Rôl metakaolin mewn concrit

(1) Gwella cryfder slyri sment a morter, mae cryfder uchel yn un o ddangosyddion concrit perfformiad uchel. Un o brif ddibenion ychwanegu metakaolin yw gwella cryfder morter sment a choncrit.

Cynhaliodd Poon et al. (2001) brofion cryfder cywasgol ar slyri sment gyda chymhareb sment dŵr o 0.3, a baratowyd trwy ddisodli sment Portland gyda 0-20% (cyfran màs) caolin a phowdr silica. Dangosodd y canlyniadau fod cryfder cywasgol slyri sment yn cynnwys 5% i 20% caolin yn uwch na chryfder y sment cyfeirio ym mhob oedran, gyda sment yn cynnwys 10% caolin yn dangos cynnydd o 20% mewn cryfder ar 28 a 90 diwrnod o'i gymharu â'r sment cyfeirio. Dangosodd sment yn cynnwys 5% i 10% o bowdr silica hefyd gynnydd o 20% mewn cryfder ar 28 a 90 diwrnod o'i gymharu â'r sment cyfeirio. Mae ei gryfder ar 28d a 90d yn cyfateb i gryfder sment caolin, ond mae ei gryfder cynnar yn is na chryfder y sment meincnod. Mae dadansoddiad yn awgrymu y gallai hyn fod yn gysylltiedig â chryfder difrifol y powdr silicon a ddefnyddir a gwasgariad annigonol yn y slyri sment.

(2) Astudiodd Li Keliang et al. (2005) effeithiau tymheredd calchynnu, amser calchynnu, a chynnwys SiO2 ac A12O3 mewn caolin ar weithgaredd metakaolin i wella cryfder concrit sment. Paratowyd concrit cryfder uchel a pholymerau pridd gan ddefnyddio metakaolin. Mae'r canlyniadau'n dangos, pan fo cynnwys caolin yn 15% a'r gymhareb sment dŵr yn 0.4, bod cryfder cywasgol 28 diwrnod yn 71.9 MPa. Pan fo cynnwys caolin yn 10% a'r gymhareb sment dŵr yn 0.375, bod cryfder cywasgol 28 diwrnod yn 73.9 MPa. Ar ben hynny, pan fo cynnwys metakaolin yn 10%, mae ei fynegai gweithgaredd yn cyrraedd 114, sydd 11.8% yn uwch na'r un faint o bowdr silicon. Felly, credir y gellir defnyddio metakaolin i baratoi concrit cryfder uchel.

Astudiodd Qian Xiaoqian et al. (2001) y berthynas straen-ymestyn tynnol echelinol mewn concrit gyda chynnwys caolin o 0, 0.5%, 10%, a 15%. Fe wnaethant ganfod, gyda chynnydd cynnwys caolin, fod uchafbwynt straen cryfder tynnol echelinol concrit wedi cynyddu'n sylweddol, ac arhosodd y modwlws elastigedd tynnol yn ddigyfnewid yn y bôn. Fodd bynnag, cynyddodd cryfder cywasgol concrit yn sylweddol, a gostyngodd y gymhareb cryfder cywasgol yn gyfatebol. Pan fo cynnwys caolin yn 15%, mae cryfder tynnol a chryfder cywasgol y concrit yn 128% a 184% o'r concrit cyfeirio, yn y drefn honno.

Canfu Cao Zhengliang et al. (2004) yn eu hastudiaeth ar effaith cryfhau powdr ultra-fân o metakaolin ar goncrit, o dan yr un hylifedd, fod morter yn cynnwys 10% o metakaolin wedi cynyddu ei gryfder cywasgol a'i gryfder plygu 6% i 8% ar ôl 28 diwrnod. Roedd datblygiad cryfder cynnar concrit wedi'i gymysgu â metakaolin yn sylweddol gyflymach na datblygiad cryfder concrit safonol. O'i gymharu â'r concrit meincnod, mae gan y concrit sy'n cynnwys 15% o metakaolin gynnydd o 84% mewn cryfder cywasgol echelinol 3D a chynnydd o 80% mewn cryfder cywasgol echelinol 28d, tra bod gan y modwlws elastig statig gynnydd o 9% mewn 3D a chynnydd o 8% mewn 28d.

Astudiodd Huang Zhan et al. (2008) effaith gwahanol gymhareb gymysgu metakaolin a slag ar gryfder a gwydnwch concrit. Mae'r canlyniadau'n dangos bod ychwanegu metakaolin at goncrit slag yn gwella cryfder a gwydnwch y concrit. Y gymhareb orau o slag i sment yw tua 3:7, gan arwain at gryfder concrit delfrydol. Mae gwahaniaeth bwa concrit cyfansawdd ychydig yn uwch na gwahaniaeth concrit slag sengl, oherwydd effaith lludw folcanig metakaolin. Mae ei gryfder tynnol hollti yn uwch na chryfder y concrit meincnod.

Defnyddiodd Yang Fengling et al. (2011) symiau cyfartal o fetakaolin, lludw hedfan, a slag i gymryd lle sment, a chymysgu metakaolin ar wahân â lludw hedfan a slag i baratoi concrit. Astudiwyd ymarferoldeb, cryfder cywasgol, a gwydnwch y concrit. Dangosodd y canlyniadau, pan ddefnyddiwyd kaolin i gymryd lle 5% i 25% o sment mewn symiau cyfartal, fod cryfder cywasgol concrit ym mhob oedran wedi gwella; Pan ddefnyddir kaolin mewn symiau cyfartal i gymryd lle sment 20%, mae'r cryfder cywasgol ym mhob oedran yn ddelfrydol. Mae'r cryfder ar 3d, 7d, a 28d yn 26.0%, 14.3%, ac 8.9% yn uwch na chryfder concrit heb ychwanegu kaolin, yn y drefn honno. Mae hyn yn dangos, ar gyfer sment Portland Math II, y gall ychwanegu metakaolin wella cryfder y concrit wedi'i baratoi.

Defnyddiodd Zhang Chengbo et al. (2012) slag dur, metakaolin, a deunyddiau eraill fel y prif ddeunyddiau crai i baratoi sment geopolymer i ddisodli sment Portland traddodiadol, gan gyflawni'r nod o gadwraeth ynni, lleihau defnydd, a throi gwastraff yn drysor. Dangosodd y canlyniadau, pan oedd cynnwys y dur a chynnwys y lludw hedfan ill dau yn 20%, fod cryfder y bloc prawf ar ôl 28 diwrnod wedi cyrraedd lefel uchel iawn (95.5MPa). Wrth i faint o slag dur a ychwanegwyd gynyddu, gall hefyd chwarae rhan benodol wrth leihau crebachiad sment geopolymer.

Mabwysiadodd Chen Guocan (2010) y llwybr technegol o “sment Portland+cymysgedd mwynau gweithredol+asiant lleihau dŵr effeithlonrwydd uchel”, technoleg concrit dŵr magnetig a phroses baratoi gonfensiynol, a chynhaliodd arbrofion paratoi ar goncrit slag carreg cryfder uwch-uchel carbon isel gan ddefnyddio deunyddiau crai o ffynonellau lleol fel cerrig a slag. Mae'r canlyniadau'n dangos mai'r dos priodol o fetakaolin yw 10%. Mae'r gymhareb màs i gryfder cyfraniad sment fesul uned màs o goncrit slag carreg cryfder uwch-uchel tua 4.17 gwaith yn fwy na choncrit cyffredin, 2.49 gwaith yn fwy na choncrit cryfder uchel (HSC), a 2.02 gwaith yn fwy na choncrit powdr adweithiol (RPC). Felly, concrit slag carreg cryfder uwch-uchel wedi'i baratoi gyda sment dos isel yw cyfeiriad datblygiad concrit yn oes yr economi carbon isel.

(3) Ar ôl ychwanegu caolin sy'n gallu gwrthsefyll rhew at goncrit, mae maint mandwll y concrit yn cael ei leihau'n fawr, gan wella cylch rhewi-dadmer y concrit. Canfu Feng Naiqian (2002) fod modwlws elastigedd y sampl concrit gyda chynnwys caolin o 15% ar 28 diwrnod oed yn sylweddol uwch na modwlws y concrit cyfeirio ar 28 diwrnod oed o dan nifer penodol o gylchoedd rhewi-dadmer. Gall rhoi metakaolin a phowdrau mân iawn eraill mewn concrit mewn cyfansawdd wella perfformiad gwydnwch concrit yn fawr.