కాంక్రీటులో మెటాకయోలిన్ పాత్ర

(1) సిమెంట్ స్లర్రీ మరియు మోర్టార్ యొక్క బలాన్ని మెరుగుపరచడం, అధిక బలం అనేది అధిక-పనితీరు గల కాంక్రీటు యొక్క సూచికలలో ఒకటి. మెటాకయోలిన్‌ను జోడించడం యొక్క ప్రధాన ఉద్దేశ్యాలలో ఒకటి సిమెంట్ మోర్టార్ మరియు కాంక్రీటు బలాన్ని మెరుగుపరచడం.

పూన్ మరియు ఇతరులు (2001) పోర్ట్‌ల్యాండ్ సిమెంట్‌కు బదులుగా 0-20% (ద్రవ్యరాశి భాగం) కయోలిన్ మరియు సిలికా పొడిని ఉపయోగించి తయారు చేసిన, 0.3 నీరు-సిమెంట్ నిష్పత్తి గల సిమెంట్ స్లర్రీలపై సంపీడన బల పరీక్షలను నిర్వహించారు. ఫలితాల ప్రకారం, 5% నుండి 20% కయోలిన్ కలిగిన సిమెంట్ స్లర్రీల సంపీడన బలం అన్ని వయస్సులలోనూ ప్రామాణిక సిమెంట్ కంటే ఎక్కువగా ఉందని తేలింది. 10% కయోలిన్ కలిగిన సిమెంట్, ప్రామాణిక సిమెంట్‌తో పోలిస్తే 28 మరియు 90 రోజులకు బలంలో 20% పెరుగుదలను చూపించింది. 5% నుండి 10% సిలికా పొడి కలిగిన సిమెంట్ కూడా, ప్రామాణిక సిమెంట్‌తో పోలిస్తే 28 మరియు 90 రోజులకు బలంలో 20% పెరుగుదలను చూపించింది. 28 మరియు 90 రోజులకు దీని బలం కయోలిన్ సిమెంట్‌కు సమానంగా ఉన్నప్పటికీ, దీని ప్రారంభ బలం ప్రామాణిక సిమెంట్ కంటే తక్కువగా ఉంది. విశ్లేషణలో, దీనికి కారణం ఉపయోగించిన సిలికాన్ పొడి తీవ్రంగా గడ్డకట్టడం (agglomeration) మరియు సిమెంట్ స్లర్రీలో అది సరిగా వ్యాపించకపోవడం కావచ్చునని సూచించబడింది.

(2) లీ కెలియాంగ్ మరియు ఇతరులు (2005) సిమెంట్ కాంక్రీటు బలాన్ని మెరుగుపరచడానికి మెటాకయోలిన్ యొక్క క్రియాశీలతపై కాల్సినేషన్ ఉష్ణోగ్రత, కాల్సినేషన్ సమయం, మరియు కయోలిన్‌లోని SiO2 మరియు A12O3 పరిమాణం యొక్క ప్రభావాలను అధ్యయనం చేశారు. మెటాకయోలిన్‌ను ఉపయోగించి అధిక బలం గల కాంక్రీటు మరియు మట్టి పాలిమర్‌లను తయారు చేశారు. ఫలితాలు చూపిస్తున్నదేమిటంటే, కయోలిన్ పరిమాణం 15% మరియు నీరు-సిమెంట్ నిష్పత్తి 0.4 ఉన్నప్పుడు, 28 రోజుల సంపీడన బలం 71.9 MPaగా ఉంది. కయోలిన్ పరిమాణం 10% మరియు నీరు-సిమెంట్ నిష్పత్తి 0.375 ఉన్నప్పుడు, 28 రోజుల సంపీడన బలం 73.9 MPaగా ఉంది. అంతేకాకుండా, మెటాకయోలిన్ పరిమాణం 10% ఉన్నప్పుడు, దాని క్రియాశీలత సూచిక 114కు చేరుకుంది, ఇది అదే పరిమాణంలో ఉన్న సిలికాన్ పౌడర్ కంటే 11.8% ఎక్కువ. అందువల్ల, అధిక-బలం గల కాంక్రీటును తయారు చేయడానికి మెటాకయోలిన్‌ను ఉపయోగించవచ్చని నమ్ముతారు.

కియాన్ జియావోకియాన్ మరియు ఇతరులు (2001) 0, 0.5%, 10%, మరియు 15% కయోలిన్ పరిమాణం గల కాంక్రీటు యొక్క అక్షీయ తన్యత ప్రతిబల-వికృతి సంబంధాన్ని అధ్యయనం చేశారు. కయోలిన్ పరిమాణం పెరిగేకొద్దీ, కాంక్రీటు యొక్క అక్షీయ తన్యత బలం యొక్క గరిష్ఠ వికృతి గణనీయంగా పెరిగిందని, మరియు తన్యత స్థితిస్థాపక గుణకం ప్రాథమికంగా మారకుండా ఉందని వారు కనుగొన్నారు. అయితే, కాంక్రీటు యొక్క సంపీడన బలం గణనీయంగా పెరిగింది, మరియు దానికి అనుగుణంగా సంపీడన బల నిష్పత్తి తగ్గింది. కయోలిన్ పరిమాణం 15% ఉన్నప్పుడు, కాంక్రీటు యొక్క తన్యత బలం మరియు సంపీడన బలం ప్రామాణిక కాంక్రీటులో వరుసగా 128% మరియు 184%గా ఉన్నాయి.

కావో జెంగ్లియాంగ్ మరియు ఇతరులు (2004) కాంక్రీటుపై మెటాకయోలిన్ యొక్క అతి సూక్ష్మ పొడి బలోపేత ప్రభావాన్ని అధ్యయనం చేయగా, ఒకే ద్రవత్వం వద్ద, 10% మెటాకయోలిన్ కలిగిన మోర్టార్ 28 రోజుల తర్వాత దాని సంపీడన బలం మరియు వంగుడు బలాన్ని 6% నుండి 8% వరకు పెంచుకుందని కనుగొన్నారు. మెటాకయోలిన్‌తో కలిపిన కాంక్రీటు యొక్క ప్రారంభ బల అభివృద్ధి ప్రామాణిక కాంక్రీటు కంటే గణనీయంగా వేగంగా ఉంది. ప్రామాణిక కాంక్రీటుతో పోలిస్తే, 15% మెటాకయోలిన్ కలిగిన కాంక్రీటు 3D అక్షసంబంధ సంపీడన బలంలో 84% పెరుగుదలను మరియు 28 రోజుల అక్షసంబంధ సంపీడన బలంలో 80% పెరుగుదలను కలిగి ఉంది, అయితే స్థిర స్థితిస్థాపక గుణకం 3Dలో 9% మరియు 28 రోజుల అక్షసంబంధ సంపీడన బలంలో 8% పెరుగుదలను కలిగి ఉంది.

హువాంగ్ ఝాన్ మరియు ఇతరులు (2008) కాంక్రీట్ యొక్క బలం మరియు మన్నికపై మెటాకయోలిన్ మరియు స్లాగ్ యొక్క విభిన్న మిశ్రమానుపాతాల ప్రభావాన్ని అధ్యయనం చేశారు. స్లాగ్ కాంక్రీట్‌కు మెటాకయోలిన్‌ను జోడించడం వల్ల కాంక్రీట్ యొక్క బలం మరియు మన్నిక రెండూ మెరుగుపడతాయని ఫలితాలు చూపిస్తున్నాయి. సిమెంట్‌కు స్లాగ్ యొక్క సరైన నిష్పత్తి సుమారు 3:7, ఇది ఆదర్శవంతమైన కాంక్రీట్ బలాన్ని అందిస్తుంది. మెటాకయోలిన్ యొక్క అగ్నిపర్వత బూడిద ప్రభావం కారణంగా, మిశ్రమ కాంక్రీట్ యొక్క వంపు వ్యత్యాసం కేవలం స్లాగ్ కాంక్రీట్ కంటే కొద్దిగా ఎక్కువగా ఉంటుంది. దీని చీలిక తన్యత బలం ప్రామాణిక కాంక్రీట్ కంటే ఎక్కువగా ఉంటుంది.

యాంగ్ ఫెంగ్లింగ్ మరియు ఇతరులు (2011) సిమెంట్‌కు బదులుగా మెటాకయోలిన్, ఫ్లై యాష్ మరియు స్లాగ్‌లను సమాన పరిమాణంలో ఉపయోగించారు, మరియు కాంక్రీటును తయారు చేయడానికి మెటాకయోలిన్‌ను ఫ్లై యాష్ మరియు స్లాగ్‌లతో విడివిడిగా కలిపారు. కాంక్రీటు యొక్క పనితనం, సంపీడన బలం మరియు మన్నికను అధ్యయనం చేశారు. ఫలితాలు ఏమి చూపించాయంటే, సిమెంట్‌కు బదులుగా 5% నుండి 25% వరకు కయోలిన్‌ను సమాన పరిమాణంలో ఉపయోగించినప్పుడు, అన్ని వయస్సులలో కాంక్రీటు యొక్క సంపీడన బలం మెరుగుపడింది; సిమెంట్‌కు బదులుగా 20% కయోలిన్‌ను సమాన పరిమాణంలో ఉపయోగించినప్పుడు, ప్రతి వయస్సులో సంపీడన బలం ఆదర్శంగా ఉంది. కయోలిన్ కలపని కాంక్రీటుతో పోలిస్తే 3వ, 7వ మరియు 28వ రోజులలో బలం వరుసగా 26.0%, 14.3% మరియు 8.9% ఎక్కువగా ఉంది. ఇది టైప్ II పోర్ట్‌ల్యాండ్ సిమెంట్ కోసం, మెటాకయోలిన్‌ను కలపడం ద్వారా తయారుచేసిన కాంక్రీటు బలాన్ని మెరుగుపరచవచ్చని సూచిస్తుంది.

జాంగ్ చెంగ్బో మరియు ఇతరులు (2012) సాంప్రదాయ పోర్ట్‌ల్యాండ్ సిమెంట్‌కు ప్రత్యామ్నాయంగా జియోపాలిమర్ సిమెంట్‌ను తయారు చేయడానికి స్టీల్ స్లాగ్, మెటాకయోలిన్ మరియు ఇతర పదార్థాలను ప్రధాన ముడి పదార్థాలుగా ఉపయోగించారు. దీని ద్వారా శక్తి పరిరక్షణ, వినియోగ తగ్గింపు మరియు వ్యర్థాలను సంపదగా మార్చడం వంటి లక్ష్యాలను సాధించారు. స్టీల్ మరియు ఫ్లై యాష్ రెండూ 20% ఉన్నప్పుడు, 28 రోజుల తర్వాత పరీక్షా బ్లాక్ బలం చాలా అధిక స్థాయికి (95.5MPa) చేరుకుందని ఫలితాలు చూపించాయి. కలిపే స్టీల్ స్లాగ్ పరిమాణం పెరిగేకొద్దీ, అది జియోపాలిమర్ సిమెంట్ సంకోచాన్ని తగ్గించడంలో కూడా కొంత పాత్ర పోషిస్తుంది.

చెన్ గువోకాన్ (2010) "పోర్ట్‌ల్యాండ్ సిమెంట్+క్రియాశీల ఖనిజ మిశ్రమం+అధిక-సామర్థ్య జలతగ్గింపు కారకం", అయస్కాంతీకరించిన నీటి కాంక్రీట్ సాంకేతికత మరియు సాంప్రదాయ తయారీ ప్రక్రియ అనే సాంకేతిక మార్గాన్ని అనుసరించి, రాళ్ళు మరియు స్లాగ్ వంటి స్థానికంగా లభించే ముడి పదార్థాలను ఉపయోగించి తక్కువ-కార్బన్ అతి-అధిక బలం గల స్టోన్ స్లాగ్ కాంక్రీట్‌పై తయారీ ప్రయోగాలు నిర్వహించారు. మెటాకయోలిన్ యొక్క సరైన మోతాదు 10% అని ఫలితాలు సూచిస్తున్నాయి. అతి-అధిక బలం గల స్టోన్ స్లాగ్ కాంక్రీట్ యొక్క యూనిట్ ద్రవ్యరాశికి సిమెంట్ వాటా యొక్క ద్రవ్యరాశి-బలం నిష్పత్తి, సాధారణ కాంక్రీట్ కంటే సుమారు 4.17 రెట్లు, అధిక-బలం గల కాంక్రీట్ (HSC) కంటే 2.49 రెట్లు మరియు రియాక్టివ్ పౌడర్ కాంక్రీట్ (RPC) కంటే 2.02 రెట్లు ఎక్కువగా ఉంది. అందువల్ల, తక్కువ మోతాదు సిమెంట్‌తో తయారు చేయబడిన అతి-అధిక బలం గల స్టోన్ స్లాగ్ కాంక్రీట్, తక్కువ-కార్బన్ ఆర్థిక యుగంలో కాంక్రీట్ అభివృద్ధికి దిశగా ఉంది.

(3) కాంక్రీటుకు మంచు నిరోధకత కలిగిన కయోలిన్‌ను జోడించిన తర్వాత, కాంక్రీటు యొక్క రంధ్రాల పరిమాణం బాగా తగ్గి, కాంక్రీటు యొక్క ఫ్రీజ్-థా సైకిల్‌ను మెరుగుపరుస్తుంది. ఫెంగ్ నైకియాన్ (2002) ఒక నిర్దిష్ట సంఖ్యలో ఫ్రీజ్-థా సైకిల్స్ కింద, 28 రోజుల వయస్సులో 15% కయోలిన్ కలిగిన కాంక్రీటు నమూనా యొక్క ఎలాస్టిక్ మాడ్యులస్, 28 రోజుల వయస్సులో ఉన్న రిఫరెన్స్ కాంక్రీటు కంటే గణనీయంగా ఎక్కువగా ఉందని కనుగొన్నారు. కాంక్రీటులో మెటాకయోలిన్ మరియు ఇతర ఖనిజ అతి సూక్ష్మ పొడుల మిశ్రమ అనువర్తనం కాంక్రీటు యొక్క మన్నిక పనితీరును బాగా మెరుగుపరుస్తుంది.