Beoordeling van de rampbestendigheid van beton met titaniumdioxide-nanodeeltjes

Om te beginnen bereid je vier groepen monsters voor met een betonmengsel van Portland CPII-cement, gebroken steen, middelmatig gewassen rivierzand en water, waarbij je een water-cementverhouding van 0,5 handhaaft. Voor elk monster van 3,63 kilogram weeg je de juiste hoeveelheden cement, zand, grind en voeg je water toe. Homogeniseer alle componenten grondig om de meest uniforme massa mogelijk te verkrijgen.

Giet het gemengde beton in de mallen en inspecteer het mengsel op tekenen van aggregaatscheiding, vrije waterophoping of verkleuring door ongemengd materiaal om een uniforme consistentie voor representatieve resultaten te garanderen. Giet de testmonsters nu in cilindrische metalen vormen met een diameter van 10 centimeter en een hoogte van 20 centimeter. Vul elke mal zodat het beton het aangewezen niveau bereikt met een gelijkmatige verdeling.

Produceer monster A en wijs het aan als negatieve controle zonder additieven als basis voor vergelijking met de andere monsters. Produceer monster B door 1% nanotitaniumdioxide, ongeveer 36,3 gram, in het betonmengsel te verwerken. Verdeel de nanodeeltjes gelijkmatig over de massa om agglomeratie te voorkomen.

Bereid op vergelijkbare wijze monsters C en D voor, zodat homogeniteit tussen de monstersets wordt gegarandeerd. Bereid nu monster E voor door een 3% kopergebaseerd plasticmakeradditief, ongeveer 108,9 gram, in het betonmengsel toe te voegen en dit monster aan te wijzen als positieve controle om het effect van de weekmaker ten opzichte van de andere monsters te vergelijken. Bewaar alle monsters in een gebied met gecontroleerde omstandigheden die beschermd zijn tegen omgevingsinvloeden om te wachten op de uithardingstijd.

Hier zijn de exemplaren in een vochtigheidsgecontroleerd gebied dat gedurende 24 uur op een temperatuur van ongeveer 23 graden Celsius en een relatieve luchtvochtigheid van minstens 95% wordt gehouden. Na deze initiële periode dompelen de exemplaren onder in kalkverzadigd water, dat op dezelfde temperatuur van 23 graden Celsius wordt gehouden voor verdere uitharding gedurende de aangewezen periode. Na het uitharden verwijder je de monsters en meet je het gewicht van elk exemplaar om te bevestigen dat elk een gemiddelde massa van 3,63 kilogram heeft.

Conditioneer de exemplaren bij kamertemperatuur van ongeveer 23 graden Celsius, volgens het volgende schema. Onderwerp elk monster aan een axiale compressietest met een universele trek- en compressietestmachine. Zorg ervoor dat de load cell-capaciteit van de testmachine compatibel is met de afmetingen van het monster en verifieer dat een digitaal besturingssysteem is ingeschakeld voor realtime monitoring en registratie van de toegepaste belasting.

Blijf de drukbelasting aanbrengen totdat het monster faalt en registreer de maximale ondersteunde belasting op het moment van breuk. Bereken de druksterkte van elk monster met behulp van de formule. Vervolgens voert u de druksterktetest uit door elk cilindrisch monster met een diameter van 100 millimeter en 200 millimeter hoogte verticaal in het midden van de hydraulische pers te plaatsen.

Zorg voor goed contact tussen het monster en de laadplaten. Leg de axiale belasting continu en zonder impact uit met een snelheid van ongeveer 0,45 megapascal per seconde. Herhaal deze procedure voor alle drie de monstersets.

Controle, titaniumdioxide-gedopeerde en kopergebaseerde additieve monsters. Noteer alle waarden systematisch voor latere vergelijking tussen de verschillende steekproefsets. Vergelijk tenslotte de geregistreerde druksterktewaarden om het mechanisch gedrag en de prestatieverschillen tussen de controle-, titaniumdioxide-gedopeerde en kopergebaseerde additieve monsters te beoordelen.

Compressietests toonden aan dat betonmonsters met 1% titaniumdioxide per massa een hogere druksterkte hadden dan zowel het controlebeton als die met 3% koper-gebaseerde weekmaker. Onder de monsters die 28 dagen uitharden tijdens druksterktetests werden onderworpen, leken de exemplaren B3, C3 en D3 zichtbaar lichter van kleur dan exemplaren met de labels A3 en E3. Het specimen met het label B had de hoogste druksterkte na 28 dagen uitharding bij 17.379 megapascal. Exemplaren met het label A en E vertoonden lagere druksterkte na 28 dagen uitharding, met waarden van respectievelijk 13.018 en 9.725 megapascal.