Ultra ýokary öndürijilikli betony bejermek üçin otag temperaturasynda metil sellýuloza efir

Abstrakt: Ultra ýokary öndürijilikli betony (UHPC) bejermekde adaty temperaturada gidroksipropil metilseluloza efiriniň (HPMC) mazmunyny üýtgetmek bilen, sellýuloza efiriniň suwuklyga täsiri, wagty kesgitlemek, gysyş güýji we UHPC-iň flexural güýji öwrenildi. , eksenel dartyş güýji we ahyrky dartyş gymmaty we netijeler seljerildi. Synag netijeleri görkezýär: pes ýapyşykly HPMC-den 1,00% -den köp bolmazlyk UHPC-iň suwuklygyna täsir etmeýär, ýöne wagtyň geçmegi bilen suwuklygyň ýitmegini azaldýar. we gurluşyk işini ep-esli gowulandyryp, kesgitlemek wagtyny uzaltmak; mazmuny 0,50% -den az bolanda, gysyş güýjüne, flexural güýje we eksenel dartyş güýjüne täsiri möhüm däl we mazmuny 0,50% -den ýokary bolansoň, mehaniki öndürijiligi 1/3-den gowrak azalýar. Dürli çykyşlary göz öňünde tutup, HPMC-iň maslahat berilýän dozasy 0,50%.

Açar sözler: aşa ýokary öndürijilikli beton; sellýuloza efir; kadaly temperaturany bejermek; gysyjy güýç; flexural güýç; dartyş güýji

0、Sözbaşy

Hytaýyň gurluşyk pudagynyň çalt ösmegi bilen hakyky in engineeringenerçilikde anyk öndürijilige bolan talaplar hem artdy we islege jogap hökmünde ultra ýokary öndürijilikli beton (UHPC) öndürildi. Dürli bölejik ululykdaky bölejikleriň optimal paýy teoretiki taýdan işlenip düzülendir we polat süýüm we ýokary netijelilik suwy azaldýan serişde bilen garylýar, ultra-ýokary gysyjy güýç, ýokary berklik, ýokary zarba çydamlylygy we güýçli öz-özüni bejermek ýaly ajaýyp häsiýetlere eýe mikro-çatryklaryň ukyby. Çykyş. UHPC boýunça daşary ýurt gözlegleri has kämildir we köp amaly taslamalarda ulanyldy. Daşary ýurtlar bilen deňeşdirilende içerki gözlegler ýeterlik däl. Dong Jianmiao we beýlekiler dürli süýümleri we mukdary goşup süýümiň goşulmagyny öwrendiler. Betonyň täsir mehanizmi we kanuny; Chen Jing we başgalar. polat süýüminiň diametri 4 diametrli polat süýümleri saýlap UHPC-iň işine täsirini öwrendi. UHPC-iň Hytaýda in engineeringenerçilik programmalarynyň sany gaty az we ol henizem teoretiki gözleg tapgyrynda. UHPC Superiority-iň öndürijiligi anyk ösüşiň gözleg ugurlarynyň birine öwrüldi, ýöne entek çözülmeli köp meseleler bar. UHPC önümçilik tehnologiýasynyň ösüşini çäklendirýän çig mal üçin ýokary talaplar, ýokary çykdajy, çylşyrymly taýýarlyk prosesi we ş.m. Olaryň arasynda ýokary basyşly bug ulanmak UHPC-ni ýokary temperaturada bejermek, has ýokary mehaniki häsiýetleri we çydamlylygy gazanyp biler. Şeýle-de bolsa, bugy bejermek prosesi we önümçilik enjamlaryna ýokary talaplar sebäpli materiallary ulanmak diňe prefabrik howlulary bilen çäklenip bilner we ýerinde gurluşyk amala aşyrylyp bilinmez. Şonuň üçin hakyky taslamalarda termiki bejeriş usulyny ulanmak ýerlikli däl we adaty temperaturany bejermek UHPC boýunça çuňňur gözleg geçirmek zerurdyr.

Adaty temperaturany bejermek UHPC Hytaýda gözleg işinde, suw bilen baglaýjy gatnaşygy gaty pes we ýerdäki gurluşyk wagtynda ýer ýüzünde çalt suwsuzlanmaga ýykgyn edýär. Suwsuzlyk hadysasyny netijeli gowulandyrmak üçin sement esasly materiallar, adatça materiallara suw saklaýan galyňlaşdyryjylary goşýarlar. Materiallaryň bölünmeginiň we ganamagynyň öňüni almak, suwuň saklanmagyny we jebisligini ýokarlandyrmak, gurluşyk işini gowulandyrmak we sement esasly materiallaryň mehaniki aýratynlyklaryny netijeli gowulandyrmak üçin himiki serişde. Gidroksipropil metil sellýuloza efirini (HPMC), polimer jellenini we materiallary sement esasly materiallarda deň paýlap bilýän polimer Thickener hökmünde, süýümdäki erkin suw bolsa suwy ýitirmek aňsat bolmaz ýaly birleşer. süýüm we betonyň suw saklaýyş işini gowulandyrmak .Sellýuloza efiriniň UHPC suwuklygyna täsirini azaltmak üçin synag üçin pes ýapyşykly sellýuloza efir saýlandy.

Gysgaça aýtsak, UHPC-ni kadaly temperaturany bejermegiň mehaniki aýratynlyklaryny üpjün etmek esasynda gurluşyk işini gowulandyrmak maksady bilen, bu kagyz sellýuloza efiriniň himiki aýratynlyklaryna esaslanýan pes ýapyşykly sellýuloza efiriniň adaty temperatura bejergisine täsirini öwrenýär. we UHPC süýüminde hereket mehanizmi. Sellýuloza efiriniň degişli dozasyny kesgitlemek üçin suwuklygyň täsiri, garynlaşma wagty, gysyjy güýç, flexural güýç, eksenel dartyş güýji we UHPC-iň iň ýokary dartyş gymmaty.

1. Synag meýilnamasy

1.1 Çig mal we garyşyk gatnaşygy barlaň

Bu synag üçin çig mal:

1) Sement: S.·Liuzhou şäherinde öndürilen O 52.5 adaty Portland sementi.

2) Uçýan kül: Liuzhou şäherinde öndürilen uçýan kül.

3) Şlak tozy: Liuzhou şäherinde öndürilen S95 granulirlenen partlama peçiniň şlak tozy.

4) Silisiýa tüssesi: ýarym şifrlenen kremniniň tüssesi, çal poroşok, SiO2 düzümi≥92%, ýörite meýdany 23 m²/ g.

5) Kwars gumy: 20 ~ 40 mesh (0.833 ~ 0.350 mm).

6) Suw azaldyjy: polikarboksilat suw azaldyjy, ak poroşok, suwuň peselmegi≥30%.

7) Lateks tozy: üýtgedip bolýan lateks tozy.

8) Süýüm efir: ABŞ-da öndürilen gidroksipropil metilseluloza METHOCEL, ýapyşyklygy 400 MPa s.

9) Polat süýüm: göni mis bilen örtülen mikrotolkun polat süýümi, diametriφ 0,22 mm, uzynlygy 13 mm, dartyş güýji 2 000 MPa.

Irki döwürde geçirilen köp synag synaglaryndan soň, aşa ýokary öndürijilikli betony bejermekde adaty temperaturanyň esasy garyşyk gatnaşygy sement: çybyn kül: mineral poroşok: kremniniň ýangyjy: gum: suwy azaldýan serişde: lateks tozy: suw = 860: 42: 83: 110: 980: 11: 2: 210, polat süýüminiň mukdary 2%. Bu esasy garyşyk gatnaşygynda 0, 0,25%, 0.50%, 0.75%, 1,00% HPMC sellýuloza efiriniň (HPMC) mazmunyny goşuň Deňeşdiriş synaglaryny düzüň.

1.2 Synag usuly

Gury poroşok çig malyny garyşyk gatnaşygy boýunça ölçäň we HJW-60 ýeke gorizontal şahada mejbury beton garyjyda goýuň. Mikseri birmeňzeş bolýança başlaň, suw goşuň we 3 minut garmaly, mikseri öçüriň, agramlanan polat süýümini goşuň we mikseri 2 minut täzeden açyň. UHPC süýüminde ýasaldy.

Synag elementlerine suwuklyk, wagt bellemek, gysyş güýji, flexural güýç, eksenel dartyş güýji we ahyrky dartyş bahasy girýär. Suwuklyk synagy JC / T986-2018 “Sement esasly arassalaýyş materiallary” laýyklykda kesgitlenýär. Sazlaýyş wagty synagy GB / T 1346 laýyklykda-2011 “Sement standart yzygiderliligi suwy sarp etmek we wagt synag usulyny kesgitlemek”. Fleksural güýç synagy GB / T50081-2002 “Adaty betonyň mehaniki aýratynlyklarynyň synag usullary üçin standart” laýyklykda kesgitlenýär. Sykyş güýji synagy, eksenel dartyş güýji we iň soňky dartyş bahasy synagy DLT5150-2001 “Gidrawlik beton synag düzgünleri” laýyklykda kesgitlenýär.

2. Synag netijeleri

2.1 Likwidligi

Suwuklyk synagynyň netijeleri HPMC mazmunynyň wagtyň geçmegi bilen UHPC suwuklygynyň ýitmegine täsirini görkezýär. Synag hadysasyndan, sellýuloza efirsiz süýüm deň derejede garylandan soň, ýeriň suwsuzlanmagyna we gabamagyna ýykgyn edilýändigi we suwuklygyň çalt ýitýändigi synlanýar. we iş ukyby ýaramazlaşdy. Sellýuloza efirini goşanyňyzdan soň, ýüzüň üstünde der ýokdy, wagtyň geçmegi bilen suwuklygyň ýitmegi azdy we işleýşi gowy galdy. Synag aralygynda iň az suwuklygyň ýitmegi 60 minutda 5 mm boldy. Synag maglumatlarynyň seljermesi, pes ýapyşykly sellýuloza efiriniň mukdary UHPC-iň başlangyç suwuklygyna az täsir edýändigini, ýöne wagtyň geçmegi bilen suwuklygyň ýitmegine has uly täsir edýändigini görkezýär. Haçan-da sellýuloza efir goşulmasa, UHPC suwuklygynyň ýitmegi 15 mm; HPMC-iň köpelmegi bilen, minomyň suwuklygy ýitýär; dozasy 0,75% bolanda, UHPC-iň suwuklyk ýitgisi wagt bilen iň kiçidir, 5mm; şondan soň, HPMC köpelmegi bilen, wagtyň geçmegi bilen UHPC-iň suwuklygy ýitýär diýen ýaly.

SoňHPMCUHPC bilen garylýar, UHPC-iň reologiki aýratynlyklaryna iki tarapdan täsir edýär: biri, garaşsyz mikro köpürjikleriň garyş prosesine getirilmegi, agregaty we uçýan kül we beýleki materiallary “top effekti” emele getirýär, bu bolsa ýokarlandyrýar işe ukyplylygy Şol bir wagtyň özünde, köp mukdarda sementli material agregaty örtüp biler, şeýlelik bilen agregat deň derejede “togtadylyp” we erkin hereket edip biler, agregatlaryň arasyndaky sürtülme azalýar we suwuklyk ýokarlanýar; ikinjisi UHPC-ni köpeltmek Birleşýän güýç suwuklygy peseldýär. Synagda pes ýapyşykly HPMC ulanylýandygy sebäpli, birinji tarap ikinji tarapa deňdir we başlangyç suwuklyk kän bir üýtgemeýär, ýöne wagtyň geçmegi bilen suwuklygyň ýitmegi azalýar. Synag netijeleriniň seljermesine görä, UHPC-e degişli mukdarda HPMC goşmak UHPC-iň gurluşyk işini ep-esli gowulaşdyryp biler.

2.2 Wagt bellemek

HPMC mukdaryna täsir eden UHPC-ni kesgitlemegiň wagtynyň üýtgemeginden, HPMC-iň UHPC-de yza tesdiriji rol oýnaýandygyny görmek bolýar. Mukdary näçe köp bolsa, saklaýyş täsiri şonça-da aýdyňdyr. Haçan-da mukdary 0,50% bolsa, minomyň bellenen wagty 55min. Dolandyryş topary (40 min) bilen deňeşdirilende 37,5% ýokarlandy we ösüş entek belli däldi. Doza 1,00% bolanda, minomyň bellenen wagty 100 min, gözegçilik toparynyňkydan 150% ýokarydy (40 min).

Sellýuloza efiriniň molekulýar gurluş aýratynlyklary onuň saklaýyş täsirine täsir edýär. Sellýuloza efirindäki esasy molekulýar gurluş, ýagny angidroglukoza halkasynyň gurluşy, kalsiý ionlary bilen reaksiýa berip, şeker-kalsiý molekulýar birleşmelerini emele getirip, sement klinkeriniň gidrasiýa reaksiýasynyň induksiýa möhletini azaldyp, kalsiý ionlarynyň konsentrasiýasy pes bolup, mundan beýläk ýagyşyň öňüni alar. Ca (OH) 2, sementiň gidrasiýa reaksiýasynyň tizligini peseldýär we şeýlelik bilen sementiň gurulmagyny gijikdirýär.

2.3 gysyjy güýç

UHPC nusgalarynyň 7 gün 28 günüň gysyş güýji bilen HMPC mazmunynyň arasyndaky baglanyşykdan, HPMC goşulmagynyň UHPC-iň gysyş güýjüniň peselmegini kem-kemden ýokarlandyrýandygyny görmek bolýar. 0,25% HPMC, UHPC-iň gysyjy güýji birneme azalýar we gysyş güýji gatnaşygy 96%. 0.50% HPMC goşmak, UHPC-iň gysyjy güýç derejesine hiç hili täsir etmeýär. UHPC ulanmagyň çäginde HPMC goşmagy dowam etdiriň's gysyş güýji ep-esli azaldy. HPMC-iň mazmuny 1,00% -e çenli ýokarlananda, gysyş güýji gatnaşygy 66% -e çenli azaldy we güýç ýitirilmegi çynlakaý boldy. Maglumatlaryň derňewine görä, 0,50% HPMC goşmak has ýerliklidir we gysyjy güýjüň ýitmegi az

HPMC belli bir howa geçiriji täsir edýär. HPMC-iň goşulmagy, täze garylan UHPC-iň esasy dykyzlygyny peseldýän UHPC-de belli bir mukdarda mikrob köpürjiklere sebäp bolar. Süýüm gatylaşandan soň gözenek kem-kemden artar we ykjamlyk hem azalar, esasanam HPMC mazmuny. Has ýokary. Mundan başga-da, girizilen HPMC mukdarynyň köpelmegi bilen, UHPC gözeneklerinde henizem çeýe polimerler bar, olar sementli birleşmäniň matrisasy gysylanda gowy berklikde we gysyjy goldawda möhüm rol oýnap bilmeýärler. .Şonuň üçin HPMC-iň goşulmagy UHPC-iň gysyş güýjüni ep-esli azaldar.

2.4 Fleksural güýç

UHPC nusgalarynyň 7 gün 28 günüň flexural güýji bilen HMPC mazmunynyň arasyndaky baglanyşykdan, flexural güýjüň we gysyş güýjüniň üýtgeýän egrileriniň meňzeşdigini we flexural güýjüň 0 bilen 0.50% arasynda üýtgeýändigini görmek bolýar. HMPC bilen birmeňzeş däl. HPMC goşulmagy dowam edensoň, UHPC nusgalarynyň flexural güýji ep-esli azaldy.

HPMC-iň UHPC-iň flexural güýjüne täsiri esasan üç ugurdan ybarat: sellýuloza efiriniň UHPC-iň flexural güýjüni peseldýän yza tesdiriji we howa geçiriji täsirleri bar; üçünji tarapy bolsa, sellýuloza efiriniň öndürýän çeýe polimeridir, nusganyň berkligini peseltmek, nusganyň flexural güýjüniň peselmegini birneme haýalladýar. Bu üç tarapyň bir wagtyň özünde bolmagy UHPC nusgasynyň gysyş güýjüni peseldýär we flexural güýjini hem peseldýär.

2.5 Okuň dartyş güýji we ahyrky dartyş gymmaty

7 d we 28 d aralygyndaky UHPC nusgalarynyň dartyş güýji bilen HMPC mazmunynyň arasyndaky baglanyşyk. HPMC-iň mazmunynyň köpelmegi bilen UHPC nusgalarynyň dartyş güýji ilki az üýtgedi, soň bolsa çalt azaldy. Dartyş güýji egrisi, nusgadaky HPMC-iň düzümi 0,50% -e ýetende, UHPC nusgasynyň eksenel dartyş güýji bahasy 12.2MPa, dartyş güýji gatnaşygy 103% bolandygyny görkezýär. Nusganyň HPMC mazmunynyň hasam köpelmegi bilen eksenel Merkezi dartyş güýji gymmaty birden peselip başlady. Haçan-da nusganyň HPMC mazmuny 0,75% we 1,00% bolanda, dartyş güýji degişlilikde 94% we 78% bolup, HPMC bolmasa UHPC-iň eksenel dartyş güýjünden pesdi.

7 gün 28 günüň dowamynda UHPC nusgalarynyň iň ýokary dartyş bahalary bilen HMPC mazmunynyň arasyndaky baglanyşykdan, başda sellýuloza efiriniň köpelmegi we mazmuny haçan üýtgemändigini görmek bolýar. sellýuloza efir 0,50% -e ýetýär we soňra çalt gaçyp başlady.

HPMC-iň goşmaça mukdarynyň eksenel dartyş güýjüne we UHPC nusgalarynyň iň ýokary dartyş bahasyna täsiri üýtgemez diýen ýaly, soň bolsa peselmek tendensiýasyny görkezýär. Esasy sebäbi, HPMC-iň gidratlanan sement bölejikleriniň arasynda gönüden-göni emele gelip biljekdigi, suw geçirmeýän polimer möhürleýji filmiň bir gatlagy möhürlemek roluny ýerine ýetirýär, şonuň üçin belli bir mukdarda suw UHPC-de saklanýar, bu bolsa mundan beýläk gidrasiýa üçin zerur suw üpjün edýär. sementiň, şeýlelik bilen sementiň güýjüni ýokarlandyrýar. HPMC-iň goşulmagy, UHPC-iň bitewiligini gowulandyrýar, UHPC-ni esasy materialyň gysylmagyna we deformasiýasyna doly uýgunlaşdyrýar we UHPC-iň dartyş güýjüni birneme gowulaşdyrýar. Şeýle-de bolsa, HPMC-iň mazmuny kritiki bahadan ýokary bolsa, içerki howa nusganyň güýjüne täsir edýär. Versearamaz täsirler kem-kemden öňdebaryjy rol oýnady we ekseneliň dartyş güýji we nusganyň ahyrky dartyş gymmaty peselip başlady.

3. Netije

1) HPMC adaty temperaturany bejerýän UHPC-iň işleýşini ep-esli gowulaşdyryp, garynlaşma wagtyny uzaldyp we wagtyň geçmegi bilen täze garylan UHPC-iň suwuklyk ýitgisini azaldyp biler.

2) HPMC-iň goşulmagy, süýümiň garyşmagy wagtynda belli bir mukdarda köpürjikleri hödürleýär. Eger mukdar gaty köp bolsa, köpürjikler gaty ýygnanar we has uly köpürjikler emele getirer. Süýüm gaty birleşýär we köpürjikler dolup we ýarylyp bilmeýär. Gatylaşdyrylan UHPC gözenekleri azalýar; üstesine-de, HPMC tarapyndan öndürilen çeýe polimer basyş astynda berk goldaw berip bilmeýär we gysyjy we flexural güýçler ep-esli azalýar.

3) HPMC-iň goşulmagy UHPC plastmassa we çeýe bolýar. UHPC nusgalarynyň eksenel dartyş güýji we ahyrky dartyş gymmaty HPMC mazmunynyň köpelmegi bilen kyn üýtgeýär, ýöne HPMC mazmuny belli bir bahadan ýokary bolsa, eksenel dartyş güýji we ahyrky dartyş bahalary ep-esli azalýar.

4) Adaty temperaturany bejermek UHPC taýýarlanylanda, HPMC dozasy berk gözegçilikde saklanmalydyr. Doza 0,50% bolanda, UHPC-ni kadaly temperaturany bejermegiň iş öndürijiligi bilen mehaniki häsiýetleriniň arasyndaky baglanyşyk gowy utgaşdyrylyp bilner.