфирийг туршилтанд сонгосон.

Дүгнэж хэлэхэд, хэвийн температурт хатах UHPC-ийн механик шинж чанарыг хангах үндсэн дээр барилгын ажлын гүйцэтгэлийг сайжруулахын тулд энэхүү бүтээлд целлюлозын эфирийн химийн шинж чанарт үндэслэн хэвийн температурт хатууруулахад бага зуурамтгай чанар бүхий целлюлозын эфирийн нөлөөг судалсан болно. болон UHPC зутан дахь түүний үйл ажиллагааны механизм. Целлюлозын эфирийн тохирох тунг тодорхойлохын тулд шингэн чанар, коагуляцийн хугацаа, шахалтын бат бэх, гулзайлтын бат бэх, тэнхлэгийн суналтын бат бэх ба UHPC-ийн суналтын эцсийн үнэ цэнийн нөлөөлөл.

1. Туршилтын төлөвлөгөө

1.1 Туршилтын түүхий эд ба хольцын харьцаа

Энэхүү туршилтын түүхий эд нь:

1) Цемент: П·O 52.5 энгийн портланд цемент Люжоу хотод үйлдвэрлэсэн .

2) Үнс: Люжоу хотод үйлдвэрлэсэн үнс.

3) Шаар нунтаг: Люжоу хотод үйлдвэрлэсэн S95 ширхэгтэй тэсэлгээний шаарын нунтаг.

4) Цахиурын утаа: хагас шифрлэгдсэн цахиурын утаа, саарал нунтаг, SiO2 агууламж≥92%, хувийн гадаргуугийн талбай 23 м²/г.

5) Кварцын элс: 20~40 торон (0.833~0.350 мм).

6) Ус бууруулагч: поликарбоксилатын ус бууруулагч, цагаан нунтаг, ус бууруулах хурд≥30%.

7) Латекс нунтаг: дахин тархдаг латекс нунтаг.

8) Шилэн эфир: АНУ-д үйлдвэрлэсэн гидроксипропил метилцеллюлоз METHOCEL, зуурамтгай чанар 400 МПа с.

9) Ган утас: шулуун зэсээр бүрсэн бичил утсан ган утас, диаметрφ 0.22 мм, урт нь 13 мм, суналтын бат бэх нь 2000 МПа.

Эрт үе шатанд олон туршилтын судалгаа хийсний дараа энгийн температурт хатуурдаг хэт өндөр үзүүлэлттэй бетоны үндсэн хольцын харьцаа нь цемент: үнс: эрдэс нунтаг: цахиурын утаа: элс: ус бууруулах бодис: латекс нунтаг болохыг тодорхойлж болно. ус = 860: 42: 83: 110:980:11:2:210, ган шилэн эзэлхүүн 2% байна. Энэхүү үндсэн хольцын харьцаанд целлюлозын эфирийн (HPMC) агууламжийн 0, 0,25%, 0,50%, 0,75%, 1,00% HPMC нэмнэ. Харьцуулсан туршилтуудыг тус тус тохируулна уу.

1.2 Туршилтын арга

Хуурай нунтаг түүхий эдийг холих харьцаагаар жигнэж, HJW-60 нэг хэвтээ босоо амны хүчит бетон зуурагчинд хийнэ. Холигчийг жигд болтол нь асаагаад ус нэмээд 3 минут хутгаад миксерээ унтраагаад жигнэсэн ган утас нэмээд дахин 2 минутын турш холигчоо ажиллуулна. UHPC зутангаар хийсэн.

Туршилтын зүйлд шингэн чанар, тогтох хугацаа, шахалтын бат бэх, гулзайлтын бат бэх, тэнхлэгийн суналтын бат бэх, суналтын эцсийн утга орно. Шингэн чанарын туршилтыг JC/T986-2018 "Цемент дээр суурилсан зуурмагийн материал"-ын дагуу тодорхойлно. Тохируулах хугацааны туршилтыг GB /T 1346 стандартын дагуу хийдэг-2011 он “Цементийн стандартын тууштай байдлын усны зарцуулалт ба тохируулах хугацааг шалгах арга”. Гулзайлтын бат бэхийн туршилтыг GB/T50081-2002 "Энгийн бетоны механик шинж чанарын туршилтын аргын стандарт"-ын дагуу тодорхойлно. Шахалтын бат бэхийн туршилт, тэнхлэгийн суналтын бат бэх ба суналтын эцсийн утгын туршилтыг DLT5150-2001 "Гидравлик бетоны туршилтын дүрэм"-ийн дагуу тодорхойлно.

2. Туршилтын үр дүн

2.1 Хөрвөх чадвар

Шингэн шингэний сорилтын үр дүн нь цаг хугацааны явцад UHPC шингэний алдагдалд HPMC-ийн агууламжийн нөлөөг харуулж байна. Туршилтын үзэгдлээс харахад целлюлозын эфиргүй зутанг жигд хутгасны дараа гадаргуу нь усгүйжиж, царцдасжих, шингэн чанар нь хурдан алдагдах нь ажиглагдаж байна. , ажиллах чадвар муудсан. Целлюлозын эфир нэмсний дараа гадаргуу дээр ямар ч арьс хугарахгүй, цаг хугацааны явцад шингэний алдагдал бага, ажиллах чадвар сайн хэвээр байна. Туршилтын хүрээнд 60 минутын дотор шингэний хамгийн бага алдагдал 5 мм байна. Туршилтын өгөгдлийн дүн шинжилгээ нь, бага зуурамтгай чанар бүхий целлюлозын эфирийн хэмжээ нь UHPC-ийн анхны шингэн чанарт бага нөлөө үзүүлдэг боловч цаг хугацааны явцад шингэний алдагдалд илүү их нөлөө үзүүлдэг. Целлюлозын эфир нэмээгүй тохиолдолд UHPC-ийн шингэний алдагдал 15 мм байна; HPMC нэмэгдэхийн хэрээр зуурмагийн шингэний алдагдал буурдаг; тунг 0.75% байх үед UHPC-ийн шингэний алдагдал цаг хугацааны хувьд хамгийн бага буюу 5 мм байна; Үүний дараа HPMC нэмэгдэхийн хэрээр UHPC-ийн шингэний алдагдал цаг хугацааны явцад бараг өөрчлөгдөөгүй.

ДарааHPMCЭнэ нь UHPC-тэй холилдсон бөгөөд энэ нь UHPC-ийн реологийн шинж чанарт хоёр талаар нөлөөлдөг: нэг нь хутгах процесст бие даасан бичил бөмбөлгүүдийг оруулдаг бөгөөд энэ нь дүүргэгч, үнс болон бусад материалыг "бөмбөгний эффект" үүсгэдэг. ажиллах чадвар Үүний зэрэгцээ их хэмжээний цементэн материал нь дүүргэгчийг боож, дүүргэгч нь зутан дотор жигд "түдгэлзэж", чөлөөтэй хөдөлж, дүүргэгчийн хоорондох үрэлтийг багасгаж, шингэнийг нэмэгдүүлэх боломжтой; хоёр дахь нь UHPC-ийг нэмэгдүүлэх Хамтарсан хүч нь шингэнийг бууруулдаг. Туршилтанд бага зуурамтгай чанар бүхий HPMC ашигладаг тул эхний тал нь хоёр дахь талтай тэнцүү бөгөөд анхны шингэн чанар нь тийм ч их өөрчлөгддөггүй, гэхдээ цаг хугацааны явцад шингэний алдагдлыг бууруулж болно. Туршилтын үр дүнгийн дүн шинжилгээнээс харахад UHPC-д зохих хэмжээний HPMC нэмэх нь UHPC-ийн барилгын гүйцэтгэлийг ихээхэн сайжруулж чадна гэдгийг мэдэж болно.

2.2 Цагийг тохируулах

HPMC-ийн хэмжээгээр нөлөөлж буй UHPC-ийн тохируулах хугацааны өөрчлөлтийн хандлагаас харахад HPMC нь UHPC-д удаашруулах үүрэг гүйцэтгэдэг. Хэмжээ их байх тусам удаашруулах нөлөө илүү тодорхой болно. Хэмжээ 0.50% байх үед зуурмагийн хатуурах хугацаа 55 мин байна. Хяналтын бүлэгтэй (40 минут) харьцуулахад 37.5% -иар өссөн бөгөөд өсөлт нь тодорхойгүй хэвээр байна. Тун 1.00% байх үед зуурмагийн тогтох хугацаа 100 минут байсан нь хяналтын бүлгийнхээс (40 мин) 150%-иар их байсан.

Целлюлозын эфирийн молекулын бүтцийн шинж чанар нь түүний удаашруулах нөлөөнд нөлөөлдөг. Целлюлозын эфирийн үндсэн молекулын бүтэц, өөрөөр хэлбэл, гидроглюкозын цагирагийн бүтэц нь кальцийн ионуудтай урвалд орж, элсэн чихэр-кальцийн молекулын нэгдлүүдийг үүсгэж, цементийн клинкерийн усжилтын урвалын индукцийн хугацааг багасгадаг Кальцийн ионуудын концентраци бага, цаашид хур тунадас орохоос сэргийлдэг. Ca(OH)2 нь цементийн чийгшүүлэх урвалын хурдыг бууруулж, улмаар цементийн хатуурлыг удаашруулдаг.

2.3 Шахалтын бат бэх

UHPC дээжийн 7 хоног ба 28 хоногийн шахалтын бат бэх ба HMPC-ийн агууламжийн хоорондын хамаарлаас харахад HPMC нэмэх нь UHPC-ийн шахалтын бат бэхийн бууралтыг аажмаар нэмэгдүүлж байгааг тодорхой харж болно. 0.25% HPMC, UHPC-ийн шахалтын бат бэх бага зэрэг буурч, шахалтын бат бэхийн харьцаа 96% байна. 0.50% HPMC нэмэх нь UHPC-ийн шахалтын бат бэхийн харьцаанд тодорхой нөлөө үзүүлэхгүй. Ашиглалтын хүрээнд HPMC-г үргэлжлүүлэн нэмнэ үү, UHPC's Шахалтын бат бэх мэдэгдэхүйц буурсан. HPMC-ийн агууламж 1.00% хүртэл нэмэгдэхэд шахалтын бат бэхийн харьцаа 66% болж буурч, бат бэхийн алдагдал ноцтой болсон. Өгөгдлийн шинжилгээнээс харахад HPMC 0.50% нэмэх нь илүү тохиромжтой бөгөөд шахалтын бат бэхийн алдагдал бага байна.

HPMC нь тодорхой агаарыг татах нөлөөтэй байдаг. HPMC нэмэх нь UHPC-д тодорхой хэмжээний бичил бөмбөлөг үүсгэх бөгөөд энэ нь шинэхэн холилдсон UHPC-ийн их хэмжээний нягтыг бууруулах болно. Шивхэг хатуурсны дараа сүвэрхэг чанар аажмаар нэмэгдэж, нягтрал нь, ялангуяа HPMC-ийн агууламж буурах болно. Илүү өндөр. Нэмж дурдахад, HPMC-ийн хэмжээ ихсэх тусам UHPC-ийн нүхэнд олон тооны уян хатан полимерууд байсаар байгаа бөгөөд тэдгээр нь цементэн нийлмэл материалын матрицыг шахах үед сайн хатуулаг, шахалтыг дэмжихэд чухал үүрэг гүйцэтгэдэггүй. .Тиймээс HPMC нэмэх нь UHPC-ийн шахалтын бат бэхийг ихээхэн бууруулдаг.

2.4 Гулзайлтын бат бэх

UHPC дээжийн 7 хоног ба 28 хоногийн гулзайлтын бат бэх ба HMPC-ийн агууламжийн хамаарлаас харахад гулзайлтын бат бэх ба шахалтын бат бэхийн өөрчлөлтийн муруй нь ойролцоо, гулзайлтын бат бэхийн өөрчлөлт 0-0.50%-ийн хооронд байгааг харж болно. HMPC нь ижил биш юм. HPMC-ийн нэмэлтийг үргэлжлүүлэхийн хэрээр UHPC дээжийн гулзайлтын хүч мэдэгдэхүйц буурсан.

HPMC-ийн UHPC-ийн гулзайлтын бат бөх байдалд үзүүлэх нөлөө нь үндсэндээ гурван талаараа: целлюлозын эфир нь UHPC-ийн гулзайлтын бат бөх чанарыг бууруулдаг, агаарыг сааруулагч, шингээх нөлөөтэй; Гурав дахь тал нь целлюлозын эфирээр үүсгэгдсэн уян хатан полимер бөгөөд дээжийн хөшүүн чанарыг бууруулснаар сорьцын гулзайлтын бат бөх бууралтыг бага зэрэг удаашруулдаг. Эдгээр гурван тал нэгэн зэрэг байх нь UHPC сорьцын шахалтын бат бөх чанарыг бууруулж, гулзайлтын бат бөх чанарыг бууруулдаг.

2.5 Тэнхлэгийн суналтын бат бэх ба суналтын эцсийн утга

UHPC сорьцын суналтын бат бэхийн 7 ба 28 өдрийн хоорондох хамаарал ба HMPC-ийн агууламж. HPMC-ийн агууламж нэмэгдэхийн хэрээр UHPC сорьцын суналтын бат бэх нь эхлээд бага зэрэг өөрчлөгдөж, дараа нь хурдан буурчээ. Суналтын бат бэхийн муруй нь сорьц дахь HPMC-ийн агууламж 0.50% хүрэхэд UHPC сорьцын тэнхлэгийн суналтын бат бэхийн утга 12.2МПа, суналтын бат бэхийн харьцаа 103% байна. Сорьцын HPMC-ийн агууламж цаашид нэмэгдэхийн хэрээр тэнхлэгийн төвийн суналтын бат бэхийн утга огцом буурч эхлэв. Сорьцын HPMC-ийн агууламж 0.75% ба 1.00% байх үед суналтын бат бэхийн харьцаа 94% ба 78% байсан нь HPMC-гүй UHPC-ийн тэнхлэгийн суналтын бат бэхээс бага байв.

UHPC дээжийн 7 хоног ба 28 хоног дахь суналтын эцсийн утга ба HMPC-ийн агууламжийн хоорондын хамаарлаас харахад целлюлозын эфирийн эхэн үед ихсэх үед суналтын эцсийн утга бараг өөрчлөгддөггүй. целлюлозын эфир 0.50% хүрч, дараа нь хурдан буурч эхлэв.

UHPC сорьцын тэнхлэгийн суналтын бат бэх ба эцсийн суналтын утгад HPMC-ийн нэмэгдэл хэмжээ нь бараг өөрчлөгдөөгүй, дараа нь буурах хандлагыг харуулж байна. Гол шалтгаан нь HPMC нь чийгшүүлсэн цементийн хэсгүүдийн хооронд шууд үүсэх боломжтой байдаг нь ус нэвтэрдэггүй полимер битүүмжлэлийн хальс нь битүүмжлэх үүргийг гүйцэтгэдэг тул тодорхой хэмжээний ус UHPC-д хадгалагддаг бөгөөд энэ нь цаашдын чийгшлийг тасралтгүй хөгжүүлэхэд шаардлагатай усаар хангадаг. цементийн бат бөх чанарыг сайжруулдаг. HPMC-ийн нэмэлт нь UHPC-ийн нэгдмэл чанар нь зутанг уян хатан болгодог бөгөөд энэ нь UHPC-ийг үндсэн материалын агшилт, хэв гажилтанд бүрэн дасан зохицож, UHPC-ийн суналтын бат бэхийг бага зэрэг сайжруулдаг. Гэсэн хэдий ч HPMC-ийн агууламж нь чухал утгаас хэтэрсэн тохиолдолд шингэсэн агаар нь сорьцын бат бөх байдалд нөлөөлдөг. Сөрөг нөлөө нь аажмаар тэргүүлэх үүрэг гүйцэтгэж, сорьцын тэнхлэгийн суналтын бат бэх ба эцсийн суналтын утга буурч эхлэв.

3. Дүгнэлт

1) HPMC нь хэвийн температурт хатах UHPC-ийн ажиллах чадварыг эрс сайжруулж, коагуляцийн хугацааг уртасгаж, шинэхэн холилдсон UHPC-ийн шингэний алдагдлыг цаг хугацааны явцад бууруулж чадна.

2) HPMC нэмснээр зутанг хутгах явцад тодорхой хэмжээний жижиг бөмбөлөгүүд гарч ирдэг. Хэмжээ нь хэтэрхий том бол бөмбөлгүүд хэт их хуримтлагдаж, илүү том бөмбөлөг үүсгэх болно. Шивхэг нь маш нягт уялдаатай бөгөөд бөмбөлөгүүд нь хальж, хагарах боломжгүй. хатуурсан UHPC-ийн нүх сүв багасна; Нэмж дурдахад HPMC-ийн үйлдвэрлэсэн уян хатан полимер нь даралттай үед хатуу дэмжлэг үзүүлэх боломжгүй бөгөөд шахалтын болон гулзайлтын хүчийг ихээхэн бууруулдаг.

3) HPMC нэмэлт нь UHPC хуванцар, уян хатан болгодог. UHPC сорьцын тэнхлэгийн суналтын бат бэх ба эцсийн суналтын утга нь HPMC-ийн агууламж нэмэгдэхийн хэрээр бараг өөрчлөгддөггүй боловч HPMC-ийн агууламж тодорхой утгаас хэтэрсэн тохиолдолд тэнхлэгийн суналтын бат бэх ба эцсийн суналтын утгууд ихээхэн буурдаг.

4) Хэвийн температурт хатах UHPC бэлтгэх үед HPMC-ийн тунг хатуу хянах хэрэгтэй. Тун нь 0.50% байх үед хэвийн температурт хатах UHPC-ийн ажлын гүйцэтгэл ба механик шинж чанаруудын хоорондын хамаарлыг сайтар зохицуулж болно.