Die rol van metakaolien in beton

(1) Verbetering van die sterkte van sementmortel en -mortel, hoë sterkte is een van die aanwysers van hoëprestasiebeton. Een van die hoofdoelwitte van die byvoeging van metakaolien is om die sterkte van sementmortel en beton te verbeter.

Poon et al. (2001) het druksterktetoetse op sementslurries met 'n watersementverhouding van 0.3 uitgevoer, voorberei deur Portland-sement te vervang met 0-20% (massafraksie) kaolien en silikapoeier. Die resultate het getoon dat die druksterkte van sementslurries wat 5% tot 20% kaolien bevat, hoër was as dié van die verwysingssement op alle ouderdomme, met sement wat 10% kaolien bevat wat 'n 20% toename in sterkte op 28 en 90 dae toon in vergelyking met die verwysingssement. Sement wat 5% tot 10% silikapoeier bevat, het ook 'n 20% toename in sterkte op 28 en 90 dae getoon in vergelyking met die verwysingssement. Die sterkte daarvan op 28d en 90d is gelykstaande aan dié van kaoliensement, maar die vroeë sterkte daarvan is laer as die maatstafsement. Analise dui daarop dat dit moontlik verband hou met die ernstige agglomerasie van die silikonpoeier wat gebruik word en onvoldoende verspreiding in die sementslurry.

(2) Li Keliang et al. (2005) het die effekte van kalsinasietemperatuur, kalsinasietyd en SiO2- en A12O3-inhoud in kaolien op die aktiwiteit van metakaolien bestudeer om die sterkte van sementbeton te verbeter. Hoësterktebeton en grondpolimere is met metakaolien voorberei. Die resultate toon dat wanneer die kaolieninhoud 15% is en die watersementverhouding 0.4 is, die 28-dae druksterkte 71.9 MPa is. Wanneer die kaolieninhoud 10% is en die watersementverhouding 0.375 is, is die 28-dae druksterkte 73.9 MPa. Verder, wanneer die metakaolieninhoud 10% is, bereik die aktiwiteitsindeks 114, wat 11.8% hoër is as dieselfde hoeveelheid silikonpoeier. Daarom word geglo dat metakaolien gebruik kan word om hoësterktebeton voor te berei.

Qian Xiaoqian et al. (2001) het die aksiale trekspanning-vervormingsverhouding van beton met kaolieninhoud van 0, 0.5%, 10% en 15% bestudeer. Hulle het bevind dat met die toename van kaolieninhoud, die piekvervorming van die aksiale treksterkte van beton aansienlik toegeneem het, en die trek-elastiese modulus basies onveranderd gebly het. Die druksterkte van beton het egter aansienlik toegeneem, en die druksterkteverhouding het ooreenstemmend afgeneem. Wanneer die kaolieninhoud 15% is, is die treksterkte en druksterkte van die beton onderskeidelik 128% en 184% van die verwysingsbeton.

Cao Zhengliang et al. (2004) het in hul studie oor die versterkingseffek van ultrafyn poeier van metakaolien op beton bevind dat, onder dieselfde vloeibaarheid, mortel wat 10% metakaolien bevat, sy druksterkte en buigsterkte met 6% tot 8% verhoog het na 28 dae. Die vroeë sterkte-ontwikkeling van beton gemeng met metakaolien was aansienlik vinniger as dié van standaardbeton. In vergelyking met die maatstafbeton, het die beton wat 15% metakaolien bevat, 'n 84% toename in 3D aksiale druksterkte en 'n 80% toename in 28d aksiale druksterkte, terwyl die statiese elastiese modulus 'n 9% toename in 3D en 'n 8% toename in 28d het.

Huang Zhan et al. (2008) het die effek van verskillende mengverhoudings van metakaolien en slak op die sterkte en duursaamheid van beton bestudeer. Die resultate toon dat die byvoeging van metakaolien tot slakbeton beide die sterkte en duursaamheid van die beton verbeter. Die optimale verhouding van slak tot sement is ongeveer 3:7, wat lei tot ideale betonsterkte. Die boogverskil van saamgestelde beton is effens hoër as dié van enkelslakbeton, as gevolg van die vulkaniese as-effek van metakaolien. Die splitstreksterkte daarvan is hoër as dié van die maatstafbeton.

Yang Fengling et al. (2011) het gelyke hoeveelhede metakaolien, vliegas en slak gebruik om sement te vervang, en metakaolien afsonderlik met vliegas en slak gemeng om beton voor te berei. Die werkbaarheid, druksterkte en duursaamheid van die beton is bestudeer. Die resultate het getoon dat wanneer kaolien gebruik is om 5% tot 25% sement in gelyke hoeveelhede te vervang, die druksterkte van beton op alle ouderdomme verbeter is; Wanneer kaolien in gelyke hoeveelhede gebruik word om sement met 20% te vervang, is die druksterkte op elke ouderdom ideaal. Die sterkte op 3d, 7d en 28d is onderskeidelik 26.0%, 14.3% en 8.9% hoër as dié van beton sonder bygevoegde kaolien. Dit dui daarop dat vir Tipe II Portland-sement, die byvoeging van metakaolien die sterkte van die voorbereide beton kan verbeter.

Zhang Chengbo et al. (2012) het staalslak, metakaolien en ander materiale as die hoofgrondstowwe gebruik om geopolimeersement voor te berei om tradisionele Portland-sement te vervang, wat die doelwit van energiebesparing, verbruiksvermindering en die omskepping van afval in skatte bereik het. Die resultate het getoon dat toe die staalinhoud en vliegasinhoud albei 20% was, die sterkte van die toetsblok na 28 dae 'n baie hoë vlak (95.5 MPa) bereik het. Namate die hoeveelheid staalslak wat bygevoeg word, toeneem, kan dit ook 'n sekere rol speel in die vermindering van die krimping van geopolimeersement.

Chen Guocan (2010) het die tegniese roete van "Portland-sement + aktiewe mineraalmengsel + hoë-doeltreffendheid waterverminderingsmiddel", gemagnetiseerde waterbetontegnologie en konvensionele voorbereidingsproses aangeneem, en voorbereidingseksperimente op lae-koolstof ultra-hoë sterkte klipslakbeton uitgevoer met behulp van plaaslik verkrygde grondstowwe soos klippe en slak. Die resultate dui daarop dat die toepaslike dosis metakaolien 10% is. Die massa-tot-sterkte-verhouding van sementbydrae per eenheidsmassa van ultra-hoë sterkte klipslakbeton is ongeveer 4.17 keer dié van gewone beton, 2.49 keer dié van hoësterktebeton (HSC), en 2.02 keer dié van reaktiewe poeierbeton (RPC). Daarom is ultra-hoë sterkte klipslakbeton wat met lae dosis sement voorberei word, die rigting van betonontwikkeling in die lae-koolstof-ekonomie-era.

(3) Nadat kaolien met rypbestandheid by beton gevoeg is, word die poriegrootte van die beton aansienlik verminder, wat die vries-dooi-siklus van die beton verbeter. Feng Naiqian (2002) het bevind dat die elastiese modulus van die betonmonster met 'n 15% kaolieninhoud op 28 dae ouderdom onder 'n sekere aantal vries-dooi-siklusse aansienlik hoër is as dié van die verwysingsbeton op 28 dae ouderdom. Die saamgestelde toediening van metakaolien en ander minerale ultrafyn poeiers in beton kan die duursaamheidsprestasie van beton aansienlik verbeter.