در این تحقیق سیمان مورد استفاده سیمان سیلیکات کامپوزیت PC42.5 می باشد. شاخص های فنی اصلی در جدول 1 فهرست شده اند . شاخص های فنی همگی الزامات “روش های آزمایش سیمان و بتن برای مهندسی بزرگراه” (JTG 3420-2020) را برآورده می کنند [31] .
میز 1 . شاخص های فنی سیمان
| اموال فیزیکی | ارزش اندازه گیری شده | نیاز فنی | |
|---|---|---|---|
| زمان تنظیم | زمان تنظیم اولیه / دقیقه | 270 | ≥180 |
| زمان تنظیم نهایی / دقیقه | 395 | ≥360، ≤180 | |
| پایداری / میلی متر | 0.5 | <5 | |
| مقاومت فشاری سه بعدی / مگاپاسکال | 23.8 | ≥3.5 | |
| مقاومت خمشی سه بعدی / مگاپاسکال | 4.9 | ≥17 | |
| مصرف آب با قوام استاندارد /% | 28.0 | / | |
در این مطالعه، نوع سنگدانه مورد استفاده سنگ آهک است و تمام شاخص‌های ویژگی الزامات روش‌های آزمایش JTG E42-2005 [32] را برآورده می‌کنند . نتایج شاخص های عملکرد در جدول 2 فهرست شده است .
جدول 2 . نتایج شاخص فنی سنگ آهک
| اموال فیزیکی | نیاز فنی | نتایج آزمایش سنگدانه درشت | روش آزمون | |||
|---|---|---|---|---|---|---|
| 19 ~ 31.5 میلی متر |
9.5 ~ 19.5 میلی متر |
4.75 ~ 9.5 میلی متر |
0~ 4.75 میلی متر |
|||
| سوزنی شکل /% | ≤20% | 11.7 | 15.8 | – | – | T0312–2005 |
| مقدار خرد کردن /% | ≤26٪ | 21.3 | 18.9 | – | – | T 0316–2005 |
| چگالی نسبی حجم ناخالص /(g/cm 3 ) | سوابق اندازه گیری واقعی | 2.230 | 2.730 | 2.607 | 2.589 | T 0316–2005 |
| چگالی ظاهری /(g/cm 3 ) | سوابق اندازه گیری واقعی | 2.821 | 2.763 | 2.731 | 2.692 | T 0312–2005 |
| نرخ جذب آب /% | سوابق اندازه گیری واقعی | 0.4 | 0.6 | 1.3 | – | T 0312–2005 |
| حد مایع/شاخص انعطاف پذیری ذرات کمتر از 0.6 میلی متر | محدودیت مایع ≤ 28٪ | 23% | T 0118–2005 | |||
| شاخص پلاستیسیته ≤ 9 | 3.2 | T 0118–2005 | ||||
درجه بندی هدف مورد استفاده در این مطالعه در شکل 1 نشان داده شده است . درجه بندی هدف در محدوده درجه بندی مشخص شده است.
عکس. 1 . طراحی درجه بندی کل CSM.
در این مطالعه، عامل قدرت اولیه (ESA-I) مورد استفاده توسط شرکت Jiangsu Subot New Material Co., Ltd. تولید شد. شاخص‌های فنی اصلی ESA-I در جدول 3 فهرست شده‌اند .
جدول 3 . شاخص های فنی ESA-I.
| اموال فیزیکی | ارزش اندازه گیری شده |
|---|---|
| وضعیت ظاهری | پودر |
| 1.18 میلی متر باقی مانده الک (%) | ≤0.05 |
| تنظیم اختلاف زمانی (دقیقه) | ≤30 |
| نسبت مقاومت خمیر سیمان 24 ساعته (%) | ≥125 |
با توجه به درجه بندی سنگدانه های معدنی نشان داده شده در شکل 1 ، اندازه های مختلف ذرات سنگدانه وزن شدند و دوز سیمان 4.5٪ تعیین شد. نتایج محتوای آب و چگالی خشک CSM به دست آمده از طریق آزمایش تراکم در شکل 2 ارائه شده است . محتوای بهینه آب 5.5 درصد و حداکثر چگالی خشک 2.405 گرم بر سانتی متر مکعب بود . میزان مصرف آب را بر اساس رطوبت بهینه 5.5 درصد محاسبه کنید. دوز ESA-I 5٪، 10٪، 15٪ و 20٪ از دوز سیمان است، با 0٪ از دوز ESA-I به عنوان گروه کنترل. اختلاط ارتعاشی برای اطمینان از یکنواختی توزیع مواد CSM استفاده شد. هنگام تهیه CSM، ماکادام را با آب در قابلمه به مدت 90 ثانیه مخلوط کنید، سپس سیمان را اضافه کنید و 90 ثانیه مخلوط کنید تا پخش یکنواخت شود. با توجه به الزامات [33] ، نمونه های استوانه ای F150 mm×150 mm برای آزمایش تهیه شد. نمونه با استفاده از روش ارتعاش فشرده و تشکیل شد. پس از فشرده شدن، 12 ساعت قبل از قالب گیری برای پخت قرار دهید.
شکل 2 . منحنی رابطه چگالی خشک-محتوای رطوبت.
هدف این مطالعه بررسی قانون تکامل خواص مکانیکی پایه‌های CSM در محیط‌های پخت با دمای متغیر است. این مطالعه دما را از ماه می تا جولای در منطقه Nagqu بررسی می‌کند و محیط داخلی پخت CSM را از طریق یک سیستم برنامه‌نویسی شبیه‌سازی می‌کند. تغییرات خاص در دما و مدت زمان در جدول 4 نشان داده شده است . در عین حال از شرایط پخت استاندارد به عنوان گروه کنترل استفاده شد.
جدول 4 . پارامترهای تعمیر و نگهداری تغییر دما و رطوبت
| فهرست مطالب | پارامتر | |||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| درجه حرارت | 15℃~20℃ | 20℃~15℃ | 15℃~5℃ | 5℃~0℃ | 0℃~5℃ | 5℃~15℃ |
| مدت زمان | 4 ساعت | 4 ساعت | 4 ساعت | 6 ساعت | 3 ساعت | 3 ساعت |
نمونه های قالب گیری شده را در کیسه های پلاستیکی قرار دهید و آنها را به دو گروه تقسیم کنید. یک گروه در یک جعبه پخت با دمای متغیر و گروه دیگر در یک اتاق پخت استاندارد قرار داده شدند. در آخرین روز از دوره پخت، نمونه ها خارج شده و در آب 20 درجه سانتیگراد خیس می شوند. پس از خیساندن به مدت یک روز، خواص مکانیکی آزمایش شد. مخفف CSM در محیط های مختلف پخت و دوزهای ESA-I در جدول 5 فهرست شده است .
جدول 5 . مخفف انواع مختلف CSM.
| محیط پخت | دوز عامل قدرت اولیه | ||||
|---|---|---|---|---|---|
| 0% | 5% | 10% | 15% | 20% | |
| محیط پخت با دمای استاندارد (ST-CE) | ST0% | ST5% | ST10% | ST15% | ST20% |
| محیط پخت با دمای متغیر (VT-CE) | VT0٪ | VT5٪ | VT10٪ | VT15٪ | VT20٪ |
طبق استاندارد (JTG E51-2009) [33] ، مقاومت فشاری نامحدود (UCS)، مدول ارتجاعی فشاری (CRM)، مقاومت شکافی، یخ-ذوب و تست خستگی بر روی یک دستگاه تست جهانی MTS انجام شد. برای هر آزمون از 9 نمونه موازی استفاده شد. نمونه‌های تست UCS و CRM به مدت 3، 7، 14 و 28 روز تحت محیط‌های پخت مختلف پخت شدند. نمونه‌های تست قدرت شکافت، انجماد – ذوب و خستگی به مدت 28 روز در محیط‌های مختلف پخت پخت شدند.
خمیر سیمان در سنین مختلف، محیط های پخت و دوزهای عوامل استحکام اولیه را در اتانول بی آب قرار دهید تا واکنش هیدراتاسیون خاتمه یابد. سپس نمونه را در اجاق خشک کن خلاء با دمای 30 درجه سانتی گراد تا وزن ثابت خشک کنید و سپس آن را به صورت پودر بدون حس ذرات آسیاب کنید. آنالیز فاز را با استفاده از پراش سنج اشعه ایکس انجام دهید. محدوده اسکن 5-70 درجه، سرعت اسکن (10 درجه در دقیقه) و اندازه مرحله اسکن (0.02 درجه) بود.
پس از خشک کردن نمونه های خمیر سیمان با سن پخت 7 روز در محیط های پخت مختلف و دوزهای ESA-I، آزمایش طیف سنجی مادون قرمز تبدیل فوریه (FTIR) با استفاده از NICOLET380 تولید شرکت نیکولیک در ایالات متحده برای شناسایی ترکیب هیدراتاسیون سیمان انجام شد. روند. محدوده اسکن 4000 سانتی متر -1 -400 سانتی متر -1 بود و نمونه و پس زمینه 32 بار اسکن شدند.
ذرات CSM را که به هیدراتاسیون خاتمه داده اند در اجاق خشک کن خلاء 30 درجه سانتیگراد تا وزن ثابت خشک کنید. یک سطح مشاهده نسبتاً صاف و بدون نقص برای درمان اسپری طلا بگیرید. در اتاق اسکن با بزرگنمایی 2000 برابر اسکن کنید تا ریزساختار CSM را در محیط های پخت مختلف و دوزهای ESA-I مشاهده کنید.
