Нақши метакаолин дар бетон

(1) Беҳтар кардани мустаҳкамии маҳлули семент ва маҳлули семент, мустаҳкамии баланд яке аз нишондиҳандаҳои бетони баландсифат мебошад. Яке аз ҳадафҳои асосии илова кардани метакаолин беҳтар кардани мустаҳкамии маҳлули семент ва бетон мебошад.

Пун ва ҳамкорон (2001) озмоишҳои қувваи фишурдашавиро дар маҳлулҳои семент бо таносуби сементи обӣ 0,3 анҷом доданд, ки бо иваз кардани сементи Портланд бо каолини 0-20% (қисми масса) ва хокаи кремний омода карда шудаанд. Натиҷаҳо нишон доданд, ки қувваи фишурдашавии маҳлулҳои семент, ки дорои 5% то 20% каолин мебошанд, дар ҳама синну сол нисбат ба сементи истинодӣ баландтар буд, ки сементи дорои 10% каолин дар 28 ва 90 рӯз нисбат ба сементи истинодӣ 20% афзоиши мустаҳкамиро нишон дод. Сементи дорои 5% то 10% хокаи кремний низ дар 28 ва 90 рӯз нисбат ба сементи истинодӣ 20% афзоиши мустаҳкамиро нишон дод. Қувваи он дар 28d ва 90d ба қувваи сементи каолин баробар аст, аммо қувваи аввали он аз сементи истинодӣ пасттар аст. Таҳлилҳо нишон медиҳанд, ки ин метавонад бо агломератсияи шадиди хокаи кремнийи истифодашуда ва парокандагии нокифоя дар маҳлулҳои семент алоқаманд бошад.

(2) Ли Келян ва ҳамкорон (2005) таъсири ҳарорати калсинатсия, вақти калсинатсия ва миқдори SiO2 ва A12O3 дар каолинро ба фаъолияти метакаолин барои беҳтар кардани мустаҳкамии бетони сементӣ омӯхтанд. Полимерҳои бетон ва хоки баландқувват бо истифода аз метакаолин омода карда шуданд. Натиҷаҳо нишон медиҳанд, ки вақте ки миқдори каолин 15% ва таносуби сементи об 0,4 аст, қувваи фишурдашавӣ дар 28 рӯз 71,9 МПа аст. Вақте ки миқдори каолин 10% ва таносуби сементи об 0,375 аст, қувваи фишурдашавӣ дар 28 рӯз 73,9 МПа аст. Ғайр аз ин, вақте ки миқдори метакаолин 10% аст, индекси фаъолияти он ба 114 мерасад, ки 11,8% аз ҳамон миқдори хокаи кремний баландтар аст. Аз ин рӯ, боварӣ доранд, ки метакаолинро барои тайёр кардани бетони баландқувват истифода бурдан мумкин аст.

Цян Сяокян ва ҳамкорон (2001) муносибати шиддати кашиш ва деформатсияи бетонро бо миқдори каолини 0, 0,5%, 10% ва 15% омӯхтанд. Онҳо муайян карданд, ки бо афзоиши миқдори каолин, деформатсияи авҷи қувваи кашиш дар меҳвари бетон ба таври назаррас афзоиш ёфтааст ва модули чандирии кашиш асосан бетағйир мондааст. Аммо, қувваи фишурдашавии бетон ба таври назаррас афзоиш ёфтааст ва таносуби қувваи фишурдашавӣ мутаносибан коҳиш ёфтааст. Вақте ки миқдори каолин 15% аст, қувваи кашиш ва қувваи фишурдашавии бетон мутаносибан 128% ва 184% бетони истинодиро ташкил медиҳанд.

Цао Чжэнглян ва ҳамкорон (2004) дар таҳқиқоти худ оид ба таъсири мустаҳкамкунии хокаи ултрамайини метакаолин ба бетон муайян карданд, ки дар зери ҳамон моеъӣ, маҳлули дорои 10% метакаолин пас аз 28 рӯз қувваи фишурдашавӣ ва қувваи хамшавии худро аз 6% то 8% афзоиш додааст. Рушди аввали мустаҳкамии бетони омехта бо метакаолин нисбат ба бетони стандартӣ хеле зудтар буд. Дар муқоиса бо бетони стандартӣ, бетони дорои 15% метакаолин 84% қувваи фишурдашавии меҳварии 3D ва 80% қувваи фишурдашавии меҳварии 28d дорад, дар ҳоле ки модули эластикии статикӣ 9% афзоиши 3D ва 8% афзоиши 28d дорад.

Хуанг Жан ва ҳамкорон (2008) таъсири таносубҳои гуногуни омехташавии метакаолин ва шлакро ба мустаҳкамӣ ва устувории бетон омӯхтанд. Натиҷаҳо нишон медиҳанд, ки илова кардани метакаолин ба бетони шлак ҳам мустаҳкамӣ ва ҳам устувории бетонро беҳтар мекунад. Таносуби оптималии шлак ба семент тақрибан 3:7 аст, ки боиси мустаҳкамии идеалии бетон мегардад. Фарқи байни камонҳои бетони композитӣ нисбат ба бетони якшакл каме баландтар аст, ки ин ба таъсири хокистари вулқонии метакаолин вобаста аст. Мустаҳкамии шикастани он нисбат ба бетони стандартӣ баландтар аст.

Ян Фенглинг ва ҳамкорон (2011) барои иваз кардани семент миқдори баробари метакаолин, хокистари парвозкунанда ва шлакро истифода бурданд ва метакаолинро алоҳида бо хокистари парвозкунанда ва шлак барои тайёр кардани бетон омехта карданд. Қобилияти коршоямӣ, қувваи фишурдашавӣ ва устувории бетон омӯхта шуданд. Натиҷаҳо нишон доданд, ки вақте ки каолин барои иваз кардани 5% то 25% семент ба миқдори баробар истифода мешуд, қувваи фишурдашавии бетон дар ҳама синну сол беҳтар мешуд; Вақте ки каолин ба миқдори баробар барои иваз кардани семент ба андозаи 20% истифода мешуд, қувваи фишурдашавӣ дар ҳар синну сол беҳтарин аст. Қувва дар 3d, 7d ва 28d мутаносибан 26,0%, 14,3% ва 8,9% нисбат ба бетони бе илова кардани каолин баландтар аст. Ин нишон медиҳад, ки барои сементи Портленди навъи II, илова кардани метакаолин метавонад қувваи бетони омодашударо беҳтар кунад.

Чжан Ченбо ва ҳамкорон (2012) аз шлаки пӯлод, метакаолин ва дигар маводҳо ҳамчун ашёи хоми асосӣ барои тайёр кардани сементи геополимерӣ барои иваз кардани сементи анъанавии Портланд истифода бурда, ба ҳадафи сарфаи энергия, кам кардани истеъмол ва табдил додани партовҳо ба ганҷ ноил гардиданд. Натиҷаҳо нишон доданд, ки вақте ки миқдори пӯлод ва миқдори хокистари парвозкунанда ҳарду 20% буданд, мустаҳкамии блоки озмоишӣ дар 28 рӯз ба сатҳи хеле баланд (95.5 МПа) расид. Бо афзоиши миқдори шлаки пӯлоди иловашуда, он инчунин метавонад дар коҳиш додани коҳиши сементи геополимерӣ нақши муайян бозад.

Чен Гуокан (2010) роҳи техникии "сементи Портланд + омехтаи фаъоли минералӣ + агенти камкунандаи об бо самаранокии баланд", технологияи бетони обии магнитӣ ва раванди тайёркунии анъанавиро қабул кард ва таҷрибаҳои тайёркуниро дар бетони сангии ултрабаланд ва қуввати пасти карбон бо истифода аз ашёи хоми маҳаллӣ, ба монанди сангҳо ва сангҳо, анҷом дод. Натиҷаҳо нишон медиҳанд, ки миқдори мувофиқи метакаолин 10% аст. Таносуби масса ба қуввати саҳми семент ба як массаи воҳиди бетони сангии сангии ултрабаланд тақрибан 4,17 маротиба нисбат ба бетони оддӣ, 2,49 маротиба нисбат ба бетони баландқувват (HSC) ва 2,02 маротиба нисбат ба бетони хокаи реактивӣ (RPC) зиёдтар аст. Аз ин рӯ, бетони сангии ултрабаланд, ки бо сементи камқувват омода карда мешавад, самти рушди бетон дар давраи иқтисоди камкарбон аст.

(3) Пас аз илова кардани каолини дорои муқовимат ба сармо ба бетон, андозаи сӯрохиҳои бетон ба таври назаррас кам мешавад ва давраи яхкунӣ ва обшавии бетонро беҳтар мекунад. Фенг Найцян (2002) муайян кард, ки дар зери шумораи муайяни давраҳои яхкунӣ ва обшавӣ, модули эластикии намунаи бетон бо миқдори 15% каолин дар синни 28-рӯза нисбат ба бетони истинодӣ дар синни 28-рӯза ба таври назаррас баландтар аст. Истифодаи мураккаби метакаолин ва дигар хокаҳои ултрамайдаи минералӣ дар бетон метавонад самаранокии устувории бетонро ба таври назаррас беҳтар созад.