Metil tsellyuloza efiri xona haroratida qattiqlashuvchi ultra yuqori samarali betonda

Annotatsiya: Oddiy haroratda qotib qoladigan ultra yuqori samarali betonda (UHPC) gidroksipropil metilselüloz efiri (HPMC) tarkibini o'zgartirish orqali tsellyuloza efirining UHPC ning suyuqligi, sozlash vaqti, bosim kuchi va egiluvchanligiga ta'siri o'rganildi. , eksenel kuchlanish kuchi va yakuniy kuchlanish qiymati va natijalar tahlil qilindi. Sinov natijalari shuni ko'rsatadiki: past viskoziteli HPMC ning 1,00% dan ko'p bo'lmagan qo'shilishi UHPC ning suyuqligiga ta'sir qilmaydi, lekin vaqt o'tishi bilan suyuqlikning yo'qolishini kamaytiradi. , va sozlash vaqtini uzaytirish, qurilish ish faoliyatini sezilarli darajada yaxshilaydi; tarkibi 0,50% dan kam bo'lsa, bosim kuchi, egilish kuchi va eksenel valentlik kuchiga ta'siri sezilarli emas va tarkib 0,50% dan ortiq bo'lsa, uning mexanik ishlashi 1/3 dan ko'proq kamayadi. Turli ko'rsatkichlarni hisobga olgan holda, HPMC ning tavsiya etilgan dozasi 0,50% ni tashkil qiladi.

Kalit so'zlar: o'ta yuqori samarali beton; tsellyuloza efiri; normal haroratda quritish; bosim kuchi; egilish kuchi; mustahkamlik chegarasi

0、Muqaddima

Xitoyning qurilish industriyasining jadal rivojlanishi bilan, haqiqiy muhandislikda beton ishlashga qo'yiladigan talablar ham oshdi va talabga javoban ultra yuqori samarali beton (UHPC) ishlab chiqarildi. Har xil zarracha o'lchamiga ega bo'lgan zarrachalarning optimal nisbati nazariy jihatdan ishlab chiqilgan va po'lat tola va yuqori samarali suvni kamaytiradigan vosita bilan aralashtirilgan bo'lib, u juda yuqori bosim kuchi, yuqori qattiqlik, yuqori zarba qarshiligi chidamliligi va kuchli o'z-o'zini davolash kabi ajoyib xususiyatlarga ega. mikro yoriqlar qobiliyati. Ishlash. UHPC bo'yicha xorijiy texnologiya tadqiqotlari nisbatan etuk va ko'plab amaliy loyihalarda qo'llanilgan. Xorijiy mamlakatlar bilan solishtirganda, mahalliy tadqiqotlar yetarli darajada chuqur emas. Dong Jianmiao va boshqalar har xil turdagi va miqdordagi tolalarni qo'shish orqali tolaning birikmasini o'rgandilar. Betonning ta'sir mexanizmi va qonuni; Chen Jing va boshqalar. 4 diametrli po'lat tolalarni tanlash orqali po'lat tola diametrining UHPC ishlashiga ta'sirini o'rganib chiqdi. UHPC Xitoyda faqat oz sonli muhandislik dasturlariga ega va u hali ham nazariy tadqiqot bosqichida. UHPC ustunligining ishlashi aniq rivojlanishning tadqiqot yo'nalishlaridan biriga aylandi, ammo hal qilinishi kerak bo'lgan ko'plab muammolar mavjud. UHPC ishlab chiqarish texnologiyasini ishlab chiqishni cheklaydigan xomashyoga yuqori talablar, yuqori narx, murakkab tayyorgarlik jarayoni va boshqalar. Ular orasida yuqori bosimli bug'dan foydalanish UHPC ning yuqori haroratda qotib qolishi uni yuqori mexanik xususiyatlar va chidamlilikka olib kelishi mumkin. Biroq, og'ir bug' bilan ishlov berish jarayoni va ishlab chiqarish uskunalariga yuqori talablar tufayli, materiallarni qo'llash faqat yig'ma hovlilar bilan cheklanishi mumkin va quyma qurilishni amalga oshirish mumkin emas. Shuning uchun, haqiqiy loyihalarda termal qotib qolish usulini qo'llash mos emas va normal haroratda UHPC bilan davolash bo'yicha chuqur tadqiqotlar o'tkazish kerak.

Oddiy haroratli davolovchi UHPC Xitoyda tadqiqot bosqichida va uning suv-bog'lovchi nisbati juda past bo'lib, qurilish vaqtida sirtda tez suvsizlanishga moyil. Suvsizlanish hodisasini samarali yaxshilash uchun tsement asosidagi materiallar odatda materialga suvni saqlaydigan qalinlashtiruvchi moddalarni qo'shadi. Materiallarning ajralishi va qon ketishining oldini olish, suvni ushlab turish va birlashishni yaxshilash, qurilish ish faoliyatini yaxshilash, shuningdek tsement asosidagi materiallarning mexanik xususiyatlarini samarali yaxshilash uchun kimyoviy vosita. Gidroksipropil metil tsellyuloza efiri (HPMC) polimer quyuqlashtiruvchisi sifatida, polimer jellangan atala va materiallarni tsement asosidagi materiallarga teng ravishda samarali taqsimlay oladi va ataladagi erkin suv bog'langan suvga aylanadi, shuning uchun uni yo'qotish oson emas. tsellyuloza efirining UHPC suyuqligiga ta'sirini kamaytirish maqsadida sinov uchun past viskoziteli tsellyuloza efiri tanlab olindi.

Xulosa qilib aytganda, normal haroratda qotish UHPC ning mexanik xususiyatlarini ta'minlash asosida qurilish ish faoliyatini yaxshilash uchun ushbu maqola tsellyuloza efirining kimyoviy xossalari asosida past yopishqoqlikdagi tsellyuloza efir tarkibining normal haroratda qotib qolishga ta'sirini o'rganadi. va uning UHPC atalasida ta'sir qilish mexanizmi. Tsellyuloza efirining tegishli dozasini aniqlash uchun suyuqlik, koagulyatsiya vaqti, bosim kuchi, egilish kuchi, eksenel kuchlanish kuchi va UHPC ning yakuniy kuchlanish qiymatining ta'siri.

1. Test rejasi

1.1 Xom ashyoni va aralashma nisbatini sinab ko'ring

Ushbu sinov uchun xom ashyo:

1) Tsement: P·Liuzhou shahrida ishlab chiqarilgan O 52,5 oddiy portlend tsement.

2) uchuvchi kul: Liuzhouda ishlab chiqarilgan uchuvchi kul.

3) Shlak kukuni: Liuzhou shahrida ishlab chiqarilgan S95 granullangan yuqori o'choqli shlak kukuni.

4) Silika dumanı: yarim shifrlangan kremniy tutuni, kulrang kukun, SiO2 tarkibi≥92%, solishtirma sirt maydoni 23 m²/g.

5) Kvars qumi: 20 ~ 40 mesh (0,833 ~ 0,350 mm).

6) Suv reduktori: polikarboksilat suv reduktori, oq kukun, suvni kamaytirish tezligi≥30%.

7) Lateks kukuni: qayta tarqaladigan lateks kukuni.

8) Elyaf efiri: AQShda ishlab chiqarilgan gidroksipropil metiltsellyuloza METHOCEL, yopishqoqligi 400 MPa s.

9) Chelik tolasi: to'g'ridan-to'g'ri mis qoplangan mikrotelli po'lat tola, diametriφ 0,22 mm, uzunligi 13 mm, tortishish kuchi 2000 MPa.

Dastlabki bosqichda olib borilgan ko'plab eksperimental tadqiqotlardan so'ng, normal haroratda qotib qoladigan ultra yuqori samarali betonning asosiy aralashma nisbati tsement ekanligini aniqlash mumkin: uchuvchi kul: mineral kukun: silika tutuni: qum: suvni kamaytiradigan agent: lateks kukuni: suv = 860: 42: 83: 110: 980: 11: 2: 210, po'lat tolasi hajmi 2% ni tashkil qiladi. Ushbu asosiy aralashma nisbatiga 0, 0,25%, 0,50%, 0,75%, 1,00% HPMC tsellyuloza efiri (HPMC) qo'shing. Tegishli ravishda solishtirma tajribalarni o'rnating.

1.2 Sinov usuli

Quruq kukunli xom ashyoni aralashtirish nisbati bo'yicha torting va ularni HJW-60 bir gorizontal shaftli majburiy beton aralashtirgichga joylashtiring. Mikserni bir hil holga kelguncha ishga tushiring, suv qo'shing va 3 daqiqa davomida aralashtiring, mikserni o'chiring, tortilgan po'lat tolani qo'shing va mikserni 2 daqiqa davomida qayta ishga tushiring. UHPC shlamiga qilingan.

Sinov elementlari suyuqlik, sozlash vaqti, bosim kuchi, egilish kuchi, eksenel valentlik kuchi va yakuniy kuchlanish qiymatini o'z ichiga oladi. Suyuqlik testi JC/T986-2018 "Tsement asosidagi grouting Materials" ga muvofiq aniqlanadi. Sozlash vaqti sinovi GB / T 1346 ga muvofiq—2011 yil "Tsementning standart konsistensiyasi suv iste'moli va sozlash vaqtini tekshirish usuli". Egiluvchanlik sinovi GB / T50081-2002 "Oddiy betonning mexanik xususiyatlarini sinash usullari uchun standart" ga muvofiq aniqlanadi. Siqilish kuchi sinovi, eksenel valentlik kuchi va yakuniy valentlik qiymati sinovi DLT5150-2001 "Gidravlik beton sinov qoidalari" ga muvofiq aniqlanadi.

2. Test natijalari

2.1 Likvidlik

Oquvchanlik testi natijalari vaqt o'tishi bilan HPMC tarkibining UHPC suyuqligining yo'qolishiga ta'sirini ko'rsatadi. Sinov hodisasidan ko`rinib turibdiki, tsellyuloza efiri bo`lmagan shlam bir tekis aralashtirilgach, sirt suvsizlanish va qobiqqa moyil bo`lib, suyuqligi tez yo`qoladi. , va ish qobiliyati yomonlashdi. Tsellyuloza efirini qo'shgandan so'ng, sirtda teri yo'q edi, vaqt o'tishi bilan suyuqlikning yo'qolishi kichik edi va ishlov berish yaxshi bo'lib qoldi. Sinov oralig'ida suyuqlikning minimal yo'qolishi 60 daqiqada 5 mm ni tashkil etdi. Sinov ma'lumotlarini tahlil qilish shuni ko'rsatadiki, past viskoziteli tsellyuloza efiri miqdori UHPC ning dastlabki suyuqligiga ozgina ta'sir qiladi, ammo vaqt o'tishi bilan suyuqlikning yo'qolishiga ko'proq ta'sir qiladi. Tsellyuloza efiri qo'shilmaganda, UHPC ning suyuqlik yo'qotilishi 15 mm ni tashkil qiladi; HPMC ortishi bilan ohakning suyuqlik yo'qotilishi kamayadi; dozasi 0,75% bo'lsa, UHPC ning suyuqlik yo'qotilishi vaqt o'tishi bilan eng kichik bo'ladi, bu 5 mm; shundan so'ng, HPMC ortishi bilan, vaqt o'tishi bilan UHPC ning suyuqlik yo'qolishi deyarli o'zgarmadi.

KeyinHPMCUHPC bilan aralashtiriladi, u UHPC ning reologik xususiyatlariga ikki jihatdan ta'sir qiladi: biri - mustaqil mikro pufakchalar aralashtirish jarayoniga olib keladi, bu agregat va uchuvchi kul va boshqa materiallarni "to'p effekti" ni hosil qiladi, bu esa uni oshiradi. ishchanlik Shu bilan birga, ko'p miqdorda sementli material agregatni o'rashi mumkin, shuning uchun agregat atala ichida bir tekisda "to'xtatib qo'yilishi" va erkin harakatlanishi mumkin, agregatlar orasidagi ishqalanish kamayadi va suyuqlik oshadi; ikkinchisi - UHPC ni oshirish Birlashtiruvchi kuch suyuqlikni kamaytiradi. Sinov past viskoziteli HPMC dan foydalanganligi sababli, birinchi jihat ikkinchi jihatga teng bo'lib, boshlang'ich suyuqlik ko'p o'zgarmaydi, ammo vaqt o'tishi bilan suyuqlikning yo'qolishi kamayishi mumkin. Sinov natijalari tahliliga ko'ra, UHPC ga tegishli miqdorda HPMC qo'shilishi UHPC ning qurilish ko'rsatkichlarini sezilarli darajada yaxshilashi mumkinligini bilish mumkin.

2.2 Vaqtni belgilash

HPMC miqdoriga ta'sir qiladigan UHPC o'rnatish vaqtining o'zgarish tendentsiyasidan ko'rinib turibdiki, HPMC UHPCda sekinlashtiruvchi rol o'ynaydi. Miqdor qanchalik katta bo'lsa, sekinlashtiruvchi ta'sir shunchalik aniq bo'ladi. Miqdori 0,50% bo'lsa, ohakning o'rnatish vaqti 55 min. Nazorat guruhi (40 min) bilan solishtirganda, u 37,5% ga oshdi va o'sish hali ham aniq emas edi. Dozalash 1,00% bo'lganida, ohakning o'rnatish vaqti 100 minutni tashkil etdi, bu nazorat guruhiga qaraganda 150% yuqori (40 min).

Tsellyuloza efirining molekulyar tuzilishi xususiyatlari uning sekinlashtiruvchi ta'siriga ta'sir qiladi. Tsellyuloza efiridagi asosiy molekulyar struktura, ya'ni angidroglyukoza halqasi strukturasi kaltsiy ionlari bilan shakar-kaltsiy molekulyar birikmalarini hosil qilish uchun reaksiyaga kirishishi mumkin, bu tsement klinkerining hidratsiya reaktsiyasining indüksiyon davrini qisqartirishi mumkin. Ca (OH) 2, tsementning hidratsiya reaktsiyasining tezligini pasaytiradi va shu bilan tsementning o'rnatilishini kechiktiradi.

2.3 Siqilish kuchi

7 kun va 28 kunlik UHPC namunalarining bosim kuchi va HMPC tarkibi o'rtasidagi munosabatdan aniq ko'rinib turibdiki, HPMC qo'shilishi UHPC ning bosim kuchining pasayishini asta-sekin oshiradi. 0,25% HPMC, UHPC ning bosim kuchi biroz pasayadi va bosim kuchi nisbati 96% ni tashkil qiladi. 0,50% HPMC qo'shilishi UHPC ning bosim kuchi nisbatiga aniq ta'sir qilmaydi. Foydalanish doirasida HPMC, UHPC qo'shishda davom eting's Siqilish kuchi sezilarli darajada kamaydi. HPMC tarkibi 1,00% gacha ko'tarilganda, bosim kuchi nisbati 66% ga kamaydi va kuchning yo'qolishi jiddiy edi. Ma'lumotlar tahliliga ko'ra, 0,50% HPMC qo'shilishi ko'proq mos keladi va bosim kuchini yo'qotish kichikdir.

HPMC ma'lum bir havo tortuvchi ta'sirga ega. HPMC qo'shilishi UHPCda ma'lum miqdorda mikro pufakchalar paydo bo'lishiga olib keladi, bu yangi aralashtirilgan UHPC ning massa zichligini kamaytiradi. Atlama qattiqlashgandan so'ng, g'ovaklik asta-sekin o'sib boradi va ixchamlik ham kamayadi, ayniqsa HPMC tarkibi. Yuqori. Bundan tashqari, kiritilgan HPMC miqdorining oshishi bilan UHPC teshiklarida hali ham ko'plab moslashuvchan polimerlar mavjud bo'lib, ular tsement kompozitsiyasining matritsasi siqilganida yaxshi qattiqlik va siqishni qo'llab-quvvatlashda muhim rol o'ynay olmaydi. .Shuning uchun, HPMC qo'shilishi UHPC ning bosim kuchini sezilarli darajada pasaytiradi.

2.4 Bukilish kuchi

7 kun va 28 kunlik UHPC namunalarining egilish kuchi va HMPC tarkibi o'rtasidagi bog'liqlikdan ko'rinib turibdiki, egilish kuchi va bosim kuchining o'zgarish egri chiziqlari o'xshash va 0 dan 0,50% gacha bo'lgan egilish kuchining o'zgarishi. HMPC bir xil emas. HPMC qo'shilishi davom etar ekan, UHPC namunalarining egilish kuchi sezilarli darajada kamaydi.

HPMC ning UHPC ning egilish kuchiga ta'siri asosan uchta jihatdan iborat: tsellyuloza efiri UHPC ning egiluvchanligini kamaytiradigan sekinlashtiruvchi va havoni tortuvchi ta'sirga ega; va uchinchi jihat tsellyuloza efiri tomonidan ishlab chiqarilgan moslashuvchan polimerdir, namunaning qattiqligini kamaytirish namunaning egilish kuchining pasayishini biroz sekinlashtiradi. Ushbu uch jihatning bir vaqtning o'zida mavjudligi UHPC namunasining bosim kuchini pasaytiradi va shuningdek, egilish kuchini pasaytiradi.

2.5 Eksenel kuchlanish kuchi va yakuniy kuchlanish qiymati

7 d va 28 d da UHPC namunalarining kuchlanish kuchi va HMPC tarkibi o'rtasidagi bog'liqlik. HPMC tarkibining ko'payishi bilan UHPC namunalarining kuchlanish kuchi dastlab ozgina o'zgardi va keyin tez pasaydi. Cho'zilish kuchi egri chizig'i shuni ko'rsatadiki, namunadagi HPMC tarkibi 0,50% ga yetganda, UHPC namunasining eksenel kuchlanish kuchi qiymati 12,2MPa va kuchlanish quvvati nisbati 103% ni tashkil qiladi. Namunadagi HPMC tarkibining yanada ortishi bilan eksenel Markaziy kuchlanish quvvati qiymati keskin pasayishni boshladi. Namunadagi HPMC tarkibi 0,75% va 1,00% bo'lsa, tortishish kuchi nisbati mos ravishda 94% va 78% edi, bu HPMCsiz UHPC ning eksenel kuchlanish kuchidan past edi.

UHPC namunalarining 7 kun va 28 kunlik yakuniy kuchlanish qiymatlari va HMPC tarkibi o'rtasidagi munosabatdan ko'rinib turibdiki, yakuniy kuchlanish qiymatlari boshida tsellyuloza efirining ko'payishi bilan deyarli o'zgarmaydi va qachonki tsellyuloza efiri 0,50% ga etadi va keyin tez pasaya boshladi.

HPMC qo'shilgan miqdorining eksenel valentlik kuchiga va UHPC namunalarining yakuniy valentlik qiymatiga ta'siri deyarli o'zgarmas va keyin pasayish tendentsiyasini ko'rsatadi. Asosiy sabab shundaki, HPMC to'g'ridan-to'g'ri gidratlangan tsement zarralari o'rtasida hosil bo'lishi mumkin. Suv o'tkazmaydigan polimer plomba qatlami muhr rolini o'ynaydi, shuning uchun UHPCda ma'lum miqdorda suv saqlanadi, bu esa keyingi hidratsiyaning uzluksiz rivojlanishi uchun zarur suvni ta'minlaydi. tsementning mustahkamligini oshiradi. HPMC qo'shilishi UHPC ning yopishqoqligini yaxshilaydi, bu atala moslashuvchanlikni beradi, bu esa UHPC ni asosiy materialning qisqarishi va deformatsiyasiga to'liq moslashishga imkon beradi va UHPC ning kuchlanish kuchini biroz yaxshilaydi. Biroq, HPMC tarkibi kritik qiymatdan oshib ketganda, kiritilgan havo namunaning kuchiga ta'sir qiladi. Salbiy ta'sirlar asta-sekin etakchi rol o'ynadi va namunaning eksenel kuchlanish kuchi va yakuniy kuchlanish qiymati pasayishni boshladi.

3. Xulosa

1) HPMC normal haroratda davolovchi UHPC ning ish faoliyatini sezilarli darajada yaxshilashi, koagulyatsiya vaqtini uzaytirishi va vaqt o'tishi bilan yangi aralashtirilgan UHPC ning suyuqlik yo'qotilishini kamaytirishi mumkin.

2) HPMC qo'shilishi atala aralashtirish jarayonida ma'lum miqdorda mayda pufakchalarni keltirib chiqaradi. Agar miqdor juda katta bo'lsa, pufakchalar juda ko'p to'planadi va kattaroq pufakchalar hosil qiladi. Bulamaç yuqori darajada yopishqoq bo'lib, pufakchalar toshib ketishi va yorilishi mumkin emas. Qattiqlashtirilgan UHPC ning teshiklari kamayadi; bundan tashqari, HPMC tomonidan ishlab chiqarilgan moslashuvchan polimer bosim ostida bo'lganda qattiq qo'llab-quvvatlay olmaydi va bosim va egilish kuchlari juda kamayadi.

3) HPMC qo'shilishi UHPC plastik va moslashuvchan qiladi. UHPC namunalarining eksenel kuchlanish kuchi va yakuniy kuchlanish qiymati HPMC tarkibining ortishi bilan deyarli o'zgarmaydi, ammo HPMC tarkibi ma'lum bir qiymatdan oshib ketganda, eksenel valentlik kuchi va yakuniy valentlik qiymatlari sezilarli darajada kamayadi.

4) Oddiy haroratli davolovchi UHPC ni tayyorlashda HPMC dozasini qat'iy nazorat qilish kerak. Dozaj 0,50% bo'lsa, normal haroratda davolovchi UHPC ning ish ko'rsatkichi va mexanik xususiyatlari o'rtasidagi munosabatlar yaxshi muvofiqlashtirilishi mumkin.