Mikrostruktur reologi Et fremtidig verktøy for sement- og tilsetningsprodusentene. Jon Elvar Wallevik NTNU

Størrelse: px

Begynne med side:

Download "Mikrostruktur reologi Et fremtidig verktøy for sement- og tilsetningsprodusentene. Jon Elvar Wallevik NTNU"

Patrick Sørensen
8 år siden
Visninger:

1 Mikrostruktur reologi Et fremtidig verktøy for sement- og tilsetningsprodusentene Jon Elvar Wallevik NTNU

2 Bakgrunn: Prosjekt 1: Betong og mørtel Karakterisere effekten av ulike lignosulfonattyper m.h.t. betongens og mørtelens konsistens og konsistenstap. Prosjekt 2: Mikrostruktur reologi på sementpasta Målsetning er å få... et bedre forklaringsgrunnlag for resultatene fra Prosjekt 1, gi en bedre forståelse av interaksjonen mellom ulike lignosulfonattyper og sementen. Denne spesifikke mikrostruktur teorien er kalt for MHI teorien (Modifiserte Hattori Izumi teorien). 2

3 MHI teori hva er det? 3 Et verktøy der man rekonstruerer reologisk oppførsel igjennom den fysikalske tilstanden av sementpastaen: den fysikalske tilstanden er kontrollert av overflatefysikken mellom sementpartiklene, samt den strømningstilstanden som sementpastaen er påført gjort med numerisk simulering Negativ siden ved denne metoden er at den er: veldig tungvinn tar lang tid å jobbe med måleresultatene Positive siden ved denne metoden er at den gir: en bedre forståelse av reologisk oppførsel gir et bedre forklaringsgrunnlag av måleresultater

4 Målsetning med forelesningen Å gi en innføring i MHI teorien kun vist (grovt) hva som gjelder for den hvordan MHI teorien forklarer konsistenstap og tiksotropi Del 1: De primære parametrene i MHI teorien: Reversibel koagulering Permanent koagulering Overflateruhet Del 2: Et MHI bilde av tiksotropi og konsistenstap Del 3: Forsøksprosedyren: Video av eksperiment gjort i M-lab (NTNU) Video av målte verdier og numeriske resultater 4

5 Koagulering hva er det? Det beskriver hendelsen når to (eller flere) sementpartikler kommer i kontakt med hverandre over en tidsperiode D.v.s. når sementpartikler blir limet sammen og man blir nødt til å utføre arbeid for å separere dem. De blir limet sammen p.g.a. den totale interaksjonsenergien V T som eksistere mellom partiklene. 5 (1) Reversibel koagulering (2) Permanent koagulering

6 1) Reversibel koagulering: Koagulerte sement partikler kan bli separert med den arbeidseffekten (d.v.s. hestekrefter ) som er tilgjengelig til sementpastaen. Man kan si at ballongen og veggen er reversibelt koagulert sammen, siden det er så lett å separere dem. Dispergering: 6

7 2) Permanent koagulering: To koagulerte sement partiklene kan ikke bli separert igjen for den arbeidseffekten som er tilgjengelig. D.v.s. sementpartiklene kommer alltid til å være limet sammen. Eksempel på permanent koagulering: Når en blør, så begynner blodcellene (såkalt platelets) straks å koagulere permanent der selve blødningen skjer (blod-størkning). Dispergering: 7

8 Overflateruhet Straks etter vanntilsetning (før induksjonsperioden) får sementpartiklene et lag med hydratasjonsprodukter som øker overflateruheten. ettringitt (AFt) C-S-H (av type E) Hydratiseringsprosessen fører også til noe redusert fritt vann mellom sementpartiklene som i seg selv øker interaksjonen ytterligere. I MHI teorien, så er effekten av økt overflateruhet og redusert fritt vann formulert gjennom bestemte friksjonsparametre. 8

9 Koagulering: Permanent koagulert tilstand: Reversibelt koagulert tilstand: Dispergering: Frie sementpartikler 9 Overflateruhet og redusert fritt vann Stivere konsistens

10 Tiksotropisk oppførsel Konsistenstap Reversibel koagulering Dispergering Permanent koagulering 10 Slutt på åpen tid, uten at avbinding har begynt.

11 11 Video av et forsøk:

12 Sammenligning av teori med måledata A) Måledata fra viskometer NTNU lab. B) En bestemt materiell modell bruk i simuleringen. C) Sammenligning av måledata med den numeriske simuleringa. Kan MHI teorien gjenskape måledataene? 12

13 13 SNF & VHMW Na

14 Prosjekt sammendrag Samme type sement og tilsetningsstoffer MHI prosjektet Vanlig forsøksprosedyre på betong og mørtel Et bedre forklaringsgrunnlag av reologisk oppførsel Forklaring/forståelse av lignosulfonatens effekter/virkninger 14

Like dokumenter

(7) Betong under herding. Egenskapsutvikling, volumstabilitet, mekaniske egenskaper (basert på kap. 3.3 i rev NB29)

(7) Betong under herding. Egenskapsutvikling, volumstabilitet, mekaniske egenskaper (basert på kap. 3.3 i rev NB29) (7) Betong under herding Egenskapsutvikling, volumstabilitet, mekaniske egenskaper (basert på kap. 3.3 i rev NB29) Innledning Foredraget tar utgangspunkt i å belyse hvilken effekt de ulike tiltak som benyttes