Մետակաոլինի դերը բետոնի մեջ

(1) Ցեմենտային շաղախի և շաղախի ամրության բարելավումը, բարձր ամրությունը բարձր արդյունավետության բետոնի ցուցանիշներից մեկն է: Մետակաոլինի ավելացման հիմնական նպատակներից մեկը ցեմենտային շաղախի և բետոնի ամրության բարելավումն է:

Փունը և այլք (2001թ.) անցկացրել են սեղմման ամրության փորձարկումներ 0.3 ջր-ցեմենտ հարաբերակցությամբ ցեմենտային խառնուրդների վրա, որոնք պատրաստվել են պորտլանդցեմենտը 0-20% (զանգվածային մասնաբաժին) կաոլինով և սիլիցիումի փոշով փոխարինելով: Արդյունքները ցույց են տվել, որ 5%-ից մինչև 20% կաոլին պարունակող ցեմենտային խառնուրդների սեղմման ամրությունն ավելի բարձր էր, քան համեմատական ​​ցեմենտինը բոլոր տարիքներում, ընդ որում՝ 10% կաոլին պարունակող ցեմենտը 28 և 90 օրվա ընթացքում ցույց է տվել ամրության 20% աճ համեմատական ​​ցեմենտի հետ: 5%-ից մինչև 10% սիլիցիումի փոշի պարունակող ցեմենտը նույնպես ցույց է տվել ամրության 20% աճ 28 և 90 օրվա ընթացքում՝ համեմատած համեմատական ​​ցեմենտի հետ: Դրա ամրությունը 28d և 90d-ում համարժեք է կաոլինային ցեմենտին, բայց դրա վաղ ամրությունն ավելի ցածր է, քան համեմատական ​​ցեմենտինը: Վերլուծությունը ցույց է տալիս, որ սա կարող է կապված լինել օգտագործված սիլիցիումի փոշու ուժեղ կուտակման և ցեմենտային խառնուրդում անբավարար ցրման հետ:

(2) Լի Քելիանգը և այլք (2005) ուսումնասիրել են կաոլինի մեջ կալցինացման ջերմաստիճանի, կալցինացման ժամանակի և SiO2-ի ու A12O3-ի պարունակության ազդեցությունը մետակաոլինի ակտիվության վրա՝ ցեմենտե բետոնի ամրությունը բարելավելու համար: Բարձր ամրության բետոն և հողի պոլիմերներ են պատրաստվել մետակաոլինի միջոցով: Արդյունքները ցույց են տալիս, որ երբ կաոլինի պարունակությունը 15% է, իսկ ջր-ցեմենտի հարաբերակցությունը՝ 0.4, 28-օրյա սեղմման ամրությունը կազմում է 71.9 ՄՊա: Երբ կաոլինի պարունակությունը 10% է, իսկ ջր-ցեմենտի հարաբերակցությունը՝ 0.375, 28-օրյա սեղմման ամրությունը կազմում է 73.9 ՄՊա: Ավելին, երբ մետակաոլինի պարունակությունը 10% է, դրա ակտիվության ինդեքսը հասնում է 114-ի, որը 11.8%-ով ավելի է, քան նույն քանակությամբ սիլիցիումի փոշու դեպքում: Հետևաբար, ենթադրվում է, որ մետակաոլինը կարող է օգտագործվել բարձր ամրության բետոն պատրաստելու համար:

Ցիան Սյաոցյանը և այլք (2001թ.) ուսումնասիրել են բետոնի առանցքային ձգման լարում-դեֆորմացիա կապը կաոլինի 0, 0.5%, 10% և 15% պարունակության դեպքում: Նրանք պարզել են, որ կաոլինի պարունակության ավելացման հետ մեկտեղ բետոնի առանցքային ձգման ամրության գագաթնակետային դեֆորմացիան զգալիորեն մեծացել է, իսկ ձգման առաձգականության մոդուլը գրեթե անփոփոխ է մնացել: Այնուամենայնիվ, բետոնի սեղմման ամրությունը զգալիորեն մեծացել է, և սեղմման ամրության հարաբերակցությունը համապատասխանաբար նվազել է: Երբ կաոլինի պարունակությունը 15% է, բետոնի ձգման ամրությունը և սեղմման ամրությունը համապատասխանաբար կազմում են համեմատական ​​բետոնի 128%-ը և 184%-ը:

Ցաո Չժենգլիանգը և այլք (2004) մետակաոլինի գերմանր փոշու բետոնի վրա ամրացման ազդեցության վերաբերյալ իրենց ուսումնասիրության մեջ պարզել են, որ նույն հեղուկության դեպքում 10% մետակաոլին պարունակող շաղախը 28 օր անց մեծացրել է իր սեղմման և ծռման ամրությունը 6%-ից մինչև 8%: Մետակաոլինի հետ խառնված բետոնի վաղ ամրության զարգացումը զգալիորեն ավելի արագ էր, քան ստանդարտ բետոնի դեպքում: Համեմատած չափանիշային բետոնի հետ, 15% մետակաոլին պարունակող բետոնն ունի եռաչափ առանցքային սեղմման ամրության 84% և 28d առանցքային սեղմման ամրության 80% աճ, մինչդեռ ստատիկ առաձգականության մոդուլը եռաչափում աճել է 9%-ով և 28d-ում՝ 8%-ով:

Հուանգ Չհանը և այլք (2008) ուսումնասիրել են մետակաոլինի և խարամի տարբեր խառնուրդների հարաբերակցությունների ազդեցությունը բետոնի ամրության և դիմացկունության վրա: Արդյունքները ցույց են տալիս, որ մետակաոլինի ավելացումը խարամային բետոնի մեջ բարելավում է բետոնի ինչպես ամրությունը, այնպես էլ դիմացկունությունը: Խարամի և ցեմենտի օպտիմալ հարաբերակցությունը մոտ 3:7 է, ինչը հանգեցնում է բետոնի իդեալական ամրության: Կոմպոզիտային բետոնի կամարների տարբերությունը մի փոքր ավելի բարձր է, քան միաշերտ խարամային բետոնի դեպքում՝ մետակաոլինի հրաբխային մոխրի ազդեցության պատճառով: Դրա ճեղքման ձգման ամրությունն ավելի բարձր է, քան չափանիշային բետոնի դեպքում:

Յանգ Ֆենգլինգը և այլք (2011) օգտագործել են մետակաոլինի, թռչող մոխրի և խարամի հավասար քանակություններ՝ ցեմենտը փոխարինելու համար, և առանձին խառնել են մետակաոլինը թռչող մոխրի և խարամի հետ՝ բետոն պատրաստելու համար: Ուսումնասիրվել են բետոնի մշակելիությունը, սեղմման ամրությունը և դիմացկունությունը: Արդյունքները ցույց են տվել, որ երբ կաոլինը օգտագործվել է ցեմենտի 5%-ից 25%-ը հավասար քանակությամբ փոխարինելու համար, բոլոր տարիքներում բետոնի սեղմման ամրությունը բարելավվել է. երբ կաոլինը օգտագործվել է հավասար քանակությամբ՝ ցեմենտը 20%-ով փոխարինելու համար, յուրաքանչյուր տարիքում սեղմման ամրությունը իդեալական է: 3d, 7d և 28d աստիճանների ամրությունը համապատասխանաբար 26.0%, 14.3% և 8.9%-ով ավելի բարձր է, քան կաոլինի ավելացում չունեցող բետոնի ամրությունը: Սա ցույց է տալիս, որ II տիպի պորտլանդ ցեմենտի համար մետակաոլինի ավելացումը կարող է բարելավել պատրաստված բետոնի ամրությունը:

Չժան Չենբոն և այլք (2012) որպես հիմնական հումք օգտագործել են պողպատե խարամ, մետակաոլին և այլ նյութեր՝ ավանդական պորտլանդցեմենտը փոխարինող գեոպոլիմերային ցեմենտ պատրաստելու համար, հասնելով էներգիայի խնայողության, սպառման կրճատման և թափոնները գանձի վերածելու նպատակին: Արդյունքները ցույց են տվել, որ երբ պողպատի և թռչող մոխրի պարունակությունը կազմում էր 20%, փորձարկման բլոկի ամրությունը 28 օրվա ընթացքում հասել է շատ բարձր մակարդակի (95.5 ՄՊա): Ավելացված պողպատե խարամի քանակի աճին զուգընթաց այն կարող է նաև որոշակի դեր խաղալ գեոպոլիմերային ցեմենտի կծկման նվազեցման գործում:

Չեն Գուոցանը (2010) ընդունել է «Պորտլենդյան ցեմենտ + ակտիվ հանքային խառնուրդ + բարձր արդյունավետության ջրի նվազեցնող միջոց» տեխնիկական ուղին, մագնիսացված ջրային բետոնի տեխնոլոգիան և ավանդական պատրաստման գործընթացը, և անցկացրել է պատրաստման փորձեր ցածր ածխածնային գերբարձր ամրության քարե խարամային բետոնի վրա՝ օգտագործելով տեղական հումք, ինչպիսիք են քարերը և խարամը: Արդյունքները ցույց են տալիս, որ մետակաոլինի համապատասխան դեղաչափը 10% է: Գերբարձր ամրության քարե խարամային բետոնի զանգվածի և ամրության հարաբերակցությունը ցեմենտի մասնաբաժնի մեկ միավոր զանգվածի մեջ մոտ 4.17 անգամ ավելի է, քան սովորական բետոնի դեպքում, 2.49 անգամ՝ բարձր ամրության բետոնի (ԲԱԲ) դեպքում և 2.02 անգամ՝ ռեակտիվ փոշե բետոնի (ՌՊԲ) դեպքում: Հետևաբար, ցածր ածխածնային տնտեսության դարաշրջանում բետոնի զարգացման ուղղությունը ցածր դեղաչափի ցեմենտով պատրաստված գերբարձր ամրության քարե խարամային բետոնն է:

(3) Բետոնին ցրտադիմացկուն կաոլին ավելացնելուց հետո բետոնի ծակոտիների չափը զգալիորեն նվազում է, ինչը բարելավում է բետոնի սառեցման-հալեցման ցիկլը: Ֆենգ Նաիկյանը (2002) պարզել է, որ որոշակի քանակությամբ սառեցման-հալեցման ցիկլերի դեպքում 28 օրվա ընթացքում 15% կաոլինի պարունակությամբ բետոնի նմուշի առաձգականության մոդուլը զգալիորեն ավելի բարձր է, քան 28 օրվա ընթացքում համեմատելի բետոնի նմուշինը: Մետակաոլինի և այլ հանքային գերմանր փոշիների կոմպոզիտային կիրառումը բետոնի մեջ կարող է զգալիորեն բարելավել բետոնի ամրության ցուցանիշները: