Ocena odporności betonu na katastrofy z użyciem nanocząstek dwutlenku tytanu

Na początek przygotuj cztery grupy próbek, używając mieszanki cementu Portland CPII, kruszonego kamienia, średnio wypłukanego piasku rzecznego i wody, utrzymując stosunek wody do cementu 0,5. Dla każdego okazu ważącego 3,63 kilograma ważyć odpowiednie ilości cementu, piasku, żwiru i dodać wodę. Dokładnie ujednolic wszystkie składniki, aby uzyskać możliwie najbardziej jednorodną masę.

Odlewaj mieszany do form i sprawdzaj mieszankę pod kątem oznak segregacji kruszywa, swobodnego gromadzenia się wody lub zabarwiania materiału niezmieszanego, aby zapewnić jednolitą spójność i reprezentatywne rezultaty. Teraz formuj próbki w cylindrycznych metalowych formach o średnicy 10 centymetrów i wysokości 20 centymetrów. Wypełnij każdą formę tak, aby osiągnął wyznaczony poziom z równomiernym rozłożeniem.

Wykonaj próbkę A i wyznacz ją jako kontrolę ujemną bez żadnych dodatków, aby służyła jako punkt odniesienia do porównania z innymi próbkami. Uzyskaj próbkę B, dodając 1% dwutlenku nanotytanu, czyli około 36,3 grama, do mieszanki. Równomiernie rozmieszczaj nanocząstki na masie, aby zapobiec aglomeracji.

Podobnie przygotuj próbki C i D, zapewniając jednorodność wśród zestawów próbek. Następnie przygotuj próbkę E, dodając do mieszanki dodatek plastyfikatora na bazie miedzi o masie około 108,9 grama i wyznacz tę próbkę jako dodatnią kontrolę, aby porównać efekt plastyfikatora w porównaniu z innymi próbkami. Wszystkie próbki przechowuj w miejscu w kontrolowanych warunkach, chronionych przed wpływami środowiskowymi, aby oczekiwać na czas utwardzenia.

Oto okazy w obszarze kontrolowanym wilgotnością, utrzymywanych w temperaturze około 23 stopni Celsjusza i wilgotności względnej co najmniej 95% przez 24 godziny. Po tym początkowym okresie zanurz próbki w wodzie nasyconej wapnem, utrzymując je w tej samej temperaturze 23 stopni Celsjusza w celu dalszego utwardzania przez wyznaczony czas. Po utwardzeniu usuń próbki i zmierz wagę każdego z nich, aby potwierdzić, że każdy ma średnią masę 3,63 kilograma.

Kondycjonuj okazy w temperaturze pokojowej około 23 stopni Celsjusza, zgodnie z poniższym harmonogramem. Poddaj każdą próbkę testowi ściskania osiowego za pomocą uniwersalnej maszyny do testowania rozciągania i ściskania. Upewnij się, że pojemność ładowania maszyny testującej jest zgodna z wymiarami próbki oraz zweryfikować, czy cyfrowy system sterowania jest włączony do monitorowania i rejestrowania przyłożonego obciążenia w czasie rzeczywistym.

Kontynuuj nakładanie obciążenia ściskającego aż do awarii próbki i zapisuj maksymalne obciążenie podtrzymywane w chwili pęknięcia. Oblicz wytrzymałość na ściskanie każdej próbki za pomocą wzoru. Następnie przeprowadz test wytrzymałości na ściskanie, ustawiając każdą cylindryczną próbkę o średnicy 100 milimetrów i wysokości 200 milimetrów pionowo w centrum prasy hydraulicznej.

Zapewnij prawidłowy kontakt między próbką a płytami ładunkowymi. Obciążenie osiowe należy stosować ciągłie i bez uderzenia z prędkością około 0,45 megapascala na sekundę. Powtórz tę procedurę dla wszystkich trzech zestawów próbek.

Kontrolne, próbki addytywne domieszkowane dwutlenkiem tytanu i oparte na miedzi. Systematycznie zapisuj wszystkie wartości do późniejszego porównania między różnymi zestawami prób. Na koniec porównaj zarejestrowane wartości wytrzymałości na ściskanie, aby ocenić różnice w zachowaniu mechanicznym i wydajności między próbkami kontrolnymi, domieszkiwanymi dwutlenkiem tytanu a addytywnymi na bazie miedzi.

Testy kompresyjne wykazały, że próbki betonu zawierające 1% dwutlenku tytanu na masę miały wyższą wytrzymałość na ściskanie zarówno niż kontrolny, jak i te z plastyfikatorem na bazie miedzi 3%. Wśród próbek poddanych utwardzaniu przez 28 dni podczas testów wytrzymałości ściskania, próbki B3, C3 i D3 wydawały się wyraźnie jaśniejsze niż próbki oznaczone A3 i E3. Okaz oznaczony jako B miał najwyższą wytrzymałość ściskającą po 28 dniach utwardzania, wynoszącą 17 379 megapaskalów. Próbki oznaczone A i E wykazywały niższe wartości wytrzymałości ściskającej po 28 dniach utwardzania, odpowiednio 13 018 i 9 725 megapaskalów.