Апстракт
Бетонот служи како основен материјал во градежништвото, а неговите перформанси директно влијаат на безбедноста на конструкцијата и економската ефикасност. Суперпластификаторите делуваат како клучни хемиски примеси за подобрување на неговите севкупни својства. Поликарбоксилат суперпластификатор покажува извонредни предности во стапките на намалување на водата и задржување на падот поради неговата единствена молекуларна структура. Недостигот од природен песок ја поттикна широката употреба на произведен песок бетон, но неговата висока содржина на камен во прав и текстурата на груба површина често предизвикуваат слаба обработливост.
Овој труд ги истражува ефектите на поликарбоксилатните суперпластификатори на произведениот песок бетон додека го фиксира соодносот на песок на 44,56%. Понатаму, се спроведува сеопфатна тридимензионална компаративна анализа - која опфаќа основна линија, групи базирани на нафталин и поликарбоксилат - за да се обезбеди научна основа за инженерски апликации.
1. Суровини
- Цемент: Избран е обичен портланд цемент Conch P.O 42.5R.
Табела 1 Главен хемиски состав на цементот
| Компонента | CaO | SiO2 | Al2O3 | Fe2O3 | SO3 | MgO |
| содржина / % | 63.6 | 20.8 | 5.3 | 3.1 | 2.2 | 2.6 |
Табела 2 Физички својства на цементот
| Ставка | Потреба за вода за нормална конзистентност / % | Време на почетно поставување / мин | Време на конечно поставување / мин | 28d Јачина на притисок / MPa | 28d Јачина на свиткување / MPa |
| Вредност | 27.0 | 165 | 220 | 51.6 | 8.6 |
- Агрегати: Кршен камен од варовник со континуирана градација (5mm до 25mm) служи како груб агрегат. Песок произведен од варовник ги исполнува стандардите од класа II служел како фин агрегат.
- Поликарбоксилат суперпластификатор: Автономно синтетизиран производ со 41% цврста содржина и модифицирани полиетерски странични синџири беше применет за да се оптимизира дисперзијата на камениот прав. Беа воспоставени суперпластификатор на база на нафталин и празна контролна група за компаративна евалуација.
- Вода за мешање: Искористена е стандардна вода од чешма која е во согласност со прописите JGJ 63.
2. Експериментална методологија
- Измешајте го дизајнот: Песочниот бетон од C30 е дизајниран со оптимизиран сооднос на песок од 44,56% за да се балансираат флуидноста и кохезивноста.
- Стандарди за тестирање: Параметрите за пропаѓање, задржување на падот, цврстина на притисок, цврстина на истегнување и издржливост беа тестирани според стандардните национални упатства.
- Микроскопска анализа: Скенирана електронска микроскопија (SEM) и дифракција на Х-зраци (XRD) беа употребени за да се анализираат производите за хидратација и микроструктурите.
3. Експериментални резултати и анализа
Изведба на обработливост
Поликарбоксилатните суперпластификатори драстично ја подобруваат подвижноста на смесата. Поточно, со доза од 0,22% се постигнува стапка на намалување на водата од 31,8%, што значително ги надминува алтернативите базирани на нафталин. Покрај тоа, стапката на губење на падот од 1 час нагло се намалува од 69,4% во основната група на само 10,5%, покажувајќи исклучително задржување на флуидноста.
Табела 3 Ефектот на поликарбоксилатниот суперпластификатор врз обработливоста на произведениот песок бетон
| Вид на суперпластификатор | Дозирање / % | Потрошувачка на вода / (kg/m³) | Стапка на намалување на водата / % | Почетен пад / mm | 1 час пад / mm | Стапка на пад на загуба / % | Време на проток / с | 1h време на проток / s |
| Контролна група | 0 | 192 | 0 | 180 | 55 | 69.4 | 18 | 35 |
| Суперпластификатор на база на нафталин | 1.20 | 162 | 15.6 | 185 | 115 | 37.8 | 15 | 28 |
| Поликарбоксилат суперпластификатор | 0.22 | 131 | 31.8 | 190 | 170 | 10.5 | 12 | 16 |
Механички својства
Оптимизираниот јакост на притисок има голема корист од зголеменото згуснување на смесата и намалената порозност. На 7 и 28 дена, бетонот што содржи поликарбоксилатни суперпластификатори покажува зголемување на јачината на притисок од 45,3% и 35,3%, соодветно, заедно со забележителни подобрувања во цврстината на истегнување на разделување.
Табела 4 Ефект на различни суперпластификатори врз механичките својства на бетонот
| Вид на суперпластификатор | 7d Јачина на притисок / MPa | 28d Јачина на притисок / MPa | 7d Јачина на истегнување на разделување / MPa | 28d Јачина на истегнување на разделување / MPa |
| Контролна група | 21.2 | 30.6 | 2.08 | 2.55 |
| Суперпластификатор на база на нафталин | 28.0 | 39.3 | 2.18 | 2,75 |
| Поликарбоксилат суперпластификатор | 30.8 | 41.4 | 2.61 | 3.25 |
Изведба на издржливост
Синергетскиот ефект на високото намалување на водата и оптималниот сооднос на песок ја рафинира структурата на порите. Следствено, бетонот отпорност на пропустливост достигнува $ge P10$, отпорот на замрзнување-одмрзнување достигнува $ge F200 $, а длабочината на карбонизација се намалува за 64,0%, значително продолжувајќи го работниот век на структурата.
Табела 5 Ефект на различни суперпластификатори врз издржливоста на бетонот
| Вид на суперпластификатор | Степен на непропустливост | Стабилен притисок на протекување / MPa | Коефициент на дифузија на хлорид јони / ( | Оценка за отпорност на мраз | 200 циклуси на замрзнување-одмрзнување Стапка на загуба на маса / % | 200 циклуси на замрзнување-одмрзнување Релативна стапка на загуба на динамички модул / % | 28d длабочина на карбонизација / mm | Стапка на намалување на длабочината на карбонизација / % | 28d внатрешна pH вредност |
| Контролна група | ≤P6 | 0.58 | 2.6 | ≤F150 | 5.5 | 43.2 | 7.5 | / | 11.0 |
| Суперпластификатор на база на нафталин | P8 | 0.78 | 1.8 | F180 | 4.9 | 39,0 | 4.8 | 36.0 | 11.4 |
| Поликарбоксилат суперпластификатор | ≥P10 | 1.02 | 1.1 | ≥F200 | 3.3 | 27.8 | 2.7 | 64,0 | 12.1 |
4. Апликација за инженерски случај
Применета на проектот за проширување на патот Donghua Town, оптимизиран Бетон C30 мешањето обезбеди непречено пумпање во фазите на изградба на висока температура.
Од економска гледна точка, трошоците за материјали по метар кубен се намалија за 10,7% во однос на основната линија, ефикасноста на градежништвото порасна за 161,3%, а трошоците за 30-годишно одржување се намалени за 76,3%. Еколошки, емисиите на јаглерод значително се намалија, поддржувајќи ги одржливите градежни цели.
5. Заклучок
- Поликарбоксилатните суперпластификатори ефикасно ги решаваат предизвиците на обработливост во произведениот песок бетон, постигнувајќи високо намалување на водата и супериорно задржување на падот.
- Механичките јачини и метриката за долгорочна издржливост доживуваат длабоки подобрувања, минимизирајќи ги микропукнатините и порозноста.
- Теренските апликации ја потврдуваат извонредната техничка и економска исплатливост, што ја прави технологијата високо препорачана за широко распространета инженерска промоција.