കോൺക്രീറ്റിൽ മെറ്റാക്കോളിന്റെ പങ്ക്

(1) സിമന്റ് സ്ലറിയുടെയും മോർട്ടറിന്റെയും ശക്തി മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നത്, ഉയർന്ന ശക്തി ഉയർന്ന പ്രകടനമുള്ള കോൺക്രീറ്റിന്റെ സൂചകങ്ങളിലൊന്നാണ്. മെറ്റാക്കോലിൻ ചേർക്കുന്നതിന്റെ പ്രധാന ഉദ്ദേശ്യങ്ങളിലൊന്ന് സിമന്റ് മോർട്ടാറിന്റെയും കോൺക്രീറ്റിന്റെയും ശക്തി മെച്ചപ്പെടുത്തുക എന്നതാണ്.

പൂൺ തുടങ്ങിയവർ (2001) 0.3 എന്ന വാട്ടർ സിമന്റ് അനുപാതമുള്ള സിമന്റ് സ്ലറികളിൽ കംപ്രസ്സീവ് ശക്തി പരിശോധനകൾ നടത്തി, പോർട്ട്‌ലാൻഡ് സിമന്റിന് പകരം 0-20% (മാസ് ഫ്രാക്ഷൻ) കയോലിൻ, സിലിക്ക പൗഡർ എന്നിവ ഉപയോഗിച്ച് ഇത് തയ്യാറാക്കി. 5% മുതൽ 20% വരെ കയോലിൻ അടങ്ങിയ സിമന്റ് സ്ലറികളുടെ കംപ്രസ്സീവ് ശക്തി എല്ലാ പ്രായത്തിലുമുള്ള റഫറൻസ് സിമന്റിനേക്കാൾ കൂടുതലാണെന്ന് ഫലങ്ങൾ കാണിച്ചു, 10% കയോലിൻ അടങ്ങിയ സിമന്റിന് റഫറൻസ് സിമന്റിനെ അപേക്ഷിച്ച് 28, 90 ദിവസങ്ങളിൽ 20% ശക്തി വർദ്ധനവ് കാണിക്കുന്നു. 5% മുതൽ 10% വരെ സിലിക്ക പൊടി അടങ്ങിയ സിമന്റിന് റഫറൻസ് സിമന്റിനെ അപേക്ഷിച്ച് 28, 90 ദിവസങ്ങളിൽ 20% ശക്തി വർദ്ധനവ് കാണിക്കുന്നു. 28-ഉം 90-ഉം ദിവസങ്ങളിൽ അതിന്റെ ശക്തി കയോലിൻ സിമന്റിന് തുല്യമാണ്, പക്ഷേ അതിന്റെ ആദ്യകാല ശക്തി ബെഞ്ച്മാർക്ക് സിമന്റിനേക്കാൾ കുറവാണ്. ഇത് ഉപയോഗിക്കുന്ന സിലിക്കൺ പൊടിയുടെ ഗുരുതരമായ സംയോജനവും സിമന്റ് സ്ലറിയിലെ അപര്യാപ്തമായ വിതരണവുമായി ബന്ധപ്പെട്ടിരിക്കാമെന്ന് വിശകലനം സൂചിപ്പിക്കുന്നു.

(2) ലി കെലിയാങ് തുടങ്ങിയവർ (2005) സിമന്റ് കോൺക്രീറ്റിന്റെ ശക്തി മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നതിനായി കയോലിനിലെ കാൽസിനേഷൻ താപനില, കാൽസിനേഷൻ സമയം, SiO2, A12O3 എന്നിവയുടെ അളവ് മെറ്റാക്കോളിന്റെ പ്രവർത്തനത്തിൽ ചെലുത്തുന്ന സ്വാധീനം പഠിച്ചു. മെറ്റാക്കോളിൻ ഉപയോഗിച്ചാണ് ഉയർന്ന ശക്തിയുള്ള കോൺക്രീറ്റും മണ്ണ് പോളിമറുകളും തയ്യാറാക്കിയത്. കയോലിന്റെ ഉള്ളടക്കം 15% ഉം ജല സിമൻറ് അനുപാതം 0.4 ഉം ആയിരിക്കുമ്പോൾ, 28 ദിവസത്തെ കംപ്രസ്സീവ് ശക്തി 71.9 MPa ആണെന്ന് ഫലങ്ങൾ കാണിക്കുന്നു. കയോലിന്റെ ഉള്ളടക്കം 10% ഉം ജല സിമൻറ് അനുപാതം 0.375 ഉം ആയിരിക്കുമ്പോൾ, 28 ദിവസത്തെ കംപ്രസ്സീവ് ശക്തി 73.9 MPa ആണ്. മാത്രമല്ല, മെറ്റാക്കോളിന്റെ ഉള്ളടക്കം 10% ആയിരിക്കുമ്പോൾ, അതിന്റെ പ്രവർത്തന സൂചിക 114 ൽ എത്തുന്നു, ഇത് അതേ അളവിലുള്ള സിലിക്കൺ പൊടിയേക്കാൾ 11.8% കൂടുതലാണ്. അതിനാൽ, ഉയർന്ന ശക്തിയുള്ള കോൺക്രീറ്റ് തയ്യാറാക്കാൻ മെറ്റാക്കോളിൻ ഉപയോഗിക്കാമെന്ന് വിശ്വസിക്കപ്പെടുന്നു.

0, 0.5%, 10%, 15% എന്നിങ്ങനെയുള്ള കയോലിൻ ഉള്ളടക്കവുമായി കോൺക്രീറ്റിന്റെ അക്ഷീയ ടെൻസൈൽ സമ്മർദ്ദ-സമ്മർദ്ദ ബന്ധത്തെക്കുറിച്ച് ക്വിയാൻ സിയാവോക്യാൻ തുടങ്ങിയവർ (2001) പഠനം നടത്തി. കയോലിൻ ഉള്ളടക്കത്തിന്റെ വർദ്ധനവോടെ, കോൺക്രീറ്റിന്റെ അക്ഷീയ ടെൻസൈൽ ശക്തിയുടെ പീക്ക് സ്ട്രെയിൻ ഗണ്യമായി വർദ്ധിക്കുകയും ടെൻസൈൽ ഇലാസ്റ്റിക് മോഡുലസ് അടിസ്ഥാനപരമായി മാറ്റമില്ലാതെ തുടരുകയും ചെയ്യുന്നുവെന്ന് അവർ കണ്ടെത്തി. എന്നിരുന്നാലും, കോൺക്രീറ്റിന്റെ കംപ്രസ്സീവ് ശക്തി ഗണ്യമായി വർദ്ധിച്ചു, അതിനനുസരിച്ച് കംപ്രസ്സീവ് ശക്തി അനുപാതം കുറഞ്ഞു. കയോലിന്റെ ഉള്ളടക്കം 15% ആയിരിക്കുമ്പോൾ, കോൺക്രീറ്റിന്റെ ടെൻസൈൽ ശക്തിയും കംപ്രസ്സീവ് ശക്തിയും യഥാക്രമം റഫറൻസ് കോൺക്രീറ്റിന്റെ 128% ഉം 184% ഉം ആണ്.

മെറ്റാക്കോളിൻ അൾട്രാഫൈൻ പൊടി കോൺക്രീറ്റിൽ ചെലുത്തുന്ന ശക്തിയെക്കുറിച്ചുള്ള അവരുടെ പഠനത്തിൽ, കാവോ ഷെങ്‌ലിയാങ് തുടങ്ങിയവർ (2004) കണ്ടെത്തിയത്, അതേ ദ്രാവകതയിൽ, 10% മെറ്റാക്കോളിൻ അടങ്ങിയ മോർട്ടാർ 28 ദിവസത്തിനുശേഷം അതിന്റെ കംപ്രസ്സീവ് ശക്തിയും വഴക്കമുള്ള ശക്തിയും 6% മുതൽ 8% വരെ വർദ്ധിപ്പിച്ചു എന്നാണ്. മെറ്റാക്കോളിൻ കലർത്തിയ കോൺക്രീറ്റിന്റെ ആദ്യകാല ശക്തി വികസനം സ്റ്റാൻഡേർഡ് കോൺക്രീറ്റിനേക്കാൾ വളരെ വേഗത്തിലായിരുന്നു. ബെഞ്ച്മാർക്ക് കോൺക്രീറ്റുമായി താരതമ്യപ്പെടുത്തുമ്പോൾ, 15% മെറ്റാക്കോളിൻ അടങ്ങിയ കോൺക്രീറ്റിന് 3D അക്ഷീയ കംപ്രസ്സീവ് ശക്തിയിൽ 84% വർദ്ധനവും 28d അക്ഷീയ കംപ്രസ്സീവ് ശക്തിയിൽ 80% വർദ്ധനവുമുണ്ട്, അതേസമയം സ്റ്റാറ്റിക് ഇലാസ്റ്റിക് മോഡുലസിന് 3D യിൽ 9% വർദ്ധനവും 28d ൽ 8% വർദ്ധനവുമുണ്ട്.

കോൺക്രീറ്റിന്റെ ശക്തിയിലും ഈടിലും മെറ്റാക്കോളിൻ, സ്ലാഗ് എന്നിവയുടെ വ്യത്യസ്ത മിശ്രിത അനുപാതങ്ങളുടെ സ്വാധീനത്തെക്കുറിച്ച് ഹുവാങ് ഷാൻ തുടങ്ങിയവർ (2008) പഠനം നടത്തി. സ്ലാഗ് കോൺക്രീറ്റിൽ മെറ്റാക്കോളിൻ ചേർക്കുന്നത് കോൺക്രീറ്റിന്റെ ശക്തിയും ഈടും മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നുവെന്ന് ഫലങ്ങൾ കാണിക്കുന്നു. സ്ലാഗും സിമന്റും തമ്മിലുള്ള ഒപ്റ്റിമൽ അനുപാതം ഏകദേശം 3:7 ആണ്, ഇത് അനുയോജ്യമായ കോൺക്രീറ്റ് ശക്തിക്ക് കാരണമാകുന്നു. മെറ്റാക്കോളിൻ അഗ്നിപർവ്വത ആഷ് പ്രഭാവം കാരണം, കോമ്പോസിറ്റ് കോൺക്രീറ്റിന്റെ ആർച്ച് വ്യത്യാസം സിംഗിൾ സ്ലാഗ് കോൺക്രീറ്റിനേക്കാൾ അല്പം കൂടുതലാണ്. അതിന്റെ സ്പ്ലിറ്റിംഗ് ടെൻസൈൽ ശക്തി ബെഞ്ച്മാർക്ക് കോൺക്രീറ്റിനേക്കാൾ കൂടുതലാണ്.

യാങ് ഫെങ്‌ലിംഗ് തുടങ്ങിയവർ (2011) സിമന്റിന് പകരം തുല്യ അളവിൽ മെറ്റാക്കോളിൻ, ഫ്ലൈ ആഷ്, സ്ലാഗ് എന്നിവ ഉപയോഗിച്ചു, കോൺക്രീറ്റ് തയ്യാറാക്കാൻ മെറ്റാക്കോളിൻ ഫ്ലൈ ആഷ്, സ്ലാഗ് എന്നിവയുമായി പ്രത്യേകം കലർത്തി. കോൺക്രീറ്റിന്റെ പ്രവർത്തനക്ഷമത, കംപ്രസ്സീവ് ശക്തി, ഈട് എന്നിവ പഠിച്ചു. 5% മുതൽ 25% വരെ സിമന്റിന് തുല്യ അളവിൽ കയോലിൻ ഉപയോഗിച്ചപ്പോൾ, എല്ലാ പ്രായത്തിലുമുള്ള കോൺക്രീറ്റിന്റെ കംപ്രസ്സീവ് ശക്തി മെച്ചപ്പെട്ടുവെന്ന് ഫലങ്ങൾ കാണിച്ചു; സിമന്റിന് പകരം 20% തുല്യ അളവിൽ കയോലിൻ ഉപയോഗിക്കുമ്പോൾ, ഓരോ പ്രായത്തിലുമുള്ള കംപ്രസ്സീവ് ശക്തി അനുയോജ്യമാണ്. 3d, 7d, 28d എന്നിവയിലെ ശക്തി യഥാക്രമം കയോലിൻ ചേർക്കാത്ത കോൺക്രീറ്റിനേക്കാൾ 26.0%, 14.3%, 8.9% കൂടുതലാണ്. ടൈപ്പ് II പോർട്ട്‌ലാൻഡ് സിമന്റിന്, മെറ്റാക്കോളിൻ ചേർക്കുന്നത് തയ്യാറാക്കിയ കോൺക്രീറ്റിന്റെ ശക്തി മെച്ചപ്പെടുത്തുമെന്ന് ഇത് സൂചിപ്പിക്കുന്നു.

പരമ്പരാഗത പോർട്ട്‌ലാൻഡ് സിമന്റിന് പകരമായി ജിയോപോളിമർ സിമന്റ് തയ്യാറാക്കുന്നതിനായി ഷാങ് ചെങ്‌ബോ തുടങ്ങിയവർ (2012) സ്റ്റീൽ സ്ലാഗ്, മെറ്റാക്കോളിൻ, മറ്റ് വസ്തുക്കൾ എന്നിവ പ്രധാന അസംസ്കൃത വസ്തുക്കളായി ഉപയോഗിച്ചു, ഊർജ്ജ സംരക്ഷണം, ഉപഭോഗം കുറയ്ക്കൽ, മാലിന്യത്തെ നിധിയാക്കി മാറ്റൽ എന്നീ ലക്ഷ്യം കൈവരിക്കാൻ ഇത് സഹായിച്ചു. സ്റ്റീലിന്റെയും ഫ്ലൈ ആഷിന്റെയും അളവ് 20% ആയിരുന്നപ്പോൾ, 28 ദിവസത്തിനുള്ളിൽ ടെസ്റ്റ് ബ്ലോക്കിന്റെ ശക്തി വളരെ ഉയർന്ന നിലയിലെത്തി (95.5MPa) എന്ന് ഫലങ്ങൾ കാണിച്ചു. സ്റ്റീൽ സ്ലാഗിന്റെ അളവ് കൂടുന്നതിനനുസരിച്ച്, ജിയോപോളിമർ സിമന്റിന്റെ ചുരുങ്ങൽ കുറയ്ക്കുന്നതിലും ഇതിന് ഒരു പ്രത്യേക പങ്ക് വഹിക്കാൻ കഴിയും.

ചെൻ ഗുവോകാൻ (2010) "പോർട്ട്‌ലാൻഡ് സിമൻറ്+ആക്ടീവ് മിനറൽ അഡ്‌മിക്‌സ്ചർ+ഹൈ-എഫിഷ്യൻസി വാട്ടർ റിഡ്യൂസിംഗ് ഏജന്റ്", മാഗ്നറ്റൈസ്ഡ് വാട്ടർ കോൺക്രീറ്റ് സാങ്കേതികവിദ്യ, പരമ്പരാഗത തയ്യാറാക്കൽ പ്രക്രിയ എന്നിവയുടെ സാങ്കേതിക മാർഗം സ്വീകരിച്ചു, കൂടാതെ കല്ലുകൾ, സ്ലാഗ് തുടങ്ങിയ പ്രാദേശികമായി ലഭിക്കുന്ന അസംസ്കൃത വസ്തുക്കൾ ഉപയോഗിച്ച് ലോ-കാർബൺ അൾട്രാ-ഹൈ സ്ട്രെങ്ത് സ്റ്റോൺ സ്ലാഗ് കോൺക്രീറ്റിൽ തയ്യാറെടുപ്പ് പരീക്ഷണങ്ങൾ നടത്തി. മെറ്റാക്കോളിന്റെ ഉചിതമായ അളവ് 10% ആണെന്ന് ഫലങ്ങൾ സൂചിപ്പിക്കുന്നു. അൾട്രാ-ഹൈ സ്ട്രെങ്ത് സ്റ്റോൺ സ്ലാഗ് കോൺക്രീറ്റിന്റെ യൂണിറ്റ് പിണ്ഡത്തിന് സിമന്റ് സംഭാവനയുടെ പിണ്ഡവും ശക്തിയും അനുപാതം സാധാരണ കോൺക്രീറ്റിന്റെ 4.17 മടങ്ങും, ഉയർന്ന സ്ട്രെങ്ത് കോൺക്രീറ്റിന്റെ (HSC) 2.49 മടങ്ങും, റിയാക്ടീവ് പൗഡർ കോൺക്രീറ്റിന്റെ (RPC) 2.02 മടങ്ങുമാണ്. അതിനാൽ, കുറഞ്ഞ ഡോസേജ് സിമന്റ് ഉപയോഗിച്ച് തയ്യാറാക്കിയ അൾട്രാ-ഹൈ സ്ട്രെങ്ത് സ്റ്റോൺ സ്ലാഗ് കോൺക്രീറ്റ് ലോ-കാർബൺ സമ്പദ്‌വ്യവസ്ഥയിലെ കോൺക്രീറ്റ് വികസനത്തിന്റെ ദിശയാണ്.

(3) കോൺക്രീറ്റിൽ മഞ്ഞ് പ്രതിരോധശേഷിയുള്ള കയോലിൻ ചേർത്തതിനുശേഷം, കോൺക്രീറ്റിന്റെ സുഷിരങ്ങളുടെ വലുപ്പം വളരെയധികം കുറയുന്നു, ഇത് കോൺക്രീറ്റിന്റെ ഫ്രീസ്-ഥാ സൈക്കിൾ മെച്ചപ്പെടുത്തുന്നു. ഒരു നിശ്ചിത എണ്ണം ഫ്രീസ്-ഥാ സൈക്കിളുകളിൽ, 28 ദിവസം പ്രായമാകുമ്പോൾ 15% കയോലിൻ ഉള്ളടക്കമുള്ള കോൺക്രീറ്റ് സാമ്പിളിന്റെ ഇലാസ്റ്റിക് മോഡുലസ് 28 ദിവസം പ്രായമാകുമ്പോൾ റഫറൻസ് കോൺക്രീറ്റിനേക്കാൾ വളരെ കൂടുതലാണെന്ന് ഫെങ് നൈക്യാൻ (2002) കണ്ടെത്തി. കോൺക്രീറ്റിൽ മെറ്റാകോലിൻ, മറ്റ് മിനറൽ അൾട്രാഫൈൻ പൊടികൾ എന്നിവയുടെ സംയോജിത പ്രയോഗം കോൺക്രീറ്റിന്റെ ഈടുതലും പ്രകടനവും വളരെയധികം മെച്ചപ്പെടുത്തും.