高流动性混凝土工作性能试验方法研究

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。
( 3) 优越性 该实验不仅操作简单, 测定快速, 而且有良好的重复性, 而且不需要清理场地, 只需将 三角架稳定地支好, 使倒塌落度筒垂直于地面, 就可 以开始试验, 因此它为混凝土搅拌站及施工现场定 量测定拌合物流动性提供了可靠的方法。
3 流动性测定及试验结果分析
为了检验用 L 型流动仪, Orimet 流速仪, 倒塌落 度筒测定仪的上述各项指标能否反映不同配合比的 混凝土拌合物的工作性差别, 本文以水胶比、粉煤灰 掺量、外加剂掺量等作为变化参数, 分别测定各种配
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
[ 摘 要] 在已有研究成果的基础上, 本文选择了三 种高流 动性混凝 土工作 性能的 测试方 法: L 型流动 仪法、Orimet 流速
仪法和倒塌落度法等, 并基于不同配合比进行 了混凝土流动性的对比试验测试, 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。
[ 关键词] 高流动性混凝土; 工作性; 试验研究
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
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ຫໍສະໝຸດ Baidu
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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。
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
[ 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。
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
( 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。
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
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
[ Abstract] Based on the existing research results, three methods testing the workability of high flowability concrete are discussed. The workability comparison tests were conducted with different mix ratios and provided the basis and reference of measuring the workability of high flowability concrete for the concrete mixture stations and job sites.
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
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。
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。
[ 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)
( 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;
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。