如何一个新的Bio-Aggregate水泥混合函数?

一组研究人员最近在《华尔街日报》发表了一篇论文亚博网站下载调查使用的可行性碎macauba内果皮bio-aggregate在水泥混合。

研究:债券的行为Bio-Aggregate嵌入在水泥基矩阵。图片来源:香蕉共和国图像/ Shutterstock.com

背景

非常规材料的发展促进了小说结构元素的设计的一个广泛的范围,可以接触到各种亚博网站下载荷载和环境条件。

例如,bio-aggregates,如木颗粒,竹子,和咖啡壳,允许轻量级bio-concyabo214retes的准备,而人工骨料促进与提高强度和裂缝的混凝土的生产感应。

水泥基复合材料的发展主要取决于粘合剂成分的优化,特别是胶结matrix-aggregate界面,影响到所有类型的水泥基材料,从超高性能常规材料。亚博网站下载

提高界面过渡区(ITZ)包装骨料和水泥之间的密度矩阵起着至关重要的作用在提高材料的耐久性和赋予所需的机械性能。

虽然进行了几项研究评估ITZ属性之间的水泥矩阵和总、标准程序尚未适应调查ITZ bio-aggregates和水泥基体之间直到现在。

组1:调查相互作用的骨料和水泥基矩阵图像分析:zommed-in视图(一个)macauba内果皮和(b)河沙嵌入水泥粘贴。图片来源:费雷拉,S。R et al .,亚博网站下载材料

这项研究

在这项研究中,研究人员调查了债券行为水泥基矩阵和bio-aggregate之间用实验和数值方法确定使用骨料的可行性作为环保建筑材料。

bio-aggregate的实验评价是由图像、分析化学、物理化学和机械。花岗质岩石,矿物骨料广泛用于土木建筑行业的粗骨料在巴西,被用作参考。

Maua / LafargeHolcim水泥类型V-ARI bio-aggregate源自macauba水果、蒸馏水和矿物粗骨料/碎花岗岩作为本研究的起始原料。亚博网站下载水泥是由氧化钙、二氧化硅、氧化铝、三氧化硫,二氧化钛,氧化钾、锰氧化物和具有3.2克/厘米³密度和420²/公斤表面积。

用作bio-aggregate碎macauba内果皮。这个过程通常用于获得碎macauba内果皮包括切除macauba纸浆获取内果皮,内果皮的高速离心紧随其后。

Bio-aggregate:从Macauba水果内果皮。图片来源:费雷拉,S。R et al .,亚博网站下载材料

标准的美国和材料试验学会(ASTM C136)和HORIBA la - 950 v2型激光粒亚博网站下载子分析仪是用于确定骨料和水泥的粒度分布,分别。

研究人员还测量了密度、吸水能力评估,执行bio-aggregates的化学分析。一个多通道semi-adiabatic量热器PIKO记录器TC-08被用来执行量热法分析在水泥粘贴水化25^oC。

光和扫描电子显微镜(SEM)和激光显微镜进行获取的一般视图内果皮bio-aggregates的微观结构和地形粗糙度轮廓,分别。

的V-Tomex-M受雇microcomputed断层扫描(microCT)扫描。每个样本的扫描参数都是选100千伏电压,180µA电流、300 ms /投影曝光时间,七个帧,10.43放大,19µm体素的大小和像素大小,和一个整体的1500张照片。

凤凰拿督软件进行三维(3 d)重建,利用数学的边缘增强过滤器使用和射束硬化校正片对齐实施实现更好的对比毛孔和岩石矩阵。

VG Studio马克斯v . 3.0软件被用于二维(2 d)和3 d可视化。的抗压强度测试semi-ellipsoidal-shaped bio-aggregate和水泥粘贴了。

最后,macauba之间的成键内果皮/花岗质岩石和水泥基矩阵评估使用适应抗拔试验。这些测试进行水泥浆后七天治愈。

三维线性分析采用有限元位移分析仪(戴安娜)10.5软件来模拟拉拔力测试的力学行为。一个semi-ellipsoidal-shaped贝壳形macauba内果皮与恒定厚度在开发利用数值模型。

incremental-iterative解决方案过程用于非线性分析使用割线法的迭代过程和位移控制增量的过程。

观察

52%的内果皮由半纤维素和木质素39%。大量的半纤维素和木质素等可以阻碍水泥水化。加速器,如氢化钙,可以克服这个问题。

的密度macauba内果皮是多个g / cm³,可以归类为很重。然而,密度明显低于正常体重混凝土中使用的传统的骨料的密度。

的吸水能力bio-aggregate是9%,这是大大低于木材和其他bio-aggregates,导致较低的收缩。此外,低收缩减小了空间变异,它促进内果皮和水泥之间的附着力好。

模拟和实验拉拔力曲线。图片来源:费雷拉,S。R et al .,亚博网站下载材料

虽然水泥浆之间的成键和碎内果皮较低相比,水泥浆和碎花岗岩之间的粘结,碎内果皮表面展示公平与水泥的兼容性矩阵与一个更广泛的软化曲线由于它的半球形的形状。

完整剥离碎内果皮和水泥浆之间观察到约175 N抗拔荷载,是花岗岩的抗拔荷载的55%。这个负载,一个类似的线性弹性分支花岗岩和内果皮之间的观察,这表明,木质纤维原料较低收缩不导致过早的脱胶水泥矩阵。亚博网站下载

有限元模型有效地模拟了撤军行为多达80%的实验然后偏离了实验结果。使用有限元模型,参数不能直接测量的物理实验,如ITZ的凝聚力和抗拉强度的大小,是决定成功。

总而言之,这项研究的结果有效地演示了使用的可行性碎macauba bio-aggregate在混凝土内果皮。

源

费雷拉,狭义相对论。、德安德拉德R.G.M.德安德拉德,通用等。债券的行为Bio-Aggregate嵌入在水泥基矩阵。亚博网站下载2022年。https://www.mdpi.com/1996-1944/15/17/6151

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