Nghiên cứu hiệu suất sau nhiệt độ cao của bê tông Geopolymer dựa trên tro bay: FA30 giữ lại khoảng 80% cường độ nén ở 400 ° C

Bối cảnh nghiên cứu và thiết kế thử nghiệm

Bê tông địa chất polymer dựa trên tro bay được coi là vật liệu thay thế bền vững do dấu chân carbon thấp và độ ổn định nhiệt vượt trội so với bê tông xi măng silicat thông thường (OPC). Nghiên cứu này triển khai thí nghiệm đối với các tính chất cơ học còn sót lại, trượt liên kết, ma sát cắt và cấu trúc vi mô sau khi tiếp xúc với nhiệt độ cao từ 200 ° C đến 800 ° C, thiết lập năm mức thay thế tro bay 0%, 20%, 30%, 40% và 50%, nội dung kiểm tra bao gồm cường độ nén, độ bền kéo tách, phản ứng ứng suất, hành vi liên kết kéo và ma sát cắt.

Kết quả thí nghiệm chính

Thí nghiệm cho thấy tất cả các hỗn hợp địa polymer đều bị suy thoái dần theo nhiệt độ tăng cao, nhưng tính chất còn lại của hỗn hợp 20% -30% pha trộn tro bay và ổn định nhiệt tốt hơn. FA30 giữ lại khoảng 80% cường độ nén ban đầu ở 400 ° C, với hiệu suất suy giảm đáng kể sau khi vượt quá 600 ° C. Mô đun đàn hồi giảm khoảng 85-95% ở 800 ° C và căng thẳng đỉnh tăng lên đáng kể, cho thấy sự thay đổi vật liệu từ giòn sang dẻo khi tiếp xúc với nhiệt. So với bê tông OPC thông thường, độ bền liên kết của geopolymer dựa trên tro bay bị suy giảm nhẹ hơn và FA20 và FA30 cho thấy tỷ lệ giữ liên kết tốt hơn và giá trị trượt thấp hơn ở nhiệt độ cao. Các quan sát SEM xác nhận rằng sự gia tăng khả năng chịu nhiệt geopolymer chủ yếu liên quan đến sự hình thành mạng lưới gel silicat nhôm ổn định, giảm microcrack và kiểm soát phát triển lỗ chân lông. Nghiên cứu cũng đề xuất các mô hình thoái hóa dựa trên hồi quy và mô hình trượt liên kết và xác minh với dữ liệu thực nghiệm và các tài liệu hiện có.

Ý nghĩa đối với ngành công nghiệp phụ trợ polymer và vật liệu xây dựng

Nghiên cứu này mặc dù tập trung vào vật liệu bê tông, nhưng kết luận của nó về quy luật suy thoái hiệu suất sau nhiệt độ cao và duy trì liên kết, có giá trị tham khảo đối với phòng cháy, thời tiết và đánh giá an toàn kết cấu trong lĩnh vực xây dựng và cải thiện nhà. Trong hệ thống vật liệu xây dựng như hồ sơ PVC, keo dán và sơn xây dựng, sự ổn định thời tiết và sự kết hợp hợp lý của chất chống oxy hóa và chất ổn định ánh sáng cũng là chìa khóa để đảm bảo hiệu suất lâu dài; Hiện tượng suy thoái độ bền liên kết nhẹ nhàng hơn của bê tông địa chất polymer ở nhiệt độ cao cũng cung cấp ý tưởng tương phản cho thiết kế hiệu suất của giao diện đa vật liệu trong điều kiện tiếp xúc với nhiệt. Các mô hình dự báo suy thoái được đề xuất trong nghiên cứu có thể cung cấp các công cụ để đánh giá hiệu suất cấu trúc sau hỏa hoạn và hỗ trợ các ứng dụng tiềm năng của geopolymer dựa trên tro bay trong các hệ thống kết cấu bền vững và chịu lửa.

Nguồn:Structural Characteristics of Fire‐Exposed Fly Ash Based Geopolymer Concrete， Do Hợp Nhuận hóa chất chỉnh lý.