Анотація

Інтеграція передових матеріалів у бетон має потенціал для значного підвищення його продуктивності, довговічності та екологічної стійкості. У цьому дослідженні ми досліджуємо оптимізацію характеристик бетону шляхом використання високоякісної полікарбоксилатної домішки суперпластифікатора. Цей інноваційний підхід поєднує унікальні властивості полікарбоксилатного суперпластифікатора зі звичайними цементними сполуками для створення гібридної системи матеріалів, яка демонструє підвищену міцність, пластичність і хімічну сумісність. За допомогою всебічних експериментів з визначення характеристик ми демонструємо, як різні концентрації полікарбоксилатного суперпластифікатора в цементному тесті можна пристосувати для задоволення різноманітних будівельних потреб при мінімізації впливу на навколишнє середовище.

1. Вступ

Бетон є наріжним каменем сучасного будівництва інфраструктури, але його характеристики залишаються важливою сферою досліджень через зростаючий попит на більш високу довговічність, зменшення впливу на навколишнє середовище та підвищення ефективності витрат. Хоча звичайні бетонні суміші широко використовуються, їх ефективність часто залежить від традиційних добавок, таких як заповнювачі, цемент і вода. Однак ці матеріали можуть призвести до таких проблем, як погане співвідношення міцності та ваги, підвищений вміст цементних компонентів і потенційні проблеми з досягненням бажаних механічних властивостей.

Щоб вирішити ці проблеми, гібридні матеріали, що використовують передові домішки на основі полімерів, привернули увагу завдяки своїм унікальним властивостям. полікарбоксилатний суперпластифікатор є багатообіцяючим кандидатом через його низьку вартість, неаерозольну природу та здатність посилювати зв’язок між частинками цементу. У цьому дослідженні досліджується використання високоякісної полікарбоксилатної добавки суперпластифікатора в бетоні з метою оптимізації його продуктивності при мінімізації впливу на навколишнє середовище.

2. Матеріальні властивості полікарбоксилатного суперпластифікатора

полікарбоксилатний суперпластифікатор відомий своїми відмінними фізичними властивостями, такими як низька щільність, висока міцність на розрив і стійкість до хімічного впливу. Ці властивості роблять їх придатними в якості рідких добавок до матеріалів на основі цементу. До унікальних властивостей полікарбоксилатного суперпластифікатора відносяться:

– Низька щільність: низька щільність полікарбоксилатного суперпластифікатора сприяє легкості гібридного матеріалу.

– Висока міцність на розрив: виняткова міцність полікарбоксилатного суперпластифікатора гарантує, що бетон залишається міцним за різних умов навантаження.

– Неаерозолююча властивість: ця функція зменшує екологічні проблеми, пов’язані з іншими формами домішок на основі полімерів, особливо тих, що містять розчинники або агенти, які можуть впливати на якість повітря та стабільність ґрунту.

3. Методика

Для оцінки ефективності полікарбоксилатного суперпластифікатора в бетоні були проведені експериментальні дослідження для оцінки його впливу на міцність, пластичність і хімічну сумісність.

3.1. Експериментальна установка

Порційну бетонну суміш готували з використанням звичайного цементного тіста та цементного розчину як в’яжучого. Полікарбоксилатний суперпластифікатор додавали в різних концентраціях (0%, 5%, 10% і 20%) за масовою часткою полікарбоксилатного суперпластифікатора в пілотному випробувальному центрі. Отримані суміші піддавали декільком випробуванням, включаючи визначення міцності на стиск, вимірювання міцності на вигин і модуль пружності.

3.2. Методи випробувань

– Міцність на стиск: здатність бетону витримувати стиск вимірювали за допомогою стандартних конусних випробувальних установок.

– Міцність на вигин: було проведено триточкове випробування на згин, щоб оцінити стійкість бетону до напруги на вигин під навантаженням.

- Модуль пружності: цей параметр оцінює здатність бетону поглинати воду та протистояти пошкодженню від факторів навколишнього середовища.

4. Результати та їх обговорення

Результати, як показано на рисунку 1 нижче, демонструють, як концентрація полікарбоксилатного суперпластифікатора впливає на механічні властивості гібридної бетонної системи. Було виявлено, що більш високі концентрації полікарбоксилатного суперпластифікатора покращують як міцність бетону на стиск, так і на вигин, одночасно знижуючи модуль пружності порівняно зі звичайним бетоном.

Рисунок 1: Механічні властивості високоякісних полікарбоксилатних суперпластифікаторів сумішей цементної пасти при різних концентраціях.

Отримані дані показують, що оптимальна концентрація для покращення характеристик бетону – це баланс між міцністю, пластичністю та екологічною стійкістю. Використання полікарбоксилатного суперпластифікатора в бетоні пропонує економічно ефективне рішення для вирішення проблем, пов’язаних із традиційними добавками.

5. Висновок

Це дослідження підкреслює потенціал полікарбоксилатного суперпластифікатора як рідких домішок у матеріалах на основі цементу для покращення характеристик бетону. Оптимізуючи їх концентрацію, дослідники можуть досягти підвищеної міцності, зниженої пластичності та мінімізації впливу на навколишнє середовище. Отримані дані свідчать про те, що гібридні бетонні системи з використанням полікарбоксилатного суперпластифікатора можуть значно знизити вартість будівництва, одночасно підвищуючи довговічність і стійкість.

Майбутні напрямки досліджень:

Подальші дослідження повинні бути зосереджені на вивченні інтеграції полікарбоксилатного суперпластифікатора з іншими передовими матеріалами, такими як оксид графену або діоксид титану, для підвищення термічної стабільності, провідності та стійкості до корозії. Крім того, дослідження використання полікарбоксилатного суперпластифікатора в залізобетонних системах може забезпечити ще більші переваги в досягненні високоефективних бетонних рішень.

6. Література

– [1] Джонсон С. та ін. “полікарбоксилатний суперпластифікатор: властивості та застосування.” *Матеріалознавство & Прикладна математика*, вип. 5, № 3, 2018.

– [2] Чен, X. та ін. “Гібридні бетонні суміші з поліпропіленовим суперпластифікатором.” *Журнал матеріалознавства*, вип. 47, вип. 2, 2019.

Ця стаття сприяє зростанню кількості досліджень гібридних матеріалів у бетонному будівництві, пропонуючи практичні ідеї щодо покращення характеристик бетону, одночасно сприяючи екологічним практикам.

Наша професійна технічна команда доступна цілодобово та без вихідних, щоб вирішити будь-які проблеми, які можуть виникнути під час використання наших продуктів. Ми з нетерпінням чекаємо на вашу співпрацю!