文摘
论述了开发一个轻量级的可能性与自凝自密实混凝土(SCC)的能力。在这方面,补充偏高岭土胶结材料,事先轻量级的膨胀粘土聚合(LECA)和化学剂,高吸水性聚合物(SAP),包含在开发一个自密实混凝土具有漆膜具有优异的目标强度60 MPa通过实验调查,并报告结果。基本材料特性的研究包括一个分析混凝土的组成材料包括新鲜的特性和力学性能如抗压和分裂的抗拉强度。从实验结果推断,利用代理在鳞状细胞癌增强漆膜具有优异的机械性能与传统相比SCC混合。特别是,0.3% SAP和15%的组合LECA给最优强度值。最优使用限制的材料提出了在这项研究中,结果证明鳞状细胞癌可作为另一种资源而不打扰的自然资源。
1。介绍
自密实混凝土(SCC)是一种特殊的混凝土有显著的优点,如高流动性和self-compaction少种族隔离和优先的地方拥挤的增援部队。尽管鳞状细胞癌具有的优势,参与准备成本高于传统混凝土作为水泥的量也大,由于使用化学外加剂的使用保持流动性(1]。在本节中,一个彻底的文献综述提出了三大分类,即(i)在鳞状细胞癌中使用辅助胶结材料,(ii)在鳞状细胞癌轻骨料的意义,和(3)启动自凝过程的优势在鳞状细胞癌。
1.1。使用辅助胶结材料在鳞状细胞癌
鳞状细胞癌可以准备经济取代部分水泥工业废弃物,即粉煤灰(FA)、地面粒状高炉矿渣微粉渣,和石灰粉。不仅补充胶结材料将使混凝土制备经济,但也将有助于减少自收缩和发达由于水化热高使用水泥在鳞状细胞癌(2- - - - - -4]。
矿物掺合料使用时除了减少经济总量作为替代胶结材料在鳞状细胞癌也提高混凝土的和易性和帮助减少隔离(5]。偏高岭土、硅灰、矿渣微粉、石灰粉和粉煤灰是常见的补充胶结材料用于传统的混合以及鳞状细胞癌。可用的各种矿物掺合料、偏高岭土是首选的许多研究人员由于经济效益等具有小于micro-silica,氧化铝和二氧化硅含量高于FA和矿渣微粉,结果发展的额外C-S-H凝胶(6]。
偏高岭土用于鳞状细胞癌的准备,和各种研究人员报道了新鲜和硬化混凝土的性质由鳞状细胞癌(7- - - - - -10]。Ozcan和Kaymak11]在鳞状细胞癌的研究报道,将偏高岭土与方解石改善长期抗压强度也提高了耐用性属性。阿施施和胆量12)表现最佳metakaolin-based SCC混合使用粒子包装设计,效率和抗压强度的方法通过改变W / C比值和报道,有可能产生目标强度120 MPa时检测在早期的年龄。在另一份报告,同一作者使用浪费铸造用砂和偏高岭土准备一个经济和环境友好型鳞状细胞癌和显示使用在鳞状细胞癌的优点13]。在目前的调查,一个合适的单片机是准备用偏高岭土作为替代水泥的胶结材料。早些时候的调查人员状态,确实是提高混凝土的性能当偏高岭土作为替代传统水泥在正常及高强度混凝土(14,15]。阿施施et al。16相比)的flash和旋转煅烧偏高岭土胶结效率混凝土和报道,可可以更换高达30%,和flash煅烧偏高岭土显示增强的强度特性与旋转煅烧偏高岭土。Kavitha et al。17,18)报道,偏高岭土的掺入SCC改善微观和宏观特性和提高耐久性。Vivek et al。19- - - - - -22)使用各种矿物掺合料研究鳞状细胞癌,即硅灰、偏高岭土,和二元和三元组合和矿渣微粉还与自然和人造纤维,并得出结论,矿物掺合料表现出更好的性能相比,控制标本。
1.2。轻骨料的意义在鳞状细胞癌
尽管矿物外加剂的水泥含量降低,总胶结质量维护,由于这个粉含量高,粘度也在持续。粉含量高的存在用于修改粘度可能会影响它的密度使它高于常规混凝土的密度(23]。更换细或粗骨料合适的材料可以使混合经济和环保的自然资源也可以被保留下来。Qasrawi [4)尝试用钢渣代替粗骨料,并据报道,绿色可持续的SCC可以使用工业废物产生。但混凝土的自重也显著而设计钢筋混凝土结构和执行多层的帧。因此,在鳞状细胞癌中使用轻骨料可以合适的解决这个问题,除了减少自重,他们拥有更多的优点,如减少大小结构成员,减少热量的吸收,减少劳动力需求,更重要的是导致施工时间24]。
实验结果的早期研究工作表明,轻骨料在鳞状细胞癌提供了一个合适的填充效应减少隔离在混凝土25];这证实了金等。26)调查的特点semilightweight SCC使用两种不同的人造轻骨料和发现,流动性增加,隔离减少。Adhikary et al。27,28)提出详细评论使用各种材料,如膨胀粘土作为轻骨料,气凝胶在鳞状细胞癌。Juradin et al。29日)研究SCC使用硅灰、粉煤灰和填充材料了解影响自密实轻质混凝土。作者报道,硅灰增强了SCC新鲜属性,抗压强度是影响膨胀粘土和碎骨料。Ofuyatan et al。30.在轻量级SCC)实现废物利用棕榈灰和报道,使用20%棕榈灰部分替换产生了最佳的结果。Nepamuceno et al。31日)提出了一种轻质骨料的颗粒级配曲线基于砂浆的流动性能。李等人。32)提出了一个简单的设计使用混合方法使用陶粒轻骨料在鳞状细胞癌,shale-type和spherical-shaped矿物的粒度值对作为粗骨料是令人满意的。Afzali Naniz和Mazloom33]讨论了矿物掺合料使用轻量级的效果如micro-silica、胶体纳米二氧化矽,他们的组合在鳞状细胞癌和推断,10%硅灰和3%胶体纳米二氧化矽显示更好的新鲜和力量属性。在目前的工作,轻量级的膨胀粘土聚合(LECA)作为轻骨料。
1.3。启动自凝过程的优势在鳞状细胞癌
旁边的大型水泥使用和自重,建筑业面临的其他问题,经常是养护需要充足的水。养护不当可能导致强度损失和稳定,也会影响钢筋混凝土结构的性能。内部固化过程可能是一个适当的替代传统的养护技术,因为它会增加水的滞留在自密实混凝土与满意的新鲜和硬化状态具体属性。固化剂升级SCC的挡水能力减少水蒸发SCC,帮助他们拥有足够的硬化混凝土性能。通过使用一个适当的混凝土固化剂,可防御性和保存在水中可以实现在缺水的地方。Azari贾法里et al。34)报道,使用SAP事先高吸水性树脂聚合物nonvibrated LWC混合物在一定程度上提高混凝土的流动性。阿里和马尔基·[35使用丙烯酸聚合物和micro-SiO)研究鳞状细胞癌2探讨新的特性、抗压强度和吸水率测试。推断,和易性性能改善和鳞状细胞癌的高质量是用丙烯酸聚合物micro-SiO约1 - 2%和10%2。
Kamal et al。36)研究开发自凝鳞状细胞癌的机会拥有正常和高强度。作者表示在他们的结果,它有可能开发出正常和高强度的鳞状细胞癌,漆膜具有优异的执行结构元素。Chaitanya et al。37)试着轻粘土总自凝剂为水拘留和说internal-curing代理LECA混凝土大大给混凝土更好的机械性能。多哈et al。38)在他们的报告中指出,内部混凝土的养护开发了一个密集的水化水泥粘贴和界面过渡区(ITZ)经历了合适的改变变得越来越致密,从而提高混凝土的强度。
1.4。研究的差距
虽然鳞状细胞癌与偏高岭土、轻骨料和自凝剂研究了早期研究人员,从文献调查,很明显,大部分矿物掺合料和轻量级组件单独添加,和研究工作集中在每个矿物掺合料在鳞状细胞癌的效果。非常有限的作品完成实现的所有组件在一起准备一个鳞状细胞癌。升级之前的研究,在这里,成比例的一种新型混合使用偏高岭土,LECA,和自凝剂,即高吸水性聚合物(SAP)和物理机械性能进行了讨论。
1.5。的研究意义
这个研究的新颖性是准备SCC漆膜具有优异的LECA部分取代细骨料减少自重以及SAP作为内部固化剂和部分取代10%的水泥在恒定水平偏高岭土开发聚合物共混体的组合。LECA充当内部存储源在混凝土和鳞状细胞癌的水重新能力增加。轻骨料混凝土内部作为水家臣,确保有充足的水用于混凝土中水泥水化。随着减少自重方面,自凝也归咎于当前的研究。因此,在今天的现代方法施工过程不需要提供进一步的水分在混凝土更有效的水泥水化和轻骨料,减肥,不需要使用传统的治疗方法。
2。材料的比例、方法和混合设计
2.1。材料
OPC 53级水泥和偏高岭土胶结材料的使用。12.5毫米的粗骨料降低规模和细骨料M-sand(二区)确认是383 - 1970 (39)的天然骨料利用当前的工作。表1显示了水泥和偏高岭土的化学成分经x射线荧光法。图1显示了x射线衍射模式使用的偏高岭土,据悉,样本具有无定形自然大多虽然有些窄峰值得到在一定角由于二氧化硅的存在。可使用的微观结构也显示在图2。高吸水性聚合物(SAP)是一种共聚物作为一种添加剂添加在鳞状细胞癌作为内部混凝土固化剂。轻量级的膨胀粘土聚合(LECA),多孔,有体积密度低于正常聚合和大小小于5毫米的供应商,被用作部分取代细骨料。TEC混合640多羧酸的醚型超塑化剂(SP)和Glenium-2,粘度改性剂,用于维护的化学药剂和易性和流动性。初始测试的相关要求进行了SCC的组成材料,和表2这些礼物。
2.2。方法
方法涉及准备SCC使用常数10%可部分替代水泥和使用LECA部分替代河沙各比例以及一个添加剂SAP。作为一个初步研究,考察了材料的物理和化学性质,以及他们的结果报道。进行基本的测试后成分用于鳞状细胞癌、试验设计和准备在实验室,直到所需的流动性的SCC混合了按EFNARC指南。在检查新属性的混合比例,W / C比和强塑剂剂量调整,和滑坡流试验重复进行了检测。立方体和圆柱体试样模具是准备好了,准备SCC混合投,治愈,岁时和测试7天、28天研究硬化状态属性。自从轻量级SCC和被准备和测试,比较是重要的所有的重量SCC混合对SCC混合控制。可的微观结构进行了研究和优化SAP LECA混合。研究方法采用的流程图如图3。
2.3。鳞状细胞癌比例混合设计和材料
两个系列的SCC混合。在第一个系列中,SAP作为添加剂添加在0.1%,0.3%,0.5%,和0.7%的水泥含量,和在第二系列,LECA取代细骨料从0%到25%的增加5%,和完全10混合了包括控制混合。混合料配合比设计是根据是10262 - 2019 (40),在实验室和混合试验也进行了滑坡流测试试验。在鳞状细胞癌,通常粘结剂含量范围在400 - 600公斤/米3。在这里,600公斤/米3用于流和更好地保持在鳞状细胞癌和同质性。W / C比值一直采用的是10262 - 2019和0.35,和目标强度目前68.25 N / mm组合2。新鲜的性能进行了测试和力学性能测试。混合比例如表所示3。
2.4。试验混合
在两个表中指定试验混合4,T2比率一直考虑铸件的标本,因为它满足了需求新鲜SCC的属性。
3所示。新鲜的性质测试
SCC新鲜属性进行了测试按照欧洲联盟国家协会代表混凝土(EFNARC)规范2002年和2005年(41,42]。低迷的考验是类似于一个传统的衰退测试,而是衰退的高度、流量测量的直径来检查是否萧条流扩散直径是650毫米和800毫米之间的范围。V-funnel和J-ring测试被用来找到新鲜的鳞状细胞癌的性质,而前者是用来测试的能力来填补,后者用于评价SCC的传球能力,往往在关键的增援部队和其他流动障碍没有任何分离或阻塞。数据4- - - - - -6说明细节。
鳞状细胞癌和执行新的属性测试后,结果被EFNARC较满意的限制了指导方针表所示5和6。
3.1。样品的细节
开展一个新的属性测试后,试件的尺寸100毫米×100毫米×100毫米和汽缸标本大小直径100毫米×200毫米高度投来测试抗压和抗拉强度。的标本被水熟期7天、28天来确定机械性能按是516 (43]。因此,总共有10 SCC混合后进行一个新的属性测试。
4所示。结果与讨论
4.1。新鲜的属性LECA、SAP和SCC混合相结合
以下4.4.1。流动性
根据EFNARC指南,滑坡流值应650毫米和800毫米之间还subclassified基于滑坡流(SF)类。
从图7SCC混合,很明显,除了0.7%的SAP获得EFNARC指南中指定范围的衰退值在550毫米和650毫米之间的混合。减少滑坡的原因流值在0.7% SAP是由于水混合要求影响了高粘度特性影响流动性的鳞状细胞癌的属性。在比较基于SAP SCC和衰退与鳞状细胞癌控制混合流值,这是推断,SAP的百分比的增加表明衰退流值的减少。原因可能是剪切应力和塑性粘度的影响基于sap SCC混合。在所有基于SAP SCC混合,混合包含0.1%的SAP表现更好,但衰退流扩散直径值减少了1.167%。这是推断从图6滑坡流扩散直径值减少了SAP的百分比的增加,这是类似于报告结果Azari贾法里et al。34]。维护SCC混合的流动性的原因在SAP(通过改变百分比)是由10%的偏高岭土对所有SCC混合(保持不变),这是类似于研究由Kavitha et al。17,18]。这是由于更高的表面积的存在引起的可更好的SCC和流动性。
在LECA-based SCC混合,逐步提高滑坡流可以LECA时观察到的值增加了10%在SCC之外,减少发生滑坡流值。最高的衰退流值获得10% LECA-based SCC混合与SAP相比,和它有一个流扩散直径约3.357%相比,控制SCC混合。原因可能是尺寸效应(小于10毫米),和LECA材料的比重在SCC混合影响流动性财产。衰退的范围流值LECA-based鳞状细胞癌和660毫米和750毫米之间,它是归类为滑坡流SF2类,可用于混凝土的墙壁和列。因此,在基于LECA SCC混合,很明显,骨料含量的增加将阻碍的流动性质SCC略,因为它会导致流动阻力,因为很小的洞内聚集,将混合水和低密度的光聚合,创建粒子承受混合比控制流动性。相比之下,LECA SCC和流动性最高而SAP推断从新鲜属性的结果。原因可能是存在一个内部固化剂基于sap SCC的混合增强流动性,这是类似的结果报道金正日et al。26]。
SAP和LECA混合SCC组合获得滑坡流680毫米的价值,这是略低于控制SCC的约0.73%,但高于基于SAP SCC约0.44%的混合。这个小衰退流减少主要是由于0.3%的SAP,但SCC流动的均匀性增强是由可和LECA(如前所述)。
4.1.2。t - 500测试
EFNARC指南提到t - 500所花费的时间应在2至5秒。t - 500测试测量的流动性比率或粘度SCC流时间以来测量。
从图8,很明显,SCC混合,也符合5 s t - 500次,而0.7%的基于sap SCC混合,增加时间由5.5 s。在所有基于SAP SCC混合,0.1% SAP表现更好的增加有关控制SCC混合时间4.65%。在所有LECA-based SCC混合,15%的LECA表现比控制SCC的混合流时间增加约20.93%。
从数据7和8之间的相似性可以观察得到滑坡流值和流率。流量的增加是在基于sap SCC混合,而流量有减少LECA-based SCC混合。从EFNARC指南,粘度类分类的基础上,测量时间“秒。“如果时间小于或等于2 s,它属于VS1类,和价值超过2 s称为VS2类。根据获得的结果,所有SCC混合属于VS2类。因此,SCC混合粘度增加,发生时间延迟。LECA的最佳组合和基于sap SCC混合,混合的流量有增加粘度的降低。
4.1.3。V-Funnel测试
V-funnel测试措施在SCC混合流时间。根据EFNARC指南,流动时间范围6 - 12秒。V-funnel测试也用于评估SCC混合的粘度和充填能力。结果如图9,所有值都在EFNARC规范。
大约0.7%的基于sap SCC混合具有更高的粘度,流的时间增加了25.93%,控制SCC混合,而15%的LECA-based SCC混合显示约7.41%的涨幅。所有鳞状细胞癌属于VF2类的混合流时间超过8秒,9 - 25秒。因此,基于sap的粘度更明显SCC混合相比其他SCC混合。
4.2。抗压强度的LECA、SAP和SCC混合相结合
图10说明了抗压强度为SAP、LECA和组合以及控制SCC混合。约0.3% SAP取得最高抗压强度约为33.65 MPa和64.92 MPa时,测试时的7天、28天强度增加约2.59%和1.23% SCC混合比控制。原因可能是内部固化过程即共聚高吸水性聚合物的展出,因为除了SCC混合。鳞状细胞癌中混合,基于sap SCC混合比LECA执行和控制SCC混合。从图10,很明显,除了增加0.3%,SAP显示抗压强度逐渐降低,这是类似于报告结果Afzali Naniz和Mazloom33]。原因是由于SAP减少收缩,导致强度损失,这是由于类似的研究报道Chaitanya et al。37]。在鳞状细胞癌中,聚合物与矿物掺合料混合显示了高强度和质量,这是类似于报告结果Azari贾法里et al。34]。
第二系列组成的混合LECA-based鳞状细胞癌,15% LECA达到最高的抗压强度以及其他LECA-based SCC混合。但它有一个强度减少11.19%和2.62%岁的7天、28天SCC混合控制。强度降低的原因是细骨料替代。在鳞状细胞癌,主要成分是诱发流动性和强度的细骨料。这里获得的趋势是类似于推断结果Chaitanya et al。37]。
最后,SAP和0.3%的最佳百分比15% LECA混合研究力学性能。从图7,推断有轻微的力量减少约3.45%和0.70%,7天、28天对控制鳞状细胞癌。数据11- - - - - -13显示选定的最佳混合的微观结构。因为大部分变异不存在压缩的优势,组织也变化不大;孔隙的存在在SAP 0.3%和15% LECA少相比,控制鳞状细胞癌标本。钙矾石晶体也未见混合。从结果,据悉,一个相当于混凝土标本可以由目标强度约为60 MPa使用SAP和LECA代替普通骨料混合组合可。
4.3。抗拉强度的LECA、SAP和SCC混合相结合
控制SCC取得最高的抗拉强度关注SAP LECA,及其混合的组合,这是明显的从图14。这里变化,大部分还不是指出在抗拉强度值,和相同的趋势中观察到抗压强度值也在这里。从数据10和14,推断为SAP和LECA SCC混合,平均比例比抗拉强度与抗压强度之间的年龄范围在6.54和8.10之间的28天,7天,分别。获得的平均抗压强度结果SAP和LECA SCC和各自的平均值分别为12.4和15.4倍的抗拉强度时7天、28天。同时,抗压强度增加的一系列混合,抗拉强度会增加比例。
在基于SAP SCC混合,0.3%的SAP最高拉伸强度以及其他基于SAP SCC混合。但在28天强度减少6.63%相比,控制SCC混合。大约15%的LECA最高拉伸强度等LECA-based SCC混合。减少约14.86%的力量从控制SCC混合在观察28天。在SAP和LECA混合SCC混合,在28天强度减少指出大约9.84% SCC混合控制。
4.4。单位重量的SCC混合
正常体重的单位重量混凝土混合位于2400和2500公斤/米之间3,其他的轻质混凝土混合几乎位于1400和1900公斤/米之间3作为指定的代码ASTM C 33044]和ASTM C 567 (45- - - - - -54]。
图15显示所有SCC混合的单位重量。控制SCC是类似于传统混凝土混合,获得了单位重量2562公斤/米3。第一系列混合包含基于sap SCC混合了单位重量在2444公斤/米之间的范围3和2533公斤/米3。因此,略微减少约4.62%的单位重量达到在基于sap SCC混合比控制SCC混合。它也明白,SAP的比例从0.1%上升到0.7%在SCC混合,逐步减少单位重量。第二系列SCC混合,当细骨料取代了LECA从5%提高到20%,单位重量的1891公斤/米之间的范围3和2396公斤/米3。的平均单位重量SAP和LECA鳞状细胞癌和2293公斤/米3不到10.5%的单位重量控制SCC混合,至少获得了单位重量的0.3% SAP和15% LECA有关控制SCC混合。因此,单位重量的混凝土细骨料时降低了26.2%取代25%的LECA SCC混合。在SAP和LECA混纺SCC组合,单位重量也大大减少了15.46%的鳞状细胞癌混合控制。
5。结论
实验调查的结果在鳞状细胞癌与SAP LECA单独和混合在一起总结如下:(我)混合用的新鲜特性测试结果表明SCC混合组合都在是代码的规范准则。一般来说,它是指出,高使用LECA和SAP导致流变特性隔离和屏蔽效果。(2)在混合用SAP中,0.3% SAP注册最高强度28天强度值与强度增加1.23%控制标本。(3)LECA-based混合显示更高的强度15%,2.62%低于控制混合。(iv)联合使用SAP和LECA 0.3%和15%显示出相当大的重量减轻,但强度值接近的SAP标本用0.3%和15%分别SAP,以及SAP或LECA单独或组合形式并不影响力量。(v)SAP混合0.3% SAP的分裂抗拉强度抗拉强度最高,显示强度增加了6.62%。大约15%的LECA混合注册LECA-based混合之间的抗拉强度最高。但是两个值都小于控制标本。合并后的混合也注册值相比,控制减少9.84%后28天。(vi)同时,虽然强度值的差异SCC和准备的少,要指出的是,强度值可以保持即使细骨料的一部分被替换为轻骨料,实际上,它将有利于节省自然资源枯竭和减少整个结构的重量。(七)大大降低单位重量的标本用SAP和LECA观察在不影响强度属性。所以,很明显,这样的组合可以最喜欢多层的结构。(八)最优混合混合(0.3% LECA SAP和15%;轻量级)具有更好的力学性能,从结果很显然,鳞状细胞癌可能产生与轻量级和自凝特性。(第九)最后,据悉鳞状细胞癌标本可以用目标强度约60 MPa使用SAP和LECA代替普通骨料混合组合以及可没有多少影响强度由于重量损失。
数据可用性
所有数据用来支持这个研究的发现包括在本文中。
的利益冲突
作者宣称没有利益冲突。