Haniaethol

Mae concrit yn ddeunydd craidd mewn peirianneg adeiladu, ac mae ei berfformiad yn effeithio'n uniongyrchol ar ddiogelwch strwythurol ac effeithlonrwydd economaidd. Mae superplasticizers yn gweithredu fel admixtures cemegol allweddol i wella ei briodweddau cyffredinol. Superplasticizer polycarboxylate yn dangos manteision rhyfeddol mewn cyfraddau lleihau dŵr a chadw cwympiadau oherwydd ei strwythur moleciwlaidd unigryw. Prinder tywod naturiol sydd wedi ysgogi'r defnydd eang o concrit tywod gweithgynhyrchu, ond mae ei gynnwys powdr carreg uchel a gwead garw arwyneb yn aml yn achosi ymarferoldeb gwael.

Mae'r papur hwn yn ymchwilio i effeithiau superplastigwyr polycarboxylate ar goncrit tywod gweithgynhyrchu tra'n gosod y gymhareb tywod ar 44.56%. At hynny, cynhelir dadansoddiad cymharol tri dimensiwn cynhwysfawr - sy'n rhychwantu grwpiau gwaelodlin, seiliedig ar naffthalene, a polycarboxylate - i ddarparu sylfaen wyddonol ar gyfer cymwysiadau peirianneg.

1. Deunyddiau Crai

• Sment: Dewiswyd Conch P.O 42.5R sment Portland cyffredin.

Tabl 1 Prif Gyfansoddiad Cemegol Sment

Cydran	CaO	SiO₂	Al₂O₃	Fe₂O₃	SO₃	MgO
Cynnwys / %	63.6	20.8	5.3	3.1	2.2	2.6

Tabl 2 Priodweddau Ffisegol Sment

Eitem	Gofyniad dŵr ar gyfer cysondeb arferol / %	Amser gosod cychwynnol / mun	Amser gosod terfynol / mun	28d Cryfder cywasgol / MPa	28d Cryfder hyblyg / MPa
Gwerth	27.0	165	220	51.6	8.6

• Agregau: carreg fâl calchfaen graddedig barhaus (5mm i 25mm) wedi'i gwasanaethu fel agreg bras. Tywod a weithgynhyrchwyd o galchfaen yn bodloni safonau Dosbarth II oedd yn agreg mân.
• Superplasticizer polycarboxylate: Cymhwyswyd cynnyrch wedi'i syntheseiddio'n annibynnol gyda chynnwys solet o 41% a chadwyni ochr polyether wedi'u haddasu i wneud y gorau o wasgariad powdr carreg. Sefydlwyd superplasticizer seiliedig ar naphthalene a grŵp rheoli gwag ar gyfer gwerthusiad cymharol.
• Cymysgu dŵr: Defnyddiwyd dŵr tap safonol yn cydymffurfio â rheoliadau JGJ 63.

2. Methodoleg Arbrofol

• Cymysgu dyluniad: Dyluniwyd y concrit tywod gweithgynhyrchu C30 gyda chymhareb tywod wedi'i optimeiddio o 44.56% i gydbwyso hylifedd a chydlyniant.
• Safonau prawf: Profwyd cwymp, cadw cwymp, cryfder cywasgol, cryfder tynnol hollti, a pharamedrau gwydnwch yn dilyn canllawiau cenedlaethol safonol.
• Dadansoddiad microsgopig: Defnyddiwyd microsgopeg sganio electron (SEM) a diffreithiant pelydr-X (XRD) i ddadansoddi cynhyrchion hydradu a microstrwythurau.

3. Canlyniadau Arbrofol a Dadansoddiad

Perfformiad Ymarferoldeb

Mae superplastigwyr polycarboxylate yn gwella symudedd cymysgedd yn sylweddol. Yn benodol, mae dos o 0.22% yn cyflawni cyfradd lleihau dŵr o 31.8%, sy'n perfformio'n sylweddol well na dewisiadau amgen naphthalene. Ar ben hynny, mae'r gyfradd colli cwymp 1 awr yn gostwng yn sydyn o 69.4% yn y grŵp gwaelodlin i 10.5% yn unig, gan ddangos cadw hylifedd eithriadol.

Tabl 3 Effaith Superplasticizer Polycarboxylate ar Ymarferoldeb Concrit Tywod Wedi'i Gynhyrchu

Math o superplasticizer	Dos / %	Defnydd o ddŵr / (kg/m³)	Cyfradd gostyngiad dŵr / %	Cwymp cychwynnol / mm	1h cwymp / mm	Cyfradd colli cwympiad / %	Llif amser/au	amser llif 1h / s
Grŵp rheoli	0	192	0	180	55	69.4	18	35
Superplasticizer seiliedig ar Naphthalene	1.20	162	15.6	185	115	37.8	15	28
Superplasticizer polycarboxylate	0.22	131	31.8	190	170	10.5	12	16

Priodweddau Mecanyddol

Mae'r optimized cryfder cywasgol yn elwa'n fawr o ddwysedd cymysgedd gwell a llai o fandylledd. Ar ôl 7 a 28 diwrnod, mae concrit sy'n cynnwys superplasticizers polycarboxylate yn dangos cynnydd cryfder cywasgol o 45.3% a 35.3%, yn y drefn honno, ochr yn ochr â gwelliannau amlwg mewn cryfder tynnol hollti.

Tabl 4 Effaith Gwahanol Superplasticizers ar Priodweddau Mecanyddol Concrit

Math o superplasticizer	7d Cryfder cywasgol / MPa	28d Cryfder cywasgol / MPa	7d Hollti cryfder tynnol / MPa	28d Hollti cryfder tynnol / MPa
Grŵp rheoli	21.2	30.6	2.08	2.55
Superplasticizer seiliedig ar Naphthalene	28.0	39.3	2.18	2.75
Superplasticizer polycarboxylate	30.8	41.4	2.61	3.25

Perfformiad gwydnwch

Mae effaith synergaidd gostyngiad dŵr uchel a chymhareb tywod gorau posibl yn mireinio'r strwythur pore. O ganlyniad, y concrit ymwrthedd athreiddedd yn cyrraedd $ge P10$, ymwrthedd rhewi-dadmer yn cyflawni $ge F200$, ac mae dyfnder carbonation yn gostwng 64.0%, gan ymestyn bywyd gwasanaeth strwythurol yn sylweddol.

Tabl 5 Effaith Gwahanol Superplasticizers ar Gwydnwch Concrit

Math o superplasticizer	Gradd anhydraidd	Pwysedd tryddiferiad sefydlog / MPa	Cyfernod trylediad ïon clorid / ()	Gradd ymwrthedd rhew	200 o gylchredau rhewi-dadmer Cyfradd colled torfol / %	200 o gylchredau rhewi-dadmer Cyfradd colli modwlws deinamig cymharol / %	Dyfnder carbonation 28d / mm	Cyfradd lleihau dyfnder carboniad / %	Gwerth pH mewnol 28d
Grŵp rheoli	≤P6	0.58	2.6	≤F150	5.5	43.2	7.5	/	11.0
Superplasticizer seiliedig ar Naphthalene	t8	0.78	1.8	F180	4.9	39.0	4.8	36.0	11.4
Superplasticizer polycarboxylate	≥P10	1.02	1.1	≥F200	3.3	27.8	2.7	64.0	12.1

4. Cais Achos Peirianneg

Wedi'i gymhwyso i brosiect ehangu ffordd Donghua Town, mae'r optimized C30 concrit sicrhaodd cymysgedd weithrediadau pwmpio llyfn dros gyfnodau adeiladu tymheredd uchel.

O safbwynt economaidd, gostyngodd y gost ddeunydd fesul metr ciwbig 10.7% o'i gymharu â'r llinell sylfaen, cododd effeithlonrwydd adeiladu 161.3%, a gostyngodd costau cynnal a chadw 30 mlynedd 76.3%. Yn ecolegol, gostyngodd allyriadau carbon yn sylweddol, gan gefnogi nodau adeiladu cynaliadwy.

5. Casgliad

• Mae superplastigwyr polycarboxylate yn datrys heriau ymarferoldeb mewn concrit tywod gweithgynhyrchu yn effeithiol, gan sicrhau gostyngiad dŵr uchel a chadw'r cwymp yn well.
• Mae cryfderau mecanyddol a metrigau gwydnwch hirdymor yn profi gwelliannau dwys, gan leihau micro-graciau a mandylledd.
• Mae cymwysiadau maes yn cadarnhau hyfywedd technegol ac economaidd rhagorol, gan wneud y dechnoleg yn cael ei hargymell yn fawr ar gyfer hyrwyddo peirianneg eang.