混凝土和水泥漿的屈服應(yīng)力測(cè)試

簡介 

混凝土是世界上應(yīng)用多的人造材料。這類材料重要 的一個(gè)性能被稱為“可使用性”，其概念是指新鮮的（塑 性）混凝土可以通過適當(dāng)?shù)姆椒ǎū热缯駝?dòng)）填充到模 具中而不降低其質(zhì)量的能力。可使用性取決于很多條件， 比如其他物質(zhì)在水中的濃度，聚集情況（形狀和尺寸分 布），水泥的含量及水化時(shí)間，并且可以通過化學(xué)添加 劑進(jìn)行調(diào)控，比如使用高效增塑劑或者增加水含量。然而， 過多的水會(huì)出現(xiàn)很多問題，比如表面出現(xiàn)水紋，強(qiáng)度下 降或者砂石分離等，導(dǎo)致質(zhì)量下降 [1]。其使用性可以通 過混凝土塌落度實(shí)驗(yàn)來進(jìn)行測(cè)試，這是一種非常簡單的 測(cè)試新鮮混凝土塑化能力的方法，符合 ASTM C 143 [2]  或者 EN12350-2 [3] 測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)。這個(gè)實(shí)驗(yàn)的通常將新鮮 混凝土放入喇叭狀的塌落度桶里來進(jìn)行評(píng)價(jià)。首先將桶 的大口朝下放在一個(gè)平整的，非吸附性表面，分三次填 裝新鮮混凝土，每次填裝后用搗錘搗實(shí)后 , 抹平。然后 拔起桶 , 混凝土因自重而產(chǎn)生塌落。然而，近年來的工 作表明通過流變的方法測(cè)試新鮮混凝土的屈服應(yīng)力是與其塌落度相關(guān)聯(lián)的方法 [4]。這類樣品很難通 過旋轉(zhuǎn)流變儀用常規(guī)平行板或者同軸圓筒夾具來測(cè)量， 因?yàn)樵跍y(cè)量過程中很有可能出現(xiàn)壁滑以及在細(xì)小測(cè)量間 隙的加樣過程中出現(xiàn)過多樣品破壞。因此，對(duì)于此類流 變測(cè)試，通常推薦使用賽默飛 TM 哈克 TM Viscotest iQ 智 能流變儀配合槳葉式夾具。 當(dāng)槳葉式夾具*浸沒在樣品中后，樣品的屈服應(yīng)力可 以通過 Boger[5] 下面公式計(jì)算:

其中 T 為扭矩，K 是槳葉夾具的參數(shù)，由其高度（H） 及直徑（D）決定。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論

圖 1 是賽默飛 TM 哈克 TM Viscotest iQ 智能流變儀配 備槳葉式夾具配置圖。在本次實(shí)驗(yàn)中使用典型濃度 比例將一種波特蘭水泥與水進(jìn)行混合，然后加入三 種不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的細(xì)砂石，表 1 中給出了詳細(xì)的樣品組成。當(dāng)樣品*混合后，等待 5 分鐘后進(jìn)行測(cè)試。 整個(gè)測(cè)試過程如下：當(dāng)槳葉轉(zhuǎn)子*浸沒到樣品中后， 儀器開始施加一個(gè)恒定的 0.05rpm 的轉(zhuǎn)速，然后觀察剪 切應(yīng)力隨著時(shí)間的變化。當(dāng)觀察到一個(gè)明顯的彈性響應(yīng) 區(qū)后，樣品的結(jié)構(gòu)開始破壞，剪切應(yīng)力開始下降。因此， 剪切應(yīng)力曲線上的大值就對(duì)應(yīng)了樣品的屈服應(yīng)力。所 得結(jié)果如圖 2 所示。可以看到，在 25℃測(cè)試條件下，純 的水泥漿體系的屈服應(yīng)力為 375Pa，而含有 75 克和 125 克增塑劑的樣品的屈服應(yīng)力分別為 890Pa 和 1630Pa。 然后這些樣品的屈服應(yīng)力就可以通過經(jīng)驗(yàn)公式轉(zhuǎn)變?yōu)榛?nbsp;凝土塌落實(shí)驗(yàn)標(biāo)準(zhǔn)數(shù) [6] 

結(jié)論 

賽默飛 TM 哈克 TM Viscotest iQ 智能流變儀提供的槳葉式 測(cè)量方式向用戶提供了一種快速，簡單，準(zhǔn)確的方法來 評(píng)估混凝土和水泥漿的屈服應(yīng)力，并將其與標(biāo)準(zhǔn)塌落實(shí) 驗(yàn)數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)。