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流变学在保持混凝土有效性能中的作用

研究人员在圣约大学(Covenant University)和三角洲州立大学(Delta State University)的土木工程系对混凝土的内容进行了修改,使其更容易遵守和工作。这有助于在建筑环境中的应用程序实现更可持续的世界。该团队的研究结果在此进行了扩展,并将其置于混凝土性能和流变学在维护中所起的作用的背景中。

混凝土、流变学

图片来源:Bannafarsai_Stock / Shutterstock.com

随着时间的推移,符合柔性的材料

混凝土是一种显着的材料。由聚集体和糊状物的混合物组成,其ubiquity可以通过造影性能来解释,其表现出在其硬质和水中鲜成水泥和水时的表现出来。

最初,通过水化作用,糊状物具有类似塑料的可塑性,强度增加,硬化成一个坚固的质量,通常是不可穿透的材料。这是一种被称为“工作性”的特性,它是混凝土成功开发的关键。该属性还允许对其进行操作并使其符合新的形状。

与几乎所有其他东西相反,混凝土随着较大的水合率越来越多的初始生命周期而变得更加强劲。除了在建筑业中看到其广泛采用的声学绝缘性外,硬化混凝土中的鲁棒性以及其抗压强度还具有耐用性,火灾和抗冲击性。在高度的结构中,高性能混凝土可以显着降低加固所需柱的钢含量,使其使用高度成本效益。

由波特兰 - 石灰岩水泥和水组成,混凝土的基础及其性能是配料组合或比例,其中混凝土的特性由形成的浆料的质量决定,其强度取决于水与水泥的比例。糊状物涂层每个石颗粒和精细和粗聚集体的表面。所用聚集体的尺寸和性质通常由最终混凝土产品的目的(和厚度)决定。通常,混凝土产品的60-75%的总体积将由这些聚集体组成。

设计组合

设计正确的配合比是生产高质量混凝土的关键,它具有任何给定的目的所需的性能。它是新混凝土和易性和成品必要的强度和耐久性之间的平衡。

水柱比例是混合水的重量除以水泥的重量。具有缺乏糊状物的混合物倾向于产生多孔和粗糙的混凝土,而过多可以使易受裂化的材料留下。

适当的放置,整合和固化驱动了对低水泥比率的需求,但不能以牺牲新的混凝土的可加工性为代价。这是在哪里研究尼日利亚土木工程大学土木工程大学土木工程厅和同事承担的补充胶凝材料的工亚博网站下载作,与三角洲州立大学同行合作,是重大的。

流变学是基本的

要了解混凝土的可加工性(以及确保其性能),需要了解其流变学。

流变学可以被认为是混凝土的流动行为。为了确保优异的表面光洁度,适当的混合设计或没有分离的材料需要平衡混凝土的流变特性。

Oyebisi.已经检查了流变性质,并优化了用高二氧化硅和氧化铝含量改性混凝土的优化。它在称为EMDPS或实验混合设计性质中改变了水泥材料比率。

其结果表明,在设置之前,临界流性能如何实现可操作性或一致性,称为“坍落”。通常,混凝土呈现的流动性越大。然而,该团队发现,通过添加高二氧化硅和氧化铝氧化物,可以进行优化。这是在补充胶合材料(SCM)的集体期限下。亚博网站下载

一个尼日利亚的废弃产品

新的混凝土结构驱动了新属性的需求。是什么让团队的工作如此令人兴奋的是,他们从腰果的回收中纳入了灰烬(即使在2017年的尼日利亚在尼日利亚的估计产生是CA.每年1亿公吨)。该SCM满足两个议程,即促进环境保护和可持续发展,同时也是一种自然增强具体质量的矿物混合物。

该团队使用坍落度值作为响应因素,以获得混凝土流动的优化流变性能。从经验工作,统计分析和回归建模(软件,MINITAB 17)生成数据,以使腰果渗透在内置环境中的腰果渗透混凝土可加工性预测。在施加的加载条件下,这种允许的混凝土试验混合在没有任何混凝土的情况下进行任何折衷。

增加和减少衰退

混凝土有各种等级,包括“C”级,用立方体混凝土测试。这是批量样品测试合适的强度的地方。例如,一个抗压强度为20牛顿的混凝土被指定为“c20”。采用等级为C 25-40的混凝土配合比设计,并在5、10和15 wt.%的水泥中使用腰果壳灰,研究小组寻求28天的目标强度为25-40 MPa。

探索了各种设计因素,结果证明了令人鼓舞。主要是,由于水/水泥材料的增加和腰果灰烬/波特兰 - 石灰石水泥比例,坍塌增加和减少。亚博网站下载

在定量方面,科学家们确定,随着混凝土等级从c25 - c40 ca.增加,在保持良好的流动性能方面,坍落度下降18-49%是最优的。与仅含波特兰-石灰石水泥的混合料相比,c25、c30和c40混凝土的坍落度随灰分从5-15%增加而分别下降13-33%、10-34%和8-33%。

这些结果表明,使用曾经是废物的混凝土可以有效地发挥其性能。通过更多的试验,其他废物和可能性可能会在具体应用中得到应用。

参考和进一步阅读

Oyebisi, s . O。et al。(2021)优化用高二氧化硅和氧化铝前体改性混凝土的流变学,在建筑环境中进行正常的可加工性。IOP会议系列:材料科学与工程亚博网站下载亚博老虎机网登录DOI: 10.1088 / 1757 - 899 x / 1107/1/012211

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John Mcaleese.

写道

John Mcaleese.

约翰拥有伦敦帝国理工学院(Imperial College, London)的博士学位和6年的研究奖学金,并对写作充满热情。最近,他重新将自己的咨询业务完全集中在知识转移方面,充分利用自己在私人和公共部门都拥有的丰富职业生涯;学术界、工业界、商业支持、咨询和个人发展培训。前沿和中心是科学推广,今年muse已经批亚博老虎机网登录准了他的贡献“法医火灾碎片分析的机器学习”和“通过同位素示踪剂了解拉丁美洲和加勒比的水资源”等广泛的不同主题。

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    麦卡利斯,约翰。(2021年,7月22日)。流变学在保持有效具体性能方面的作用。AZoM。从Https://www.washintong.com/artice.aspx?articled=20585从Https://www.washintong.com/article.ashix。

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    麦卡利斯,约翰。“流变学在保持混凝土有效性能中的作用”。AZoM.2021年8月27日。

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    麦卡利斯,约翰。2021。流变学在保持混凝土有效性能中的作用.viewed september 21, //www.washintong.com/article.aspx?ArticleID=20585。

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