赵 卓, 等: 高流动性混 凝土工作性能试验方法研究
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速度受拌和物粘性系数 G 的影响, 测定竖筒中混凝 土全部流出的时间 t , 除以装料的混凝土体积 V , 得 出混凝土拌合 物所需的 流出速度 v1 = VGPt ( 1Ps) 。 v1 值越大, 则粘性系数 G 越小, 反之则大。
借 鉴 Orimet 流速 仪 原 理, 加工制作的倒塌落度筒 测定仪如 图 3 所示。 该仪 器主要由 倒塌落 度活 动门 及三 角 架 组 成, 上 口 直 径 200mm, 下口直径 100mm, 高 300mm。
性粘度两个参数来表达其流变性能, 而在实际工作 中采用变形能力和变形速度两个指标来反映更为合 理。
在建设工程施工过程中, 混凝土拌和物流动性 的测定显得尤为重要, 它对于试验室进行原材料的 选择和优化配合比设计及施工现场质量评定等都具 有重要的意义。
传统的塌落度试验虽然是评价混凝土流动性能 的标准方法, 但在高流动性混凝土试验中发现, 在塌 落度值高于 200mm, 特别是在塌落值在 200~ 270mm 的泵送或免振的情况下, 要求混凝土具有很高的粘 性, 已不能准确定量地反映、评价混凝土的流动性。 本文在已有研究成果的基础上, 选择了三种测试高 流动性混凝土 粘性系数 G 的方法: L 型流动仪 法、 Orimet 流速仪法和倒塌落度法, 进行混凝土流动性 的对比试验测试, 并详细介绍了各种仪器的使用特 性, 为混凝土搅拌站及施工现场定量测量拌和物流 变特性的可行性提供依据和参考。
合比混凝土的各项工作性指标, 检验三种仪器的有 效性, 并对同一配比的混凝土进行重复性试验以检 验测试方法的再现性。
为了进行对比, 拌合后首先测定了塌落度值及 塌落扩展度, 水胶比在 0130~ 0141 之间, 塌落值在 120~ 270mm 之间。
试验 所 用 材料 如 下: ¹ 水 泥: 郑州 龙 岗 水 泥 P104215; º 细骨料: 信阳中砂, 级配合格, 细度模数 为 217; » 粗骨料: 密县碎石 5~ 25mm 连续级配, 压 碎指标 711% ; ¼粉煤灰: 超细磨 Ñ 级粉煤灰, 所检 项目满足 Ñ级灰要求。活性复合灰粉 FHK( 主要原 料为粉煤灰) ; ½ 外加 剂: 以 FN- 1 特配、SP406 为主 的高效减水剂, 它们与水泥具有良好的相容性。减 水剂采用后掺法。 311 水胶比对混凝土流动性的影响
由图 4 可以看出, 随着水胶比的增大, 塌落度值 变化不大, 塌落扩展度略有增加, L 型流动仪中拌合 物流到同 一距离的 时间缩 短, v0 值呈明 显增大 趋 势。但拌合物出现离析现象后, 塌落度值、塌落扩展 略有下降; 三种测试指标均能显著反映, 水平流动时 间 t 急剧缩短, v0 值下降是由于粗骨料在插口外堆 积, 减慢了流出速度所至, v1 急剧增大 是因混凝土 拌合物单位用水量较大时其粘性系数较小所致, 因
v 0 = VmPt 。
( 3) 测试方法 试验时, 将流态混凝土分四层装
入流速仪中, 每层轻轻插捣十次, 打开底部活动门,
并同时用秒表计时, 当流速仪中拌合料全部流出后, 用秒表记下时间 t , 最后, 用 v0= VPt 计算流动速度
v 0。
( 4) 仪器特性 采用 Orimet 仪的一个重要的优
[ Keywords] high flowability concrete; workability; test research
1概述
新拌混 凝 土 在浇 筑 时 的 性能 统 称 为 工 作性 ( Workability) , 包括流动性、粘聚性和保水性等, 混凝 土流动性通常用塌落筒及维勃稠度仪等来测定。虽 然这些方法在定量测定方面取得了一定成功, 但它 只能是对普通混凝土工作性的某一单一特性作定量 的测定, 而对于高流动性混凝土, 它已不能进行有效 的评定。
[ 中图分类号] TU52810
[ 文献标识码] A
Research on Test Method for Workability of High Flowability Concrete
ZHAO Zhuo1 , TANG Wei-dong 2 , ZHAN G Peng3
( 1. Civil Engineering Institute, Zhengzhou University , Zhengzhou 450002, China; 2. Hydraclic Science Research I nstitute of Henan Province, Zhengzhou 450053, China; 3. H enan Highway Development Company , Zhengzhou 450052, China)
第 22 卷第 5 期 2006 年 10 月
[ 文章编号] 1002- 8528( 2006) 05-0051- 04
建筑科学
BUILDING SCIENCE
Vol1 22, No1 5 Oct. 2006
高流动性混凝土工作性能试验方法研究
赵 卓1 , 唐伟东2, 张 鹏3
( 1. 郑州大学 土木工程学院, 郑州 450002; 21 河南省水利科学研究院, 郑州 450053; 3. 河南高速公路发展有限责任公司, 郑州 450052)
点是能较好地模拟拌合物在管里运动的情况, 尤其 是直接以泵管作为仪器的竖管, 所测拌合物流出速
度可反映其塑性粘度的大小, 拌合物在无明显离析
的情况下, 流出速度愈小, 则塑性粘度愈大, 反之亦
然; 拌合物的塑性粘度主要影响拌合物在自重或外 力作用下填充密实的能力与可泵性能。
由于 Orimet 流速仪的竖管直径取决于测定拌合
( 2) 试验方法以及测试指标 试验时, 将流态混 凝土分三层装入 L 型流动仪左侧垂直料斗中, 每层 轻轻插捣十次, 拔出料斗隔板, 并用秒表开始计时, 分别记录以下测试指标:
¹ 流动时间 t 10、t 20、t 30、t 40、t50( s) : 混凝土 拌合 物 在 水 平 槽 内 流 到 某 一 距 离 ( 10cm、20cm、 30cm、40cm、50cm) 的时间, 反映混凝土拌合物的变 形速度;
料中骨料的最大粒径, 而且与其下端连接的插口还 呈缩径( 以便对拌合物产生剪切力) , 因此对于骨料
的超径现象很敏感, 当拌合料中有超径骨料存在时,
容易堵管并造成测试误差。
213 倒塌落度筒测定仪 ( 1) 仪器尺寸 高流动性混凝土拌合物在不发
生离析的情况下, 受自重作用从筒中全部流出, 流出
第 5期
( 2) 测试原理 高流动 性混凝土 拌合物 料不 发生 离析的情况下, 受自重作用 图 3 倒塌落度筒测定仪 从筒中全部流出, 流出速度 受拌和物粘性系数 G 的影响, 测定竖筒中混凝土全 部流出的时间 t , 除以装料的混凝土体积 V, 得出混 凝土拌合物所需的流出速度 vL = VGPt ( LPs) , vL 值 越大, 则粘性系数 G 越小, 反之则大。
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建筑科学
第 22 卷
2 检测仪器
211 L 型流动测定仪 针对高流动性混凝土的流动性特性, 为了综合
反映它的变形能力和变形速度以及在流动过程中的 成分能否保持均匀性, 采用改进制作的 L 型流动仪, 结构构造尺寸如图 1 所示。
图 1 L 型流动仪构造
( 1) 仪器结构 L 型流动测定仪的左侧是一个 长方柱 箱形, 横截 面积为 280mm @ 200mm, 高度为 430mm, L 型流动仪的右侧为一扁平长方体箱形, 中 间用拉板隔开, 开始在左侧的箱中装满拌合物, 抽出 拉板, 拌合物在自重的作用下, 自动下塌并向水平方 向流动。
迅 速 抽 开 活 动 门, 竖
管、插 口、活 动 门 用四
角架固定。
( 2) 流速仪试验原
理 在高流动性混凝
土拌 合 物不 发生 离析 的 条 件 下, 受 自 重 作
图 2 Orimet 流速 测试仪
用, 从竖直管中全部流
出, 流出速度主要受拌合物粘性系数 G 的影响, 测
定竖管中混凝土全部流出的时间 t , 除装料的混凝 土体积 Vm ( L ) 得出混凝土拌合物所需的流出 速度
水胶比是 影响混凝土拌 合物流动性的重 要因 素。为考察水胶比对混凝土流动性的影响规律, 试 验过程中, 主要保持胶凝材料 500kgPm3 基本不 变, 固定其它成分, 改变水胶比, 考察混凝土拌合料流变 性能随水胶比变化规律。塌落度值 S、塌落扩展度 D 、L 型流动仪流动时间 t 、Orimet 仪流速 v0、倒塌落 度筒( 流速 v1) 随水胶比变化曲线见图 4。
对于高流动性混凝土, 由于其粘性大, 与普通混 凝土相比, 达到相同的塌落度条件下所需的时间长, 不同配比的混凝土, 即使最终塌落度值相同, 其塌落 速度和过程往往呈现较大的差别, 所以, 用单一的塌 落值已不能全面反映高流动性混凝土的工作特性, 对于这种新型的混凝土, 至少需用屈服剪应力和塑
[ 收稿日期] 2006-05-15 [ 基金项目] 河南省杰出青年科学基金( 0312000600) [ 作者简介] 赵 卓( 1970-) , 男, 博士, 副教授 [ 联系方式] zzhuo_99@ 163. com
212 Orimet 流速仪
Orimet 流速仪是由英国学者 Bartos 提出的高流
动性混凝土拌合物的粘性测试方法, 本文据此制作
了 Orimet 流速测试仪器, 仪器构造如图 2 所示。
( 1) 仪器构造 该 仪 器 主 要 由 竖 管、插
口、活动门及三角架组
成。竖 管 下部 用 有 机
玻璃板安装插口, 它可
º 塌落度值和塌落扩展度值: 通过塌落度筒, 在测定塌落度值的同时测定塌落扩展值, 来反映混 凝土拌合物的变形能力。
( 3) 试验特性 通过多次试验表明, 当把隔板向 上提起, 混凝土向横管里流动时及在竖管里向下塌 落时, 粘性越小, 它流动越快。多种数据显示: 当拌 合物的塌落度均大于 20cm 时, 它可以较顺畅地从开 口处流出, 并逐渐流平, 但当拌合 物的塌落度小于 20cm 时, 拌合物由于重力作用, 只能缓缓流动大小 不一的距离, 便停止不前, 这说明 L 型流动测定仪适 用于大流动度的拌合料, 尤其适合于自密实混凝土。