Methyl selulosi etha kwenye halijoto ya chumba inayoponya simiti ya utendakazi wa hali ya juu

Muhtasari: Kwa kubadilisha maudhui ya hydroxypropyl methylcellulose etha (HPMC) katika halijoto ya kawaida inayoponya simiti ya utendakazi wa hali ya juu (UHPC), athari ya etha ya selulosi kwenye umiminiko, muda wa kuweka, nguvu ya kubana, na nguvu ya kunyumbulika ya UHPC ilichunguzwa. , nguvu ya mkazo wa axial na thamani ya mwisho ya mkazo, na matokeo yalichambuliwa. Matokeo ya mtihani yanaonyesha kuwa: kuongeza si zaidi ya 1.00% ya HPMC ya mnato wa chini haiathiri unyevu wa UHPC, lakini hupunguza upotevu wa maji kwa muda. , na kuongeza muda wa kuweka, kuboresha sana utendaji wa ujenzi; wakati maudhui ni chini ya 0.50%, athari kwa nguvu ya kukandamiza, nguvu ya kubadilika na nguvu ya axial tensile sio muhimu, na mara moja maudhui ni zaidi ya 0.50%, mitambo yake Utendaji umepunguzwa kwa zaidi ya 1/3. Kwa kuzingatia maonyesho mbalimbali, kipimo kilichopendekezwa cha HPMC ni 0.50%.

Maneno muhimu: saruji ya juu ya utendaji; etha ya selulosi; kuponya joto la kawaida; nguvu ya kukandamiza; nguvu ya flexural; nguvu ya mkazo

0,Dibaji

Pamoja na maendeleo ya haraka ya tasnia ya ujenzi ya China, mahitaji ya utendaji madhubuti katika uhandisi halisi pia yameongezeka, na saruji ya utendaji wa hali ya juu (UHPC) imetolewa kulingana na mahitaji. Sehemu kamili ya chembe zenye ukubwa tofauti wa chembe imeundwa kinadharia, na ikichanganywa na nyuzinyuzi za chuma na wakala wa kupunguza maji yenye ufanisi mkubwa, ina sifa bora kama vile nguvu ya kugandamiza ya hali ya juu, ushupavu wa juu, uimara wa juu wa mshtuko na kujiponya kwa nguvu. uwezo wa nyufa ndogo. Utendaji. Utafiti wa teknolojia ya kigeni kwenye UHPC umekomaa kiasi na umetumika kwa miradi mingi ya vitendo. Ikilinganishwa na nchi za nje, utafiti wa ndani sio wa kina vya kutosha. Dong Jianmiao na wengine walichunguza ujumuishaji wa nyuzi kwa kuongeza aina tofauti na viwango vya nyuzi. Utaratibu wa ushawishi na sheria ya saruji; Chen Jing na wenzake. alisoma ushawishi wa kipenyo cha nyuzi za chuma kwenye utendaji wa UHPC kwa kuchagua nyuzi za chuma zenye kipenyo 4. UHPC ina idadi ndogo tu ya maombi ya uhandisi nchini Uchina, na bado iko katika hatua ya utafiti wa kinadharia. Utendaji wa UHPC Superiority umekuwa mojawapo ya mwelekeo wa utafiti wa maendeleo thabiti, lakini bado kuna matatizo mengi ya kutatuliwa. Kama vile mahitaji ya juu ya malighafi, gharama kubwa, mchakato mgumu wa maandalizi, nk, kuzuia maendeleo ya teknolojia ya uzalishaji ya UHPC. Miongoni mwao, kwa kutumia mvuke wa shinikizo la juu Uponyaji wa UHPC kwenye joto la juu inaweza kuifanya kupata mali ya juu ya mitambo na kudumu. Hata hivyo, kutokana na mchakato mgumu wa kuponya mvuke na mahitaji ya juu ya vifaa vya uzalishaji, matumizi ya vifaa yanaweza tu kupunguzwa kwa yadi za utayarishaji, na ujenzi wa mahali pa kutupwa hauwezi kufanywa. Kwa hiyo, siofaa kupitisha njia ya kuponya joto katika miradi halisi, na ni muhimu kufanya utafiti wa kina juu ya joto la kawaida la kuponya UHPC.

UHPC ya kutibu joto ya kawaida iko katika hatua ya utafiti nchini Uchina, na uwiano wake wa maji-kwa-binder ni mdogo sana, na inakabiliwa na upungufu wa haraka wa maji kwenye uso wakati wa ujenzi wa tovuti. Ili kuboresha kwa ufanisi hali ya kutokomeza maji mwilini, nyenzo za saruji kawaida huongeza baadhi ya maji ya kuhifadhi maji kwenye nyenzo. Wakala wa kemikali ili kuzuia kutengwa na kutokwa damu kwa nyenzo, kuimarisha uhifadhi wa maji na mshikamano, kuboresha utendaji wa ujenzi, na pia kuboresha kwa ufanisi mali ya mitambo ya vifaa vya saruji. Hydroxypropyl methyl cellulose etha (HPMC) kama polima Thickener, ambayo inaweza kusambaza kwa ufanisi tope la gel ya polima na vifaa katika nyenzo zenye msingi wa saruji sawasawa, na maji ya bure kwenye tope yatakuwa maji yaliyofungwa, ili isiwe rahisi kupoteza kutoka. tope na kuboresha utendaji wa uhifadhi wa maji wa saruji .Ili kupunguza athari za etha ya selulosi kwenye unyevu wa UHPC, etha ya selulosi yenye mnato wa chini ilichaguliwa kwa jaribio.

Kwa muhtasari, ili kuboresha utendaji wa ujenzi kwa misingi ya kuhakikisha sifa za mitambo ya UHPC ya kuponya joto la kawaida, karatasi hii inachunguza athari za maudhui ya etha ya selulosi yenye mnato wa chini juu ya uponyaji wa joto la kawaida kulingana na mali ya kemikali ya etha ya selulosi. na utaratibu wake wa utekelezaji katika tope la UHPC. Ushawishi wa umajimaji, muda wa kuganda, nguvu ya mgandamizo, nguvu ya kunyumbulika, nguvu ya mkao wa axial na thamani ya mwisho ya mkazo ya UHPC ili kubainisha kipimo kinachofaa cha etha ya selulosi.

1. Mpango wa mtihani

1.1 Jaribu malighafi na uwiano wa mchanganyiko

Malighafi ya mtihani huu ni:

1) Saruji: P·O 52.5 saruji ya kawaida ya Portland inayozalishwa huko Liuzhou.

2) Fly ash: Fly ash zinazozalishwa katika Liuzhou.

3) Slag poda: S95 chembechembe mlipuko tanuru poda slag zinazozalishwa katika Liuzhou.

4) Moshi wa silika: moshi wa silika uliosimbwa nusu, poda ya kijivu, maudhui ya SiO2≥92%, eneo maalum la uso 23 m²/g.

5) Mchanga wa Quartz: 20 ~ 40 mesh (0.833 ~ 0.350 mm).

6) Kipunguza maji: kipunguza maji cha polycarboxylate, poda nyeupe, kiwango cha kupunguza maji≥30%.

7) Poda ya mpira: poda ya mpira inayoweza kusambazwa tena.

8) Fiber etha: hydroxypropyl methylcellulose METHOCEL zinazozalishwa nchini Marekani, mnato 400 MPa s.

9) Fiber ya chuma: fiber moja kwa moja ya shaba-plated ya chuma ya microwire, kipenyoφ ni 0.22 mm, urefu ni 13 mm, nguvu ya mvutano ni 2 000 MPa.

Baada ya utafiti mwingi wa majaribio katika hatua ya awali, inaweza kubainishwa kuwa uwiano wa msingi wa mchanganyiko wa joto la kawaida kuponya saruji ya utendaji wa juu zaidi ni saruji: majivu ya kuruka: poda ya madini: mafusho ya silika: mchanga: wakala wa kupunguza maji: poda ya mpira. maji = 860: 42: 83: 110:980:11:2:210, maudhui ya nyuzi za chuma ni 2%. Ongeza 0, 0.25%, 0.50%, 0.75%, 1.00% HPMC ya etha ya selulosi (HPMC) kwenye uwiano huu msingi wa mchanganyiko Sanidi majaribio linganishi mtawalia.

1.2 Mbinu ya mtihani

Pima malighafi ya poda kavu kulingana na uwiano wa kuchanganya na uwaweke kwenye mchanganyiko wa saruji wa kulazimishwa wa shimoni moja ya usawa wa HJW-60. Anza mchanganyiko hadi sare, ongeza maji na uchanganye kwa dakika 3, zima mchanganyiko, ongeza nyuzi za chuma zilizopimwa na uanze tena mchanganyiko kwa dakika 2. Imetengenezwa kuwa tope la UHPC.

Vipengee vya majaribio ni pamoja na umiminiko, wakati wa kuweka, nguvu ya kubana, nguvu ya kunyumbulika, nguvu ya mkazo wa axial na thamani ya mwisho ya mkazo. Jaribio la umwagiliaji limedhamiriwa kulingana na JC/T986-2018 "Sementi-based Grouting Materials". Mtihani wa wakati wa kuweka ni kulingana na GB /T 1346-2011 "Matumizi ya Maji ya Uthabiti wa Saruji na Kuweka Mbinu ya Mtihani wa Wakati". Mtihani wa nguvu ya kubadilika hubainishwa kulingana na GB/T50081-2002 "Njia za Kawaida za Mtihani wa Sifa za Mitambo za Saruji ya Kawaida". Mtihani wa nguvu ya kukandamiza, nguvu ya axial tensile na Jaribio la mwisho la thamani ya mvutano huamuliwa kulingana na DLT5150-2001 "Kanuni za Mtihani wa Saruji ya Hydraulic".

2. Matokeo ya mtihani

2.1 Ukwasi

Matokeo ya mtihani wa umiminikaji unaonyesha ushawishi wa maudhui ya HPMC kwenye upotevu wa unyevu wa UHPC kwa muda. Inazingatiwa kutokana na jambo la mtihani kwamba baada ya slurry bila ether ya selulosi kuchochewa sawasawa, uso unakabiliwa na upungufu wa maji mwilini na ukoko, na fluidity hupotea haraka. , na uwezo wa kufanya kazi umezorota. Baada ya kuongeza ether ya selulosi, hakukuwa na ngozi juu ya uso, upotevu wa maji kwa muda ulikuwa mdogo, na uwezo wa kufanya kazi ulibakia mzuri. Ndani ya safu ya majaribio, upotezaji wa chini wa unyevu ulikuwa 5 mm katika dakika 60. Uchambuzi wa data ya majaribio unaonyesha kuwa, Kiasi cha etha ya selulosi ya mnato wa chini ina athari kidogo kwenye ugiligili wa awali wa UHPC, lakini ina athari kubwa zaidi katika upotevu wa maji kwa muda. Wakati hakuna etha ya selulosi inaongezwa, upotezaji wa fluidity wa UHPC ni 15 mm; Kwa kuongezeka kwa HPMC, upotezaji wa maji ya chokaa hupungua; wakati kipimo ni 0.75%, upotezaji wa fluidity wa UHPC ni ndogo zaidi kwa wakati, ambayo ni 5mm; baada ya hapo, pamoja na ongezeko la HPMC, upotezaji wa maji wa UHPC kwa wakati Karibu bila kubadilika.

Baada yaHPMCimechanganywa na UHPC, inathiri mali ya rheological ya UHPC kutoka kwa vipengele viwili: moja ni kwamba Bubbles ndogo ndogo huletwa katika mchakato wa kuchochea, ambayo hufanya jumla na majivu ya kuruka na vifaa vingine kuunda "athari ya mpira", ambayo huongeza uwezo wa kufanya kazi Wakati huo huo, kiasi kikubwa cha nyenzo za saruji kinaweza kuifunga jumla, ili jumla iweze "kusimamishwa" sawasawa kwenye slurry, na inaweza kusonga kwa uhuru, msuguano kati ya aggregates hupunguzwa, na fluidity huongezeka; pili ni kuongeza UHPC Nguvu ya kushikamana inapunguza fluidity. Kwa kuwa mtihani hutumia HPMC ya chini ya mnato, kipengele cha kwanza ni sawa na kipengele cha pili, na maji ya awali hayabadilika sana, lakini kupoteza kwa maji kwa muda kunaweza kupunguzwa. Kulingana na uchanganuzi wa matokeo ya majaribio, inaweza kujulikana kuwa kuongeza kiwango kinachofaa cha HPMC kwenye UHPC kunaweza kuboresha sana utendaji wa ujenzi wa UHPC.

2.2 Kuweka wakati

Kutokana na mwelekeo wa mabadiliko ya muda wa kuweka UHPC ulioathiriwa na kiasi cha HPMC, inaweza kuonekana kuwa HPMC ina jukumu la kuchelewesha katika UHPC. Kiasi kinavyokuwa kikubwa, ndivyo athari ya kuchelewesha inavyoonekana zaidi. Wakati kiasi ni 0.50%, wakati wa kuweka chokaa ni 55min. Ikilinganishwa na kikundi cha udhibiti (dakika 40), iliongezeka kwa 37.5%, na ongezeko bado halikuwa dhahiri. Wakati kipimo kilikuwa 1.00%, wakati wa kuweka chokaa ulikuwa dakika 100, ambayo ilikuwa 150% ya juu kuliko ile ya kikundi cha kudhibiti (40 min).

Tabia za muundo wa molekuli ya etha ya selulosi huathiri athari yake ya kuchelewesha. Muundo wa kimsingi wa Masi katika etha ya selulosi, ambayo ni, muundo wa pete ya anhydroglukosi, inaweza kuguswa na ioni za kalsiamu kuunda misombo ya Masi ya sukari-kalsiamu, kupunguza kipindi cha induction ya mmenyuko wa unyevu wa klinka ya saruji Mkusanyiko wa ioni za kalsiamu ni mdogo, na hivyo kuzuia mvua zaidi. Ca(OH)2, kupunguza kasi ya mmenyuko wa unyevu wa saruji, na hivyo kuchelewesha kuweka saruji.

2.3 Nguvu ya kukandamiza

Kutoka kwa uhusiano kati ya nguvu ya kukandamiza ya sampuli za UHPC kwa siku 7 na siku 28 na maudhui ya HMPC, inaweza kuonekana wazi kwamba kuongeza kwa HPMC hatua kwa hatua huongeza kupungua kwa nguvu ya compressive ya UHPC. 0.25% HPMC, nguvu ya kukandamiza ya UHPC inapungua kidogo, na uwiano wa nguvu ya kukandamiza ni 96%. Kuongeza 0.50% HPMC hakuna athari dhahiri kwenye uwiano wa nguvu gandamizi wa UHPC. Endelea kuongeza HPMC ndani ya mawanda ya matumizi, UHPC's Nguvu ya kubana ilipungua kwa kiasi kikubwa. Wakati maudhui ya HPMC yalipoongezeka hadi 1.00%, uwiano wa nguvu za kukandamiza ulipungua hadi 66%, na kupoteza nguvu ilikuwa kubwa. Kulingana na uchambuzi wa data, ni sahihi zaidi kuongeza 0.50% HPMC, na upotezaji wa nguvu ya kushinikiza ni ndogo.

HPMC ina athari fulani ya kuingiza hewa. Kuongezwa kwa HPMC kutasababisha kiasi fulani cha vibubu vidogo katika UHPC, ambayo itapunguza msongamano mkubwa wa UHPC iliyochanganywa hivi karibuni. Baada ya tope kuwa ngumu, porosity itaongezeka polepole na ushikamanifu pia utapungua, haswa yaliyomo kwenye HPMC. Juu zaidi. Kwa kuongeza, pamoja na ongezeko la kiasi cha HPMC kilicholetwa, bado kuna polima nyingi zinazoweza kubadilika katika pores ya UHPC, ambayo haiwezi kuchukua jukumu muhimu katika ugumu mzuri na usaidizi wa kukandamiza wakati tumbo la composite ya saruji imesisitizwa. .Kwa hiyo, kuongezwa kwa HPMC kunapunguza sana nguvu ya kubana ya UHPC.

2.4 Nguvu ya kubadilika

Kutokana na uhusiano kati ya nguvu ya kunyumbulika ya sampuli za UHPC katika siku 7 na siku 28 na maudhui ya HMPC, inaweza kuonekana kuwa mikondo ya mabadiliko ya nguvu ya kunyumbulika na nguvu ya kubana ni sawa, na mabadiliko ya nguvu ya kunyumbulika kati ya 0 na 0.50% ya HMPC si sawa. Kadiri uongezaji wa HPMC ulivyoendelea, nguvu ya kubadilika ya sampuli za UHPC ilipungua kwa kiasi kikubwa.

Athari za HPMC kwenye nguvu ya kunyumbulika ya UHPC ni hasa katika vipengele vitatu: etha ya selulosi ina madhara ya kuchelewesha na ya kuingiza hewa, ambayo hupunguza nguvu ya flexural ya UHPC; na kipengele cha tatu ni polima inayoweza kunyumbulika inayozalishwa na etha ya selulosi, Kupunguza uthabiti wa sampuli kunapunguza kasi ya kupungua kwa nguvu ya kunyumbulika ya sampuli kidogo. Kuwepo kwa wakati mmoja wa vipengele hivi vitatu hupunguza nguvu ya kubana ya sampuli ya UHPC na pia hupunguza nguvu ya kunyumbulika.

2.5 Nguvu ya mkazo wa axial na thamani ya mwisho ya mkazo

Uhusiano kati ya nguvu ya mkazo ya vielelezo vya UHPC saa 7 d na 28 d na maudhui ya HMPC. Kwa kuongezeka kwa yaliyomo kwenye HPMC, nguvu ya mkazo ya vielelezo vya UHPC kwanza ilibadilika kidogo na kisha ikapungua haraka. Curve ya nguvu ya mvutano inaonyesha kwamba wakati maudhui ya HPMC kwenye sampuli yanafikia 0.50%, thamani ya axial tensile nguvu ya specimen ya UHPC ni 12.2MPa, na uwiano wa nguvu ya mvutano ni 103%. Kwa ongezeko zaidi la maudhui ya HPMC ya sampuli, axial Thamani ya nguvu ya kati ya mvutano ilianza kushuka kwa kasi. Wakati maudhui ya HPMC ya sampuli ilikuwa 0.75% na 1.00%, uwiano wa nguvu za mvutano ulikuwa 94% na 78%, kwa mtiririko huo, ambao ulikuwa chini kuliko nguvu ya axial tensile ya UHPC bila HPMC.

Kutoka kwa uhusiano kati ya maadili ya mwisho ya mvutano wa sampuli za UHPC katika siku 7 na siku 28 na maudhui ya HMPC, inaweza kuonekana kuwa maadili ya mwisho ya mkazo ni karibu bila kubadilika na ongezeko la etha ya selulosi mwanzoni, na wakati maudhui ya etha ya selulosi hufikia 0.50% na kisha ikaanza kushuka haraka.

Madhara ya kiasi cha nyongeza cha HPMC kwenye nguvu ya mkao wa axial na thamani ya mwisho ya mkazo wa vielelezo vya UHPC inaonyesha mwelekeo wa kutunza karibu bila kubadilika na kisha kupungua. Sababu kuu ni kwamba HPMC inaweza kuundwa moja kwa moja kati ya chembe za saruji zilizo na maji Safu ya filamu ya kuziba ya polymer isiyo na maji ina jukumu la kuziba, ili kiasi fulani cha maji kihifadhiwe katika UHPC, ambayo hutoa maji muhimu kwa ajili ya maendeleo ya kuendelea ya unyevu zaidi. ya saruji, na hivyo kuboresha uimara wa saruji. Nyongeza ya HPMC inaboresha Ushikamano wa UHPC huweka tope kunyumbulika, ambayo hufanya UHPC ikabiliane kikamilifu na kusinyaa na mgeuko wa nyenzo za msingi, na kuboresha kidogo nguvu ya mkazo ya UHPC. Hata hivyo, wakati maudhui ya HPMC yanapozidi thamani muhimu, hewa iliyoingizwa huathiri nguvu ya sampuli. Athari mbaya hatua kwa hatua zilichukua jukumu kuu, na nguvu ya mvutano wa axial na thamani ya mwisho ya sampuli ilianza kupungua.

3. Hitimisho

1) HPMC inaweza kuboresha kwa kiasi kikubwa utendaji kazi wa joto la kawaida la kuponya UHPC, kurefusha muda wake wa kuganda na kupunguza upotevu wa majimaji wa UHPC iliyochanganyika upya kwa wakati.

2) Kuongezewa kwa HPMC huleta kiasi fulani cha Bubbles ndogo wakati wa mchakato wa kuchochea wa slurry. Ikiwa kiasi ni kikubwa sana, Bubbles itakusanyika sana na kuunda Bubbles kubwa zaidi. Tope ni mshikamano mkubwa, na Bubbles haziwezi kufurika na kupasuka. Pores ya UHPC ngumu hupungua; kwa kuongeza, polima inayoweza kubadilika inayozalishwa na HPMC haiwezi kutoa usaidizi mgumu wakati iko chini ya shinikizo, na nguvu za kukandamiza na za kubadilika zimepunguzwa sana.

3) Kuongezewa kwa HPMC hufanya plastiki ya UHPC na kubadilika. Nguvu ya mkazo wa axial na thamani ya mwisho ya mkazo wa vielelezo vya UHPC haibadiliki na ongezeko la maudhui ya HPMC, lakini maudhui ya HPMC yanapozidi thamani fulani, Nguvu ya mkazo wa axial na maadili ya mwisho ya mkazo hupunguzwa sana.

4) Wakati wa kuandaa joto la kawaida la kuponya UHPC, kipimo cha HPMC kinapaswa kudhibitiwa madhubuti. Wakati kipimo ni 0.50%, uhusiano kati ya utendaji kazi na mali mitambo ya joto ya kawaida kuponya UHPC inaweza kuratibiwa vizuri.