高性能混凝土拌合物流变性能测试方法探讨.pdfVIP

高性能混凝土拌和物流变性能测试方法探讨 亢景付 (天津大学建工学院，天津，300072) 内容提要:本文对开展拌和物流变性能研究在高性能馄凝土研究中的重要性和迫切性进行了分析和探讨，在总结研究 了国内外现有测试技术和现有实验仪器的基础上，设计了一种结构紧凑，整体性好，体积也不大的新型棍凝土流变仪， 该仪器既可用于高性能混凝土流变性能研究，又可用于工地实验室的质E控制，还可用于研究拌和物流变性能的经时性 变化. 关键词:高性能混凝土 流变特性 流变仪 1 研究的意义 自从1990年高性能混凝土的概念III问世以来，高性能混凝土的研究就一直是世界各国混凝土材料 与工程界科学研究的热门课题。大量的科研和开发主要集中在高性能混凝土的组成材料、工艺原理与 配制技术、力学性能与耐久性能等方面，并己取得了丰硕的科研成果，大量的文章和专著相继发表， 高性能混凝土的工程应用也越来越普遍。 混凝土的流变性能是评价其质量和可施工性的重要指标，对于干硬性混凝土，我们有维勃稠度， 对于普通混凝土有坍落度，但对大流动性混凝土，目前尚无合适的评价方法。特别是对于目前广泛应 用的泵送混凝土，如何根据泵送距离、泵送高度和混凝土泵的工作性能参数来确定适宜的配合比，已 成为V0A待解决的一个重要课题。如能准确测定混凝土的流变参数，并把这些参数与泵送性能结合起来， 从而解决目前只能根据经验来确定混凝土配合比的问题，必将对泵送混凝土的推广和应用起到积极的 作用。 高效减水剂和超细矿物掺和料是高性能混凝土的重要组成材料，同时也是高性能混凝土在材料组 成上与普通混凝土不同的重要特征，正是由于高效减水剂和超细矿物掺和料的加入，使高性能混凝土 不仅在微观结构、力学和耐久性能方面得到改善，而且拌和物的流变性能也发生了根本性的变化。高 性能混凝土水灰比小但坍落度大，粘性也大，在坍落度和振捣条件相同的情况下，高性能混凝土粗骨 料下沉速度慢，下沉距离短，稳定性和均匀性都比普通混凝土要好。据文献161介绍，普通混凝土的坍落 度试验，2秒钟内即可稳定，但高性能混凝土则M,6秒钟以上。 许多学者都指出h-101，尽管坍落度试验仍是目前世界各国广泛应用的实验室和现场侧试方法，但该 方法难以正确反映高性能混凝土的流变性能，高性能混凝土的工作性是一种综合性能，至少应当包括 两个指标，即流动性和粘聚性，对于泵送混凝土还应包括可泵性。研制开发一种即使用方便，又能比 较科学地反映高性能混凝土流变性能的测试仪器和测试方法具有非常重要的现实意义. 2.高性能混凝土的流变学参数 国内外学者都认为71-161，与普通混凝土相比，高性能混凝土更接近宾汉姆体(Bingham)，可用宾 汉姆模型的流变参数来描述高性能混凝土的工作性。宾汉姆模型由牛顿 (Newton)液体模型和圣维南 (St.Venant)固体模型并联，再与虎克(Hooke)固体模型串联而成，如图1所示，其流变方程为: 二一7_1ddyt‘ (1) 式中 卜 剪切应力 年 屈服剪切应力 卜 粘性系数 立 d t 一切应变速串 在式 (1)中，剪切应力Z和切应变速串 图1 宾汉姆模型 dy{dt是变量，屈服剪切应力TO和粘性系数”是常量，通过仪器测定在不同切应变速率下的剪切应力， 即可回归得出Bingham模型的两个流变参数:屈服剪切应力:。和粘性系数I。 Bingham模型的应用条件是假定固体粒子的分散是比较均匀的。新拌水泥浆的流变特征接近 Bingham体，用旋转粘度计可满意地测出其流变参数hl.但普通新拌混凝土是不同粒径的固体粒子(水 泥、砂、石)不均匀地分散于水中的多组分材料，研究它的流变特性就比较困难。高性能混凝土由于 粉状材料用量较大，固体粒子的分布较普通混凝土要均匀的多，用类似旋转粘度计的设备有可能较好 地侧定其流变参数。 3高性能混凝土拌和物的流变性能的试验方法 高性能混凝土的外加剂和胶凝材料之间以及胶凝材料各组分之间存在相容性问题，这种相容性具 体表现在混凝土拌和物的流动性、稳定性和经时性的差异。长期以来，人们一直在探寻简便、准确测 定高性能混凝土流变特性的试验方法，但到目前为止尚无能被普遍接受的或己形成标准或规范的科学 方法。 吴中伟院士在其专著 高《性能馄凝土》中，对目前各种探索的十几种