Betonda metakaolinning roli

(1) Tsement shlamlari va ohaklarining mustahkamligini oshirish, yuqori mustahkamlik yuqori samarali betonning ko'rsatkichlaridan biridir. Metakaolin qo'shishning asosiy maqsadlaridan biri tsement ohaklari va betonlarining mustahkamligini oshirishdir.

Poon va boshqalar (2001) Portland tsementini 0-20% (massa ulushi) kaolin va kremniy kukuni bilan almashtirish orqali tayyorlangan 0,3 suvli tsement nisbati bo'lgan tsement shlamlarida siqilish kuchi sinovlarini o'tkazdilar. Natijalar shuni ko'rsatdiki, 5% dan 20% gacha kaolin o'z ichiga olgan tsement shlamlarining siqilish kuchi barcha yoshdagi mos yozuvlar tsementiga qaraganda yuqori bo'lgan, 10% kaolin o'z ichiga olgan tsement 28 va 90 kun ichida mos yozuvlar tsementiga nisbatan 20% ga oshgan. 5% dan 10% gacha kremniy kukuni o'z ichiga olgan tsement ham 28 va 90 kun ichida mos yozuvlar tsementiga nisbatan 20% ga oshgan. Uning 28d va 90d dagi kuchi kaolin tsementiga teng, ammo uning dastlabki kuchi standart tsementga qaraganda pastroq. Tahlillar shuni ko'rsatadiki, bu ishlatilgan silikon kukunining kuchli aglomeratsiyasi va tsement shlamida yetarlicha dispersiyalanmaganligi bilan bog'liq bo'lishi mumkin.

(2) Li Keliang va boshqalar (2005) sement betonining mustahkamligini oshirish uchun metakaolin faolligiga kalsinatsiya harorati, kalsinatsiya vaqti va kaolin tarkibidagi SiO2 va A12O3 miqdorining ta'sirini o'rganib chiqdilar. Yuqori mustahkamlikdagi beton va tuproq polimerlari metakaolin yordamida tayyorlandi. Natijalar shuni ko'rsatadiki, kaolin miqdori 15% va suv tsement nisbati 0,4 bo'lganda, 28 kunlik siqish kuchi 71,9 MPa ni tashkil qiladi. Kaolin miqdori 10% va suv tsement nisbati 0,375 bo'lganda, 28 kunlik siqish kuchi 73,9 MPa ni tashkil qiladi. Bundan tashqari, metakaolin miqdori 10% bo'lganda, uning faollik indeksi 114 ga etadi, bu bir xil miqdordagi kremniy kukunidan 11,8% yuqori. Shuning uchun, metakaolin yuqori mustahkamlikdagi beton tayyorlash uchun ishlatilishi mumkin deb ishoniladi.

Qian Xiaoqian va boshqalar (2001) kaolin miqdori 0, 0,5%, 10% va 15% bo'lgan betonning eksenel cho'zilish kuchlanish-deformatsiya munosabatini o'rganishdi. Ular kaolin miqdorining oshishi bilan betonning eksenel cho'zilish kuchining eng yuqori deformatsiyasi sezilarli darajada oshganini va cho'zilish elastiklik moduli deyarli o'zgarishsiz qolganini aniqladilar. Biroq, betonning siqish kuchi sezilarli darajada oshdi va siqish kuchi nisbati mos ravishda pasaydi. Kaolin miqdori 15% bo'lganda, betonning cho'zilish kuchi va siqish kuchi mos ravishda mos ravishda mos keladigan betonning 128% va 184% ni tashkil qiladi.

Cao Zhengliang va boshqalar (2004) metakaolinning ultra yupqa kukunining betonga mustahkamlovchi ta'sirini o'rganish bo'yicha o'tkazilgan tadqiqotda, xuddi shu suyuqlik ostida, 10% metakaolin o'z ichiga olgan ohak 28 kundan keyin uning siqilish kuchini va egilish kuchini 6% dan 8% gacha oshirganligini aniqladilar. Metakaolin bilan aralashtirilgan betonning dastlabki mustahkamlik rivojlanishi standart betonga qaraganda ancha tezroq bo'ldi. Etakchi beton bilan taqqoslaganda, 15% metakaolin o'z ichiga olgan beton 3D eksenel siqilish kuchini 84% ga va 28d eksenel siqilish kuchini 80% ga oshirdi, statik elastik modul esa 3D da 9% ga va 28d da 8% ga oshdi.

Huang Zhan va boshqalar (2008) metakaolin va shlakning turli xil aralashtirish nisbatlarining betonning mustahkamligi va chidamliligiga ta'sirini o'rganishdi. Natijalar shuni ko'rsatadiki, shlakli betonga metakaolin qo'shilishi betonning mustahkamligini ham, chidamliligini ham yaxshilaydi. Shlakning tsementga optimal nisbati taxminan 3:7 ni tashkil qiladi, bu esa ideal beton mustahkamligiga olib keladi. Kompozit betonning ark farqi metakaolinning vulqon kulining ta'siri tufayli yakka shlakli betonnikiga qaraganda biroz yuqoriroq. Uning parchalanish kuchi standart betonnikiga qaraganda yuqoriroq.

Yang Fengling va boshqalar (2011) sement o'rniga teng miqdorda metakaolin, uchuvchi kul va shlakdan foydalanganlar va beton tayyorlash uchun metakaolinni uchuvchi kul va shlak bilan alohida aralashtirganlar. Betonning ishchanligi, siqilish kuchi va chidamliligi o'rganildi. Natijalar shuni ko'rsatdiki, kaolin sementning 5% dan 25% gacha bo'lgan qismini teng miqdorda almashtirish uchun ishlatilganda, barcha yoshdagi betonning siqilish kuchi yaxshilangan; kaolin sementni 20% ga almashtirish uchun teng miqdorda ishlatilganda, har bir yoshdagi siqilish kuchi ideal hisoblanadi. 3d, 7d va 28d da mustahkamlik kaolin qo'shilmagan betonga nisbatan mos ravishda 26,0%, 14,3% va 8,9% yuqori. Bu shuni ko'rsatadiki, II turdagi Portland tsementi uchun metakaolin qo'shilishi tayyorlangan betonning mustahkamligini oshirishi mumkin.

Zhang Chengbo va boshqalar (2012) an'anaviy Portland tsementining o'rnini bosuvchi geopolimer tsement tayyorlash uchun asosiy xom ashyo sifatida po'lat shlak, metakaolin va boshqa materiallardan foydalangan holda energiya tejash, iste'molni kamaytirish va chiqindilarni xazinaga aylantirish maqsadiga erishdilar. Natijalar shuni ko'rsatdiki, po'lat miqdori va uchuvchi kul miqdori 20% bo'lganda, 28 kun ichida sinov blokining mustahkamligi juda yuqori darajaga (95,5MPa) yetdi. Qo'shilgan po'lat shlak miqdori oshgani sayin, u geopolimer tsementning qisqarishini kamaytirishda ham ma'lum rol o'ynashi mumkin.

Chen Guocan (2010) "Portland tsementi + faol mineral aralashma + yuqori samarali suvni kamaytiruvchi vosita" texnik yo'nalishini, magnitlangan suvli beton texnologiyasi va an'anaviy tayyorlash jarayonini qo'lladi va toshlar va shlak kabi mahalliy xom ashyolardan foydalangan holda past uglerodli ultra yuqori mustahkamlikdagi tosh shlakli beton ustida tayyorlash tajribalarini o'tkazdi. Natijalar shuni ko'rsatadiki, metakaolinning tegishli dozasi 10% ni tashkil qiladi. Ultra yuqori mustahkamlikdagi tosh shlakli betonning birlik massasiga sementning massaga nisbati oddiy betonga nisbatan taxminan 4,17 baravar, yuqori mustahkamlikdagi betonga (HSC) nisbatan 2,49 baravar va reaktiv kukunli betonga (RPC) nisbatan 2,02 baravar ko'p. Shuning uchun, past dozali sement bilan tayyorlangan ultra yuqori mustahkamlikdagi tosh shlakli beton past uglerodli iqtisodiyot davrida betonni rivojlantirish yo'nalishi hisoblanadi.

(3) Betonga sovuqqa chidamli kaolin qo'shilgandan so'ng, betonning g'ovak hajmi sezilarli darajada kamayadi va betonning muzlash-eritish sikli yaxshilanadi. Feng Naiqian (2002) ma'lum miqdordagi muzlash-eritish sikllari ostida, 28 kunlik yoshdagi 15% kaolin miqdoriga ega beton namunasining elastiklik moduli 28 kunlik yoshdagi mos yozuvlar betonnikidan sezilarli darajada yuqori ekanligini aniqladi. Betonga metakaolin va boshqa mineral ultra yupqa kukunlarning kompozit qo'llanilishi betonning chidamlilik ko'rsatkichlarini sezilarli darajada yaxshilaydi.