UHPC là tên viết tắt của bê tông tính năng siêu cao có cường độ cao, độ dẻo dai cao và độ bền tuyệt vời, được sử dụng chủ yếu trong cầu, bảo tồn nước, hàng hải và các dự án kỹ thuật khác. Silica fume, như một phụ gia khoáng có khả năng phản ứng cao, là vật liệu quan trọng để điều chế UHPC và cải thiện khả năng sử dụng cũng như độ bền của nó ở nhiệt độ phòng. HSA đã tổng hợp ảnh hưởng của các loại phụ gia và loại khói silica khác nhau đến hiệu suất của ma trận UHPC trong điều kiện xử lý ở nhiệt độ phòng để bạn tham khảo.

Ảnh hưởng của pha tạp silica fume đến hiệu suất của nền UHPC

1.Ảnh hưởng của pha tạp silica fume đến tính lưu động

Pha tạp khói silic từ 15% đến 30%, hiệu suất tổng thể của luồng ma trận UHPC có xu hướng giảm dần. Đặc biệt từ 15% đến 25%, tốc độ dòng chảy giảm đáng kể. Bởi vì các hạt silica fume nhỏ hơn gần hai bậc so với các hạt xi măng, độ mịn và diện tích bề mặt riêng lớn hơn nhiều, do đó nhu cầu nước của nền tăng lên khi tăng liều lượng silica fume. Sau khi lượng doping lớn hơn 25%, ảnh hưởng đến tốc độ dòng chảy là không rõ ràng, và thậm chí một số nhóm có vẻ tăng nhẹ. Bởi vì các hạt silica fume ngoài việc lấp đầy các lỗ chân lông lớn hơn, với sự gia tăng hơn nữa về lượng doping, Các hạt silica fume cũng tồn tại trong các hạt xi măng tương đối lớn giữa vai trò bôi trơn, từ đó cải thiện tính lưu loát của ma trận.

2.Ảnh hưởng của phụ gia silica fume đến cường độ

Ảnh hưởng của khói silica đến độ bền của UHPC chủ yếu thể hiện ở hai khía cạnh:

• Hiệu ứng làm đầy vi mô do chính các hạt mịn, các hạt silica fume lấp đầy các lỗ rỗng và giữa các hạt xi măng lớn hơn, giảm số lượng lỗ chân lông lớn trong ma trận, tối ưu hóa sự phân cấp vật liệu xi măng và tăng cường độ nén của hệ thống;
• Hiệu ứng tro núi lửa của silica fume làm thay đổi quá trình hydrat hóa của thành phần xi măng UHPC, làm giảm Ca(OH)2, yếu về sức mạnh, và làm tăng đáng kể hàm lượng chất gel C-S-H được tạo ra.

Cường độ nén của nền đạt được khi phụ gia silica fume được 15%, sau đó cường độ nén có xu hướng giảm tổng thể khi tăng lượng phụ gia silica fume. Bởi vì phản ứng tro núi lửa của silica fume rất yếu trong điều kiện nhiệt độ phòng, một phần lớn khói silica không phản ứng và không thể phát huy hiệu quả tác dụng cải thiện sức mạnh. So sánh với bùn ròng của 52.5 xi măng silicat loại, cường độ nén tại 0.16 đến 0.22 tỷ lệ nước-xi măng đều nằm trong khoảng 112 và 114 MPa, Điều này cho thấy cường độ nén của nền UHPC đều tăng so với bùn lưới sau khi kết hợp với silica fume.

Lượng định lượng silica fume cho nền UHPC được điều chế bằng các loại xi măng khác nhau

Vì hiệu suất tổng thể của ma trận UHPC có mối quan hệ lớn hơn với các loại xi măng, và sự khác biệt giữa 52.5 xi măng silicat loại và 45.5 xi măng chịu nhiệt trung bình, cho hai loại xi măng khác nhau, Việc sản xuất silica fume trong quá trình chuẩn bị nền UHPC cũng có những yêu cầu khác nhau.

1. Liều lượng silica fume cho 52.5 chuẩn bị xi măng silicat cấp

Các định luật về dòng chảy và cường độ trong thử nghiệm 52.5 xi măng silicat loại trộn với khói silic bán đậm đặc phù hợp với kết quả của khói silic sơ cấp (khói silic không đông đặc). Khi zirconium silica bốc khói và khói silica trắng đã được thêm vào, tốc độ dòng chảy không thay đổi nhiều ở 15% và 20%, và đã có tính lưu loát tốt, đặc biệt là khói silica zirconi, có tốc độ dòng chảy là 175 mm tại 0.16 tỷ lệ xi măng nước. sau đó, tốc độ dòng chảy tăng đáng kể khi tăng lượng silica fume; cả bốn loại silica fume đều đạt cường độ nén của ma trận UHPC tại 15% phụ gia. Vì vậy, lượng pha tạp thích hợp của silica fume trong UHPC được điều chế bằng 52.5 xi măng silicat là 15%.

2. Liều lượng silica fume cho 45.5 chuẩn bị xi măng nhiệt độ trung bình

Trong thử nghiệm trộn khói silic bán đậm đặc vào 42.5 xi măng nhiệt trung bình, tốc độ dòng chảy và mô hình cường độ phù hợp với kết quả trộn khói silic sơ cấp. Khi khói silic zirconi và khói silic trắng được trộn lẫn, tốc độ dòng chảy tăng dần khi tăng lượng trộn, và cường độ của mẫu thử không khác biệt nhiều khi lượng trộn là 15% và 20%, và cao hơn một chút ở 20%. Vì vậy, định lượng thích hợp của silica fume trong nền được chuẩn bị bằng 42.5 loại xi măng nhiệt trung bình là 20% trên cơ sở xem xét toàn diện.

Ảnh hưởng của loại khói silic đến hiệu suất của nền UHPC

Trong trường hợp một lượng doping nhất định, loại khói silica có ảnh hưởng khác nhau đến hiệu suất của nền UHPC, và tác dụng của loại silica fume cũng khác nhau đối với các loại xi măng khác nhau được sử dụng trong UHPC.

1.Ảnh hưởng của loại khói silic đến 52.5 xi măng silicat loại

Trong so sánh dọc của cùng một tỷ lệ nước-xi măng, vì 52.5 xi măng silicat loại, về mặt tăng tính linh hoạt của ma trận, khói silic zirconi > khói silica trắng > khói silic sơ cấp > khói silic bán đậm đặc. Mặc dù thành phần của khói silic sơ cấp và bán đậm đặc là như nhau, khói silic bán đậm đặc có mật độ đóng gói cao hơn nhiều và độ phân tán kém hơn trong bùn cứng, dẫn đến khả năng chảy kém hơn. Ngược lại, khói silic zirconia và khói silic màu trắng có khả năng chảy cao hơn đáng kể so với hai loại khói silic màu xám, đặc biệt là khói silica zirconia.

Mặc dù tính lưu động cao của khói silica zirconia giúp giảm tỷ lệ nước-xi măng với khả năng thi công được đảm bảo, cường độ của ma trận UHPC pha tạp với khói silica zirconia không đạt cường độ cao như mong đợi, và cường độ nén của ma trận UHPC pha tạp khói silica zirconia ở 0.16 tỷ lệ nước-xi măng chỉ 121.6 MPa, chỉ ra rằng sự đóng góp của chính khói silica zirconia trong việc cải thiện độ bền của UHPC là rất nhỏ. Sự cải thiện khả năng chảy của khói silic trắng tốt hơn hai khói silic xám, và sự cải thiện độ bền UHPC lớn hơn trong số bốn khói silic do hàm lượng SiO2 cao hơn trong khói silic trắng, tham gia vào hoạt động phản ứng.

Giới hạn trên của cường độ chịu nén của ma trận UHPC với 52.5 loại xi măng silicat xuất hiện ở tỷ lệ 15% khói silic trắng pha tạp với tỷ lệ nước-xi măng 0.18, và sức mạnh là 141.7 MPa, mà tăng theo 26.5% so với bột xi măng ròng; giới hạn trên của cường độ của khói silic bán đậm đặc pha tạp với khói silic bán đậm đặc xuất hiện trong nhóm có độ chảy là 180 mm, phù hợp với kết luận trước đó rằng ma trận ở mức độ dòng chảy khoảng 180 mm có khả năng làm việc tốt hơn và có lợi cho việc cải thiện sức mạnh.

2. Ảnh hưởng của loại khói silic đến 42.5 xi măng nhiệt trung bình

Đối với ma trận được chuẩn bị bởi 42.5 xi măng nhiệt trung bình, sự cải thiện tính lưu động cũng là zirconia silica fume > khói silica trắng > khói silic sơ cấp > khói silic bán đậm đặc; xét về sức mạnh, ngoại trừ nền trộn với zirconia silica fume, giới hạn cường độ trên của tất cả các nhóm xuất hiện ở tỷ lệ nước-xi măng là 0.18, khi tính linh hoạt của ma trận cũng gần với mức lý tưởng hơn.

Sức mạnh của khói silica zirconium cao hơn ở 0.16 tỷ lệ xi măng nước, bởi vì luồng ma trận quá cao sau đó. The upper strength limits of the matrix mixed with the four silica fume types: khói silica trắng (142.6 MPa) > khói silic sơ cấp (138.4 MPa) > khói silic bán đậm đặc (134.2 MPa) > khói silic zirconi (126.9 MPa), which increased the strength relative to the net slurry by 18.8%, 15.3%, 11.8%, và 5.8%, tương ứng, further demonstrating that the contribution of white silica fume to the strength of UHPC is greater, and the primary silica fume is second.