Etere tal-metil cellulose fuq it-temperatura tal-kamra li tfejjaq konkrit ta 'prestazzjoni ultra-għolja

Astratt: Billi tbiddel il-kontenut ta 'hydroxypropyl methylcellulose ether (HPMC) f'temperatura normali li tfejjaq konkrit ta' prestazzjoni ultra-għolja (UHPC), ġie studjat l-effett taċ-ċelluloża etere fuq il-fluwidità, il-ħin tal-issettjar, is-saħħa kompressiva u s-saħħa tal-flessjoni tal-UHPC. , is-saħħa tat-tensjoni axjali u l-valur tat-tensjoni aħħari, u r-riżultati ġew analizzati. Ir-riżultati tat-test juru li: iż-żieda ta 'mhux aktar minn 1.00% ta' HPMC ta 'viskożità baxxa ma taffettwax il-fluwidità ta' UHPC, iżda tnaqqas it-telf ta 'fluwidità maż-żmien. , u jtawwal il-ħin tal-issettjar, ittejjeb ħafna l-prestazzjoni tal-kostruzzjoni; meta l-kontenut ikun inqas minn 0.50%, l-impatt fuq is-saħħa kompressiva, is-saħħa tal-flessjoni u s-saħħa tat-tensjoni axjali ma jkunx sinifikanti, u ladarba l-kontenut ikun aktar minn 0.50%, il-prestazzjoni mekkanika tagħha titnaqqas b'aktar minn 1/3. Meta wieħed iqis diversi prestazzjonijiet, id-dożaġġ rakkomandat ta 'HPMC huwa 0.50%.

Kliem ewlieni: konkos ta' prestazzjoni ultra-għolja; etere taċ-ċelluloża; tqaddid f'temperatura normali; saħħa kompressiva; saħħa tal-flessjoni; saħħa tat-tensjoni

0、Prefazju

Bl-iżvilupp mgħaġġel tal-industrija tal-kostruzzjoni taċ-Ċina, ir-rekwiżiti għall-prestazzjoni tal-konkrit fl-inġinerija attwali żdiedu wkoll, u l-konkrit ta 'prestazzjoni ultra-għolja (UHPC) ġie prodott b'reazzjoni għad-domanda. Il-proporzjon ottimali ta 'partiċelli b'daqsijiet ta' partiċelli differenti huwa teoretikament iddisinjat, u mħallat ma 'fibra ta' l-azzar u aġent li jnaqqas l-ilma b'effiċjenza għolja, għandu proprjetajiet eċċellenti bħal saħħa kompressiva ultra-għolja, toughness għolja, durabilità ta 'reżistenza għal xokk għolja u awto-fejqan qawwi. kapaċità ta 'mikro-xquq. Prestazzjoni. Ir-riċerka tat-teknoloġija barranija fuq l-UHPC hija relattivament matura u ġiet applikata għal ħafna proġetti prattiċi. Meta mqabbla ma 'pajjiżi barranin, ir-riċerka domestika mhix profonda biżżejjed. Dong Jianmiao u oħrajn studjaw l-inkorporazzjoni tal-fibra billi żiedu tipi u ammonti differenti ta 'fibri. Il-mekkaniżmu ta 'influwenza u l-liġi tal-konkrit; Chen Jing et al. studja l-influwenza tad-dijametru tal-fibra tal-azzar fuq il-prestazzjoni tal-UHPC billi tagħżel fibri tal-azzar b'4 dijametri. UHPC għandu biss numru żgħir ta 'applikazzjonijiet ta' inġinerija fiċ-Ċina, u għadu fl-istadju ta 'riċerka teoretika. Il-prestazzjoni tas-Superjorità UHPC saret waħda mid-direzzjonijiet tar-riċerka tal-iżvilupp konkret, iżda għad hemm ħafna problemi li jridu jiġu solvuti. Bħal rekwiżiti għoljin għall-materja prima, spiża għolja, proċess ta 'preparazzjoni kkumplikat, eċċ., Jirrestrinġu l-iżvilupp tat-teknoloġija tal-produzzjoni UHPC. Fosthom, bl-użu ta 'fwar ta' pressjoni għolja Il-kura ta 'UHPC f'temperatura għolja tista' tagħmilha tikseb proprjetajiet mekkaniċi u durabilità ogħla. Madankollu, minħabba l-proċess ta ' ikkurar bil-fwar ingombranti u rekwiżiti għoljin għat-tagħmir tal-produzzjoni, l-applikazzjoni tal-materjali tista' tkun limitata biss għal tarzni ta 'prefabbrikazzjoni, u l-kostruzzjoni mitfugħa fil-post ma tistax titwettaq. Għalhekk, mhuwiex adattat li jiġi adottat il-metodu ta 'tqaddid termali fi proġetti attwali, u huwa meħtieġ li titwettaq riċerka fil-fond dwar it-temperatura normali tat-tqaddid UHPC.

It-temperatura normali tal-kura UHPC tinsab fl-istadju ta 'riċerka fiċ-Ċina, u l-proporzjon tal-ilma għal-legatur tiegħu huwa estremament baxx, u huwa suxxettibbli għal deidrazzjoni rapida fuq il-wiċċ waqt il-kostruzzjoni fuq il-post. Sabiex jitjieb b'mod effettiv il-fenomenu tad-deidrazzjoni, materjali bbażati fuq is-siment ġeneralment iżidu xi sustanzi li jħaxxnu l-ilma li jżommu l-ilma mal-materjal. Aġent kimiku biex jipprevjeni s-segregazzjoni u l-fsada ta 'materjali, itejjeb iż-żamma u l-koeżjoni tal-ilma, itejjeb il-prestazzjoni tal-kostruzzjoni, u jtejjeb ukoll b'mod effettiv il-proprjetajiet mekkaniċi ta' materjali bbażati fuq is-siment. Hydroxypropyl methyl cellulose ether (HPMC) bħala Thickener polimeru, li jista 'jqassam b'mod effettiv id-demel likwidu gelled polimeru u materjali f'materjali bbażati fuq is-siment b'mod ugwali, u l-ilma ħieles fid-demel likwidu se jsir ilma marbut, sabiex ma jkunx faċli li titlef minn id-demel likwidu u jtejjeb il-prestazzjoni taż-żamma tal-ilma tal-konkrit .Sabiex jitnaqqas l-impatt tal-etere taċ-ċelluloża fuq il-fluwidità tal-UHPC, intgħażel etere taċ-ċelluloża b'viskożità baxxa għat-test.

Fil-qosor, sabiex titjieb il-prestazzjoni tal-kostruzzjoni fuq il-bażi li jiġu żgurati l-proprjetajiet mekkaniċi tal-UHPC tal-ikkurar f'temperatura normali, dan id-dokument jistudja l-effett tal-kontenut tal-etere taċ-ċelluloża b'viskożità baxxa fuq il-kura f'temperatura normali bbażata fuq il-proprjetajiet kimiċi tal-etere taċ-ċelluloża. u l-mekkaniżmu ta 'azzjoni tiegħu fid-demel likwidu UHPC. L-influwenza tal-fluwidità, il-ħin tal-koagulazzjoni, is-saħħa kompressiva, is-saħħa tal-flessjoni, is-saħħa tat-tensjoni axjali u l-valur tat-tensjoni aħħari ta 'UHPC biex tiddetermina d-dożaġġ xieraq ta' etere taċ-ċelluloża.

1. Pjan tat-test

1.1 Ittestja l-materja prima u l-proporzjon tat-taħlita

Il-materja prima għal dan it-test huma:

1) Siment: P·O 52.5 siment Portland ordinarju prodott f'Liuzhou.

2) Fly irmied: Fly irmied prodott f'Liuzhou.

3) Trab tal-gagazza: S95 granulat trab tal-gagazza tal-funderija prodott f'Liuzhou.

4) Dħaħen tas-silika: dħaħen tas-silika semi-kodifikat, trab griż, kontenut ta 'SiO2≥92%, erja tal-wiċċ speċifika 23 m²/g.

5) ramel tal-kwarz: 20 ~ 40 malji (0.833 ~ 0.350 mm).

6) Reducer tal-ilma: reducer tal-ilma tal-polycarboxylate, trab abjad, rata li tnaqqas l-ilma≥30%.

7) Trab tal-lattiċe: trab tal-lattiċe li jista 'jinħall mill-ġdid.

8) Etere tal-fibra: hydroxypropyl methylcellulose METHOCEL prodott fl-Istati Uniti, viskożità 400 MPa s.

9) Fibra ta 'l-azzar: fibra ta' l-azzar tal-mikrowire miksija b'ram dritta, dijametruφ hija 0.22 mm, it-tul huwa 13 mm, is-saħħa tat-tensjoni hija 2 000 MPa.

Wara ħafna riċerka sperimentali fl-istadju bikri, jista 'jiġi ddeterminat li l-proporzjon bażiku tat-taħlita ta' konkrit ta 'prestazzjoni ultra-għolja li jfejjaq temperatura normali huwa siment: irmied li jtir: trab minerali: dħaħen tas-silika: ramel: aġent li jnaqqas l-ilma: trab tal-latex: ilma = 860: 42: 83: 110:980:11:2:210, il-kontenut tal-volum tal-fibra tal-azzar huwa 2%. Żid 0, 0.25%, 0.50%, 0.75%, 1.00% HPMC ta 'kontenut ta' etere taċ-ċelluloża (HPMC) fuq dan il-proporzjon bażiku tat-taħlita Stabbilixxi esperimenti komparattivi rispettivament.

1.2 Metodu tat-test

Iżen il-materja prima tat-trab niexef skont il-proporzjon tat-taħlit u poġġihom fil-mixer tal-konkrit sfurzat tax-xaft orizzontali HJW-60. Ibda l-mixer sakemm ikun uniformi, żid l-ilma u ħawwad għal 3 minuti, itfi l-mixer, żid il-fibra tal-azzar miżuna u erġa ibda l-mixer għal 2 minuti. Magħmul f'demel likwidu UHPC.

L-oġġetti tat-test jinkludu l-fluwidità, il-ħin tal-issettjar, is-saħħa kompressiva, is-saħħa tal-flessjoni, is-saħħa tat-tensjoni assjali u l-valur tat-tensjoni aħħari. It-test tal-fluwidità huwa ddeterminat skont JC/T986-2018 "Materjali tal-grouting ibbażati fuq is-siment". It-test tal-ħin tal-issettjar huwa skont GB /T 1346—2011 "Konsum ta 'Ilma ta' Konsistenza Standard tas-Siment u Metodu tat-Test tal-Ħin ta 'Setting". It-test tas-saħħa tal-flessjoni huwa determinat skont GB/T50081-2002 "Standard għall-Metodi tat-Test tal-Proprjetajiet Mekkaniċi tal-Konkrit Ordinarju". Test tas-saħħa kompressiva, saħħa tat-tensjoni assjali u It-test tal-valur tat-tensjoni aħħari huwa determinat skont DLT5150-2001 "Regolamenti tat-Test tal-Konkrit Idrawliku".

2. Riżultati tat-test

2.1 Likwidità

Ir-riżultati tat-test tal-fluwidità juru l-influwenza tal-kontenut HPMC fuq it-telf tal-fluwidità UHPC maż-żmien. Huwa osservat mill-fenomenu tat-test li wara li d-demel likwidu mingħajr etere taċ-ċelluloża jitħawwad indaqs, il-wiċċ huwa suxxettibbli għal deidrazzjoni u qoxra, u l-fluwidità tintilef malajr. , u l-ħidma ddeterjorat. Wara li żżid l-etere taċ-ċelluloża, ma kien hemm l-ebda tqaxxir fuq il-wiċċ, it-telf ta 'fluwidità maż-żmien kien żgħir, u l-kapaċità ta' xogħol baqgħet tajba. Fil-medda tat-test, it-telf minimu ta 'fluwidità kien 5 mm f'60 minuta. Analiżi tad-dejta tat-test turi li, L-ammont ta 'eteru taċ-ċelluloża ta' viskożità baxxa għandu ftit effett fuq il-fluwidità inizjali ta 'UHPC, iżda għandu impatt akbar fuq it-telf ta' fluwidità maż-żmien. Meta l-ebda etere taċ-ċelluloża ma jiġi miżjud, it-telf ta 'fluwidità ta' UHPC huwa 15 mm; Biż-żieda ta 'HPMC, it-telf tal-fluwidità tal-mehrież jonqos; meta d-dożaġġ huwa 0.75%, it-telf tal-fluwidità ta 'UHPC huwa l-iżgħar maż-żmien, li huwa 5mm; wara dan, biż-żieda ta 'HPMC, it-telf ta' fluwidità ta 'UHPC maż-żmien Kważi mhux mibdul.

WaraHPMChija mħallta ma 'UHPC, taffettwa l-proprjetajiet reoloġiċi ta' UHPC minn żewġ aspetti: wieħed huwa li mikro-bżieżaq indipendenti jiddaħħlu fil-proċess tat-taħwid, li jagħmel l-aggregat u l-irmied li jtir u materjali oħra jiffurmaw "effett ballun", li jżid il- tħaddim Fl-istess ħin, ammont kbir ta 'materjal tas-siment jista' jgeżwer l-aggregat, sabiex l-aggregat ikun jista 'jiġi "sospiż" indaqs fid-demel likwidu, u jista' jiċċaqlaq liberament, il-frizzjoni bejn l-aggregati titnaqqas, u l-fluwidità tiżdied; it-tieni huwa li żżid l-UHPC Il-forza koeżiva tnaqqas il-fluwidità. Peress li t-test juża HPMC ta 'viskożità baxxa, l-ewwel aspett huwa ugwali għat-tieni aspett, u l-fluwidità inizjali ma tinbidilx ħafna, iżda t-telf ta' fluwidità maż-żmien jista 'jitnaqqas. Skont l-analiżi tar-riżultati tat-test, jista 'jkun magħruf li ż-żieda ta' ammont xieraq ta 'HPMC ma' UHPC tista 'ttejjeb ħafna l-prestazzjoni tal-kostruzzjoni ta' UHPC.

2.2 L-issettjar tal-ħin

Mit-tendenza tal-bidla tal-ħin ta 'l-issettjar ta' UHPC affettwat mill-ammont ta 'HPMC, wieħed jista' jara li HPMC għandu rwol ta 'ritard fl-UHPC. Iktar ma jkun kbir l-ammont, iktar ikun ovvju l-effett ta 'ritardjar. Meta l-ammont huwa 0.50%, il-ħin ta ' l-issettjar tal-mehrież huwa 55min. Meta mqabbel mal-grupp ta 'kontroll (40 min), żdied b'37.5%, u ż-żieda kienet għadha ma kinitx ovvja. Meta d-dożaġġ kien 1.00%, il-ħin tal-issettjar tal-mehrież kien 100 min, li kien 150% ogħla minn dak tal-grupp ta 'kontroll (40 min).

Il-karatteristiċi tal-istruttura molekulari tal-etere taċ-ċelluloża jaffettwaw l-effett ritardant tiegħu. L-istruttura molekulari fundamentali fl-etere taċ-ċelluloża, jiġifieri, l-istruttura taċ-ċirku anhydroglucose, tista 'tirreaġixxi ma' joni tal-kalċju biex tifforma komposti molekulari taz-zokkor-kalċju, tnaqqas il-perjodu ta 'induzzjoni tar-reazzjoni ta' idratazzjoni tal-clinker tas-siment Il-konċentrazzjoni tal-joni tal-kalċju hija baxxa, u tevita aktar preċipitazzjoni ta ' Ca(OH)2, tnaqqas il-veloċità tar-reazzjoni ta 'idratazzjoni tas-siment, u b'hekk tittardja l-issettjar tas-siment.

2.3 Saħħa kompressiva

Mir-relazzjoni bejn is-saħħa kompressiva ta 'kampjuni UHPC f'7 ijiem u 28 jum u l-kontenut ta' HMPC, wieħed jista 'jara b'mod ċar li ż-żieda ta' HPMC iżżid gradwalment it-tnaqqis fis-saħħa kompressiva ta 'UHPC. 0.25% HPMC, is-saħħa kompressiva ta 'UHPC tonqos ftit, u l-proporzjon tas-saħħa kompressiva huwa 96%. Iż-żieda ta '0.50% HPMC m'għandha l-ebda effett ovvju fuq il-proporzjon tas-saħħa kompressiva ta' UHPC. Kompli żid HPMC fl-ambitu tal-użu, UHPC's Is-saħħa kompressiva naqset b'mod sinifikanti. Meta l-kontenut ta 'HPMC żdied għal 1.00%, il-proporzjon tas-saħħa kompressiva niżel għal 66%, u t-telf tas-saħħa kien serju. Skont l-analiżi tad-dejta, huwa aktar xieraq li żżid 0.50% HPMC, u t-telf tas-saħħa kompressiva huwa żgħir

HPMC għandu ċertu effett li jdaħħal l-arja. Iż-żieda ta 'HPMC se tikkawża ċertu ammont ta' mikrobżieżaq f'UHPC, li tnaqqas id-densità tal-massa ta 'UHPC imħallta friska. Wara li d-demel likwidu jiġi mwebbes, il-porożità tiżdied gradwalment u l-kumpattezza tonqos ukoll, speċjalment il-kontenut HPMC. Ogħla. Barra minn hekk, biż-żieda ta 'l-ammont ta' HPMC introdott, għad hemm ħafna polimeri flessibbli fil-pori ta 'UHPC, li ma jistgħux ikollhom rwol importanti f'riġidità tajba u appoġġ kompressiv meta l-matriċi tal-kompost tas-siment tiġi kkompressata. .Għalhekk, iż-żieda ta 'HPMC tnaqqas ħafna s-saħħa kompressiva ta' UHPC.

2.4 Saħħa tal-flessjoni

Mir-relazzjoni bejn is-saħħa tal-flessjoni tal-kampjuni UHPC f'7 ijiem u 28 jum u l-kontenut ta 'HMPC, wieħed jista' jara li l-kurvi tal-bidla tas-saħħa tal-flessjoni u s-saħħa kompressiva huma simili, u l-bidla tas-saħħa tal-flessjoni bejn 0 u 0.50% tal-HMPC mhix l-istess. Hekk kif kompliet iż-żieda ta 'HPMC, is-saħħa tal-flessjoni tal-kampjuni UHPC naqset b'mod sinifikanti.

L-effett ta 'HPMC fuq is-saħħa tal-flessjoni ta' UHPC huwa prinċipalment fi tliet aspetti: l-etere taċ-ċelluloża għandu effetti li jdumu u jġorru l-arja, li jnaqqsu s-saħħa tal-flessjoni tal-UHPC; u t-tielet aspett huwa l-polimeru flessibbli prodott mill-etere taċ-ċelluloża, It-tnaqqis tar-riġidità tal-kampjun inaqqas ftit it-tnaqqis tas-saħħa tal-flessjoni tal-kampjun. L-eżistenza simultanja ta 'dawn it-tliet aspetti tnaqqas is-saħħa kompressiva tal-kampjun UHPC u tnaqqas ukoll is-saħħa tal-flessjoni.

2.5 Is-saħħa tat-tensjoni axjali u l-valur tat-tensjoni aħħari

Ir-relazzjoni bejn is-saħħa tat-tensjoni ta 'kampjuni UHPC f'7 d u 28 d u l-kontenut ta' HMPC. Biż-żieda tal-kontenut ta 'HPMC, is-saħħa tat-tensjoni tal-kampjuni UHPC l-ewwel inbidlet ftit u mbagħad naqset malajr. Il-kurva tas-saħħa tat-tensjoni turi li meta l-kontenut ta 'HPMC fil-kampjun jilħaq 0.50%, il-valur tas-saħħa tat-tensjoni axjali tal-kampjun UHPC huwa 12.2MPa, u l-proporzjon tas-saħħa tat-tensjoni huwa 103%. Biż-żieda ulterjuri tal-kontenut HPMC tal-kampjun, l-assjali Il-valur ċentrali tas-saħħa tat-tensjoni beda jinżel drastikament. Meta l-kontenut tal-HPMC tal-kampjun kien 0.75% u 1.00%, il-proporzjonijiet tas-saħħa tat-tensjoni kienu 94% u 78%, rispettivament, li kienu aktar baxxi mill-qawwa tat-tensjoni axjali ta 'UHPC mingħajr HPMC.

Mir-relazzjoni bejn il-valuri tat-tensjoni aħħarija tal-kampjuni UHPC f'7 ijiem u 28 jum u l-kontenut ta 'HMPC, wieħed jista' jara li l-valuri tat-tensjoni aħħarija huma kważi l-istess maż-żieda ta 'etere taċ-ċelluloża fil-bidu, u meta l-kontenut ta' etere taċ-ċelluloża jilħaq 0.50 % u mbagħad beda jinżel malajr.

L-effett tal-ammont ta 'żieda ta' HPMC fuq is-saħħa tat-tensjoni axjali u l-valur tat-tensjoni aħħari ta 'kampjuni UHPC juri tendenza li jinżamm kważi mhux mibdul u mbagħad jonqos. Ir-raġuni ewlenija hija li HPMC jista 'jiġi ffurmat direttament bejn partiċelli tas-siment idratat Saff ta' film tas-siġillar tal-polimeru li ma jgħaddix ilma minnu għandu r-rwol ta 'siġillar, sabiex ċertu ammont ta' ilma jinħażen f'UHPC, li jipprovdi ilma meħtieġ għall-iżvilupp kontinwu ta 'aktar idratazzjoni tas-siment, u b'hekk ittejjeb is-saħħa tas-siment. Iż-żieda ta 'HPMC ittejjeb il- Il-koeżjoni ta' UHPC tagħti d-demel likwidu bi flessibbiltà, li tagħmel UHPC jadatta għal kollox għat-tnaqqis u d-deformazzjoni tal-materjal bażi, u ttejjeb kemmxejn is-saħħa tat-tensjoni ta 'UHPC. Madankollu, meta l-kontenut ta 'HPMC jaqbeż il-valur kritiku, l-arja mdaħħla taffettwa s-saħħa tal-kampjun. L-effetti negattivi gradwalment kellhom rwol ewlieni, u s-saħħa tat-tensjoni axjali u l-valur tat-tensjoni aħħari tal-kampjun bdew jonqsu.

3. Konklużjoni

1) HPMC jista 'jtejjeb b'mod sinifikanti l-prestazzjoni tax-xogħol tal-UHPC tat-tqaddid f'temperatura normali, itawwal il-ħin tal-koagulazzjoni tiegħu u jnaqqas it-telf ta' fluwidità ta 'UHPC imħallat frisk maż-żmien.

2) Iż-żieda ta 'HPMC tintroduċi ċertu ammont ta' bżieżaq ċkejkna matul il-proċess tat-taħwid tad-demel likwidu. Jekk l-ammont ikun kbir wisq, il-bżieżaq jinġabru wisq u jiffurmaw bżieżaq akbar. Id-demel likwidu huwa koeżiv ħafna, u l-bżieżaq ma jistgħux ifur u jinqatgħu. Il-pori tal-UHPC imwebbes jonqsu; barra minn hekk, il-polimeru flessibbli prodott minn HPMC ma jistax jipprovdi appoġġ riġidu meta jkun taħt pressjoni, u l-qawwiet kompressivi u flexural jitnaqqsu ħafna.

3) Iż-żieda ta 'HPMC tagħmel plastik UHPC u flessibbli. Is-saħħa tat-tensjoni axjali u l-valur tat-tensjoni aħħari tal-kampjuni UHPC bilkemm jinbidlu biż-żieda tal-kontenut HPMC, iżda meta l-kontenut tal-HPMC jaqbeż ċertu valur, Is-saħħa tat-tensjoni assjali u l-valuri tat-tensjoni finali jitnaqqsu ħafna.

4) Meta tkun qed tipprepara t-temperatura normali tal-kura UHPC, id-dożaġġ ta 'HPMC għandu jkun ikkontrollat ​​b'mod strett. Meta d-dożaġġ huwa 0.50%, ir-relazzjoni bejn il-prestazzjoni tax-xogħol u l-proprjetajiet mekkaniċi tal-UHPC tat-tqaddid f'temperatura normali tista 'tiġi kkoordinata tajjeb.