Methylcellulose Ether op Raumtemperatur Aushärtung Ultra-High Performance Beton

Abstrakt: Andeems Dir den Inhalt vun Hydroxypropyl Methylcellulose Ether (HPMC) an normal Temperatur Aushärt Ultra-High Performance Beton (UHPC), den Effet vun cellulose Ether op d'Flëssegkeet, Kader Zäit, compressive Stäerkt, an flexural Kraaft vun UHPC studéiert gouf., axial Spannkraaft an ultimativ Spannwäert, an d'Resultater goufen analyséiert.D'Testresultater weisen datt: net méi wéi 1,00% vun der Low-Viskositéit HPMC bäidroen, beaflosst net d'Flëssegkeet vun UHPC, awer reduzéiert de Verloscht vu Flëssegkeet iwwer Zäit., a verlängert d'Astellungszäit, d'Bauleistung staark verbessert;wann den Inhalt manner wéi 0,50% ass, ass den Impakt op compressive Kraaft, flexural Kraaft an axial tensile Stäerkt net bedeitend, an eemol den Inhalt ass méi wéi 0,50%, seng mechanesch.Bedenkt verschidde Leeschtungen, ass d'recommandéiert Dosis vun HPMC 0,50%.

Schlësselwierder: ultra héich performant Beton;cellulose Ether;normal Temperatur Aushärtung;Kompressiounskraaft;flexural Kraaft;tensile Kraaft

0,Virwuert

Mat der rapider Entwécklung vun der China Bauindustrie sinn d'Ufuerderunge fir konkret Leeschtung am aktuellen Ingenieur och eropgaang, an ultra-high-performance-beton (UHPC) gouf als Äntwert op d'Demande produzéiert.Den optimalen Undeel vu Partikelen mat verschiddene Partikelgréissten ass theoretesch entworf, a gemëscht mat Stahlfaser a héicheffizienten Waasserreduktiounsmëttel, huet et exzellente Properties wéi ultra-héich Drockstäerkt, héich Zähegkeet, héich Schockbeständegkeet Haltbarkeet a staark Selbstheilung. Fäegkeet vun Mikro-Rëss.Leeschtung.Auslännesch Technologiefuerschung iwwer UHPC ass relativ reift a gouf op vill praktesch Projeten applizéiert.Am Verglach mat auslännesche Länner ass d'international Fuerschung net déif genuch.Dong Jianmiao an anerer hunn d'Faserintegratioun studéiert andeems se verschidden Aarte a Quantitéiten u Faseren bäigefüügt hunn.Den Aflossmechanismus a Gesetz vum Beton;Chen Jing et al.studéiert den Afloss vum Stahlfaser Duerchmiesser op d'Performance vum UHPC andeems Dir Stahlfaser mat 4 Duerchmiesser auswielt.UHPC huet nëmmen eng kleng Zuel vun Ingenieursapplikatiounen a China, an et ass nach ëmmer an der Bühn vun der theoretescher Fuerschung.D'Performance vun der UHPC Superiority ass eng vun de Fuerschungsrichtungen vun der konkreter Entwécklung ginn, awer et ginn nach vill Probleemer ze léisen.Wéi héich Ufuerderunge fir Matière première, héich Käschten, komplizéiert Virbereedung Prozess, etc., Restriktiounen der Entwécklung vun UHPC Produktioun Technologie.Ënnert hinnen, mat héijer Drock Damp D'Aushärtung vun UHPC bei héijer Temperatur kann et méi héich mechanesch Eegeschaften an Haltbarkeet kréien.Wéi och ëmmer, wéinst dem ëmständlechen Damphärungsprozess an héijen Ufuerderunge fir Produktiounsausrüstung, kann d'Applikatioun vu Materialien nëmmen op Prefabrizéierungshaff limitéiert ginn, a cast-in-place Bau kann net duerchgefouert ginn.Dofir ass et net gëeegent fir d'Methode vun der thermescher Aushärtung an aktuellen Projeten ze adoptéieren, an et ass néideg fir déif Fuerschung iwwer normal Temperaturhärung UHPC ze maachen.

Normal Temperaturhärung UHPC ass an der Fuerschungsstadium a China, a säi Waasser-zu-Bindestoffverhältnis ass extrem niddereg, an et ass ufälleg fir séier Dehydratioun op der Uewerfläch wärend der Konstruktioun op der Plaz.Fir effektiv d'Dehydratiounsphänomen ze verbesseren, addéiere sementbaséiert Materialien normalerweis e puer Waasserbehalen Verdickungsmëttel zum Material.Chemeschen Agent fir d'Segregatioun an d'Blutungen vu Materialien ze vermeiden, d'Waasserhaltung an d'Kohäsioun ze verbesseren, d'Konstruktiounsleistung ze verbesseren an och effektiv d'mechanesch Eegeschafte vun Zementbaséierte Materialien ze verbesseren.Hydroxypropyl Methylcellulose Ether (HPMC) als Polymer Thickener, deen effektiv de Polymer geléierte Schlamm a Materialien an Zementbaséierte Materialien gläichméisseg verdeele kann, an d'fräi Waasser an der Schlamm wäert gebonnen Waasser ginn, sou datt et net einfach ass ze verléieren aus d'Schläim a verbesseren d'Waasser Retention Leeschtung vun konkret .Fir den Impakt vun cellulose Ether op d'Flëssegkeet vun UHPC ze reduzéieren, Low-viscosity cellulose Ether war fir den Test ausgewielt.

Zesummegefaasst, fir d'Konstruktiounsleistung ze verbesseren op Basis vun der Mechanesch Eegeschafte vun der Normaltemperaturhärung UHPC ze garantéieren, studéiert dëse Pabeier den Effekt vum Low-Viskositéit Celluloseethergehalt op Normaltemperaturhärung baséiert op de chemeschen Eegeschafte vum Celluloseether a säi Mechanismus vun der Handlung am UHPC-Schläim.Den Afloss vu Flëssegkeet, Koagulatiounszäit, Kompressiounskraaft, Flexuralkraaft, axial Kraaftkraaft an ultimativen Spannwäert vun UHPC fir déi entspriechend Doséierung vu Celluloseether ze bestëmmen.

1. Test Plang

1.1 Test Matière première a Mix Verhältnis

D'Rohmaterialien fir dësen Test sinn:

1) Zement: P·O 52,5 gewéinlech Portland Zement produzéiert zu Liuzhou.

2) Fly Äschen: Fly Äsche produzéiert zu Liuzhou.

3) Slagpulver: S95 granuléiert Héichuewen Schlackpulver produzéiert zu Liuzhou.

4) Silica Damp: semi-verschlësselte Silica Damp, groe Pudder, SiO2 Inhalt≥92%, spezifesch Fläch 23 m²/g.

5) Quarzsand: 20~40 Mesh (0,833~0,350 mm).

6) Waasser Reduzéierer: Polycarboxylat Waasser Reduzéierer, wäiss Pudder, Waasser reduzéieren Taux≥30%.

7) Latex Pudder: redispersible Latex Pudder.

8) Fiber Ether: Hydroxypropyl Methylcellulose METHOCEL produzéiert an den USA, Viskositéit 400 MPa s.

9) Stahlfaser: riichter Kupfer-plated Microwire Stahlfaser, Duerchmiesserφ ass 0,22 mm, Längt ass 13 mm, Spannkraaft ass 2 000 MPa.

No vill experimenteller Fuerschung an der fréicher Etapp, kann et festgestallt ginn datt d'Basismixverhältnis vun der normaler Temperaturhärtung ultra-héichleistungsbeton Zement ass: Fliegenasche: Mineralpulver: Silicadamp: Sand: Waasserreduktiounsmëttel: Latexpulver: Waasser = 860: 42: 83: 110: 980: 11: 2: 210, de Stolfaservolumen ass 2%.Füügt 0, 0,25%, 0,50%, 0,75%, 1,00% HPMC vu Celluloseether (HPMC) Inhalt op dësem Basismëschungsverhältnis.

1.2 Test Method

Waacht déi trocken Pulver Rohmaterial no dem Vermëschungsverhältnis a setzt se an den HJW-60 Single-horizontal Schacht Zwangsbetonmixer.Start de Mischer bis eenheetlech, fügen Se Waasser a mixen fir 3 Minutten, schalt de Mischer aus, füügt déi gewiicht Stahlfaser derbäi an de Mixer fir 2 Minutten nei starten.Gemaach an UHPC Schlamm.

D'Testartikele enthalen Fluiditéit, Astellungszäit, Kompressiounskraaft, Flexuralkraaft, axial Kraaftkraaft an ultimativ Spannwäert.De Flëssegkeetstest gëtt no JC / T986-2018 "Zementbaséiert Grouting Materials" bestëmmt.Den Astellungszäittest ass no GB /T 1346-2011 "Zement Standard Konsistenz Waasserverbrauch a Setting Time Test Method".De Flexural Stäerkttest gëtt no GB/T50081-2002 "Standard fir Testmethoden vu mechanesche Properties vum Gewéinleche Beton" bestëmmt.Kompressive Kraafttest, axial Spannkraaft an Den ultimativen Spannwäerttest gëtt no DLT5150-2001 "Hydraulesch Beton Test Reglementer" bestëmmt.

2. Test Resultater

2.1 Liquiditéit

D'Flëssegkeetstestresultater weisen den Afloss vum HPMC Inhalt op de Verloscht vun der UHPC Flëssegkeet iwwer Zäit.Et gëtt aus dem Testphenomen beobachtet datt no der Schlamm ouni Celluloseether gleichméisseg gerührt gëtt, ass d'Uewerfläch ufälleg fir Dehydratioun a Krustung, an d'Flëssegkeet ass séier verluer., an Aarbechtbarkeet verschlechtert.Nodeems d'Celluloseether bäigefüügt gouf, gouf et keng Haut op der Uewerfläch, de Verloscht vun der Flëssegkeet iwwer d'Zäit war kleng, an d'Veraarbechtbarkeet blouf gutt.Am Testberäich war de Minimum Verloscht vu Flëssegkeet 5 mm an 60 Minutten.Analyse vun den Testdaten weist datt, D'Quantitéit vu Low-Viskositéit Celluloseether huet wéineg Effekt op d'initial Flëssegkeet vun UHPC, awer huet e méi groussen Impakt op de Verloscht vu Flëssegkeet iwwer Zäit.Wann keng Celluloseether dobäigesat gëtt, ass de Flëssegkeetsverloscht vun UHPC 15 mm;Mat der Erhéijung vun HPMC fällt de Flëssegkeetsverloscht vum Mierer erof;wann d'Doséierung 0,75% ass, ass de Flëssegkeetsverloscht vun UHPC de klengste mat der Zäit, wat 5mm ass;duerno, mat der Erhéijung vun HPMC, der fluidity Verloscht vun UHPC mat Zäit Bal onverännert.

NachHPMCass mat UHPC gemëscht, et beaflosst d'rheologesch Eegeschafte vum UHPC aus zwee Aspekter: een ass datt onofhängeg Mikro-Bullen an de Rührprozess bruecht ginn, wat d'Aggregatioun an d'Fléienasche an aner Materialien e "Kugeleffekt" bilden, wat d'Erhéijung vun der Aarbechtbarkeet Zur selwechter Zäit kann eng grouss Quantitéit vun Zementmaterial d'Aggregat wéckelen, sou datt d'Aggregat gleichméisseg an der Schlamm "suspendéiert" ka ginn, a kann fräi bewegen, d'Reibung tëscht den Aggregaten reduzéiert an d'Flëssegkeet erhéicht gëtt;déi zweet ass d'Erhéijung vun der UHPC Déi kohäsiv Kraaft reduzéiert d'Flëssegkeet.Zënter datt den Test Low-Viskositéit HPMC benotzt, ass den éischten Aspekt gläich wéi den zweeten Aspekt, an d'initial Flëssegkeet ännert sech net vill, awer de Verloscht vu Flëssegkeet mat der Zäit kann reduzéiert ginn.Laut der Analyse vun den Testresultater kann et bekannt sinn datt d'Additioun vun engem passenden Betrag vun HPMC op UHPC d'Konstruktiounsleeschtung vum UHPC staark verbesseren kann.

2.2 Astellungszäit

Vun der Verännerung Trend vun der Astellung Zäit vun UHPC betraff vun der Quantitéit vun HPMC, kann et gesi ginn, datt HPMC eng retarding Roll am UHPC spillt.Wat méi grouss de Betrag ass, dest méi offensichtlech ass de Verzögerungseffekt.Wann de Betrag 0,50% ass, ass d'Astellungszäit vum Mörser 55min.Am Verglach mat der Kontrollgruppe (40 min), ass et ëm 37,5% eropgaang, an d'Erhéijung war nach ëmmer net offensichtlech.Wann d'Doséierung 1,00% war, war d'Astellungszäit vum Mörser 100 min, wat 150% méi héich war wéi déi vun der Kontrollgruppe (40 min).

D'molekulare Strukturcharakteristike vum Celluloseether beaflossen säin retardéierende Effekt.D'fundamental molekulare Struktur am Celluloseether, dat heescht d'Anhydroglucoseringstruktur, ka mat Kalziumionen reagéieren fir Zocker-Kalziummolekulare Verbindungen ze bilden, d'Induktiounsperiod vun der Zementklinker Hydratatiounsreaktioun ze reduzéieren. Ca (OH) 2, reduzéiert d'Geschwindegkeet vun der Zementhydratiounsreaktioun, doduerch d'Verzögerung vum Zement.

2.3 Kompressiounskraaft

Vun der Relatioun tëscht der compressive Stäerkt vun UHPC Echantillon op 7 Deeg an 28 Deeg an den Inhalt vun HMPC, kann et kloer gesi ginn, datt d'Zousätzlech vun HPMC graduell de Réckgang vun der compressive Kraaft vun UHPC erhéicht.0,25% HPMC, d'Drockstäerkt vum UHPC fällt liicht erof, an d'Drockstäerktverhältnis ass 96%.0,50% HPMC bäizefügen huet keen offensichtlechen Effekt op d'Drockstäerktverhältnis vun UHPC.Fuert weider HPMC am Gebrauchsraum, UHPC's D'Drockstäerkt ass wesentlech erofgaang.Wann den Inhalt vun HPMC op 1,00% eropgaang ass, ass d'Kompressivstäerktverhältnis op 66% erofgaang, an de Stäerktverloscht war eescht.Geméiss d'Datenanalyse ass et méi ubruecht 0,50% HPMC ze addéieren, an de Verloscht vun der Kompressiounskraaft ass kleng

HPMC huet e gewësse Loft-entraining Effekt.D'Zousatz vun HPMC wäert e gewësse Betrag vu Mikrobubbles am UHPC verursaachen, wat d'Massdichte vu frësch gemëschten UHPC reduzéiert.Nodeems d'Schläim gehärt ass, wäert d'Porositéit graduell eropgoen an d'Kompaktheet wäert och erofgoen, besonnesch den HPMC Inhalt.Méi héich.Zousätzlech, mat der Erhéijung vun der Quantitéit vun HPMC agefouert, ginn et nach vill flexibel Polymer an de Poren vun UHPC, déi net eng wichteg Roll an gutt Steifheit an compressive Ënnerstëtzung spille kann, wann d'Matrixentgasung vun der Zement Komposit kompriméiert ass..Dofir reduzéiert d'Zousatz vun HPMC d'Drockstäerkt vun UHPC staark.

2.4 Flexural Kraaft

Vun der Relatioun tëscht der flexural Kraaft vun UHPC Echantillon op 7 Deeg an 28 Deeg an den Inhalt vun HMPC, kann et gesi ginn, datt d'Verännerung Kéiren vun flexural Kraaft an compressive Stäerkt ähnlech sinn, an der Ännerung vun flexural Kraaft tëscht 0 an 0,50% vum HMPC ass net datselwecht.Wéi d'Zousätzlech vun HPMC weidergeet, ass d'Béistäerkt vun UHPC Proben wesentlech erofgaang.

Den Effet vun HPMC op der flexural Stäerkt vun UHPC ass haaptsächlech an dräi Aspekter: cellulose Ether huet retarding a Loft-entraining Effekter, déi d'flexural Kraaft vun UHPC reduzéieren;an den drëtten Aspekt ass de flexibelen Polymer deen duerch Celluloseether produzéiert gëtt, d'Reduktioun vun der Steifheet vum Exemplar verlangsamt d'Ofsenkung vun der Flexuralkraaft vum Exemplar liicht.Déi gläichzäiteg Existenz vun dësen dräi Aspekter reduzéiert d'Drockstäerkt vum UHPC Exemplar a reduzéiert och d'Béistäerkt.

2.5 Axial Spannkraaft an ultimativ Spannwäert

D'Relatioun tëscht der Spannkraaft vun UHPC Exemplare bei 7 d an 28 d an dem Inhalt vun HMPC.Mat der Erhéijung vum Inhalt vun HPMC huet d'Trennstäerkt vun UHPC Exemplare fir d'éischt wéineg geännert an duerno séier ofgeholl.D'Trennsile Stäerktkurve weist datt wann den Inhalt vun HPMC am Exemplar 0,50% erreecht, den axiale Spannkraaftwäert vum UHPC Exemplar 12,2MPa ass, an d'Trensile Stäerkt Verhältnis ass 103%.Mat der weiderer Erhéijung vum HPMC-Inhalt vum Exemplar huet d'axial Den zentrale Spannkraaftwäert ugefaang schaarf ze falen.Wann den HPMC Inhalt vun der specimen war 0,75% an 1,00%, der tensile Kraaft Verhältnisser waren 94% an 78%, respektiv, déi manner wéi d'axial tensile Kraaft vun UHPC ouni HPMC waren.

Vun der Relatioun tëscht den ultimate tensile Wäerter vun UHPC Echantillon op 7 Deeg an 28 Deeg an den Inhalt vun HMPC, kann et gesi ginn, datt d'ultimate tensile Wäerter sinn bal onverännert mat der Erhéijung vun cellulose Ether am Ufank, a wann den Inhalt vun Zelluloseether erreecht 0,50% an huet dann séier ugefaang ze falen.

Den Effet vun der Zousatzbetrag vun HPMC op d'axial Spannkraaft an den ultimativen Spannwäert vun UHPC Exemplare weist en Trend fir bal onverännert ze halen an dann erofzegoen.Den Haaptgrond ass datt HPMC direkt tëscht hydratiséiertem Zementpartikel geformt ka ginn. Eng Schicht vu waasserdichte Polymer Dichtungsfilm spillt d'Roll vum Dichtung, sou datt eng gewësse Quantitéit Waasser am UHPC gelagert gëtt, wat néideg Waasser fir déi kontinuéierlech Entwécklung vu weider Hydratatioun ubitt. vum Zement, doduerch d'Kraaft vum Zement verbessert.D'Zousätzlech vun HPMC verbessert d'Zesummenhang vun UHPC dotéiert der Schlëmmst mat Flexibilitéit, déi mécht UHPC komplett un d'Schrumpfung an Deformatioun vun der Basis Material unzepassen, a liicht verbessert der tensile Kraaft vun UHPC.Wéi och ëmmer, wann den Inhalt vun HPMC de kritesche Wäert iwwerschreift, beaflosst d'Entrée Loft d'Kraaft vum Exemplar.Déi negativ Auswierkunge hunn lues a lues eng Haaptroll gespillt, an d'axial Kraaftkraaft an den ultimative Spannwäert vum Exemplar huet ugefaang ze reduzéieren.

3. Conclusioun

1) HPMC kann d'Aarbechtsleeschtung vum normalen Temperaturhärten UHPC wesentlech verbesseren, seng Koagulatiounszäit verlängeren an de Flëssegkeetsverloscht vu frësch gemëschten UHPC iwwer Zäit reduzéieren.

2) D'Zousatz vun HPMC stellt eng gewësse Quantitéit vu klenge Bubbles wärend dem Rührprozess vun der Schlamm vir.Wann de Betrag ze grouss ass, sammelen d'Bubbles ze vill a bilden méi grouss Blasen.De Schlamm ass héich kohäsiv, an d'Blasen kënnen net iwwerlafen a briechen.D'Pore vum gehärtene UHPC reduzéieren;Zousätzlech, kann de flexibelen Polymer produzéiert vun HPMC net steiwe Ënnerstëtzung bidden wann et ënner Drock ass, an der compressive an flexural Stäerkten sinn staark reduzéiert.

3) D'Zousatz vun HPMC mécht UHPC Plastik a flexibel.D'axial Spannkraaft an den ultimativen Spannungswäert vun UHPC Exemplairen änneren kaum mat der Erhéijung vum HPMC Inhalt, awer wann den HPMC Inhalt e gewësse Wäert iwwerschreift, D'axial Spannkraaft an d'ultimate Tensile Wäerter gi staark reduzéiert.

4) Wann Dir normal Temperatur Aushärtung UHPC virbereet, soll d'Doséierung vun HPMC strikt kontrolléiert ginn.Wann d'Doséierung 0,50% ass, kann d'Relatioun tëscht der Aarbechtsleeschtung a mechanesche Eegeschafte vun der normaler Temperaturhärung UHPC gutt koordinéiert ginn.