基于流变学的新拌混凝土工作性评价方法研究

发布时间：2021-08-02 09:53

　　随着混凝土材料体系组成的不断变化,传统混凝土工作性评价方法已难以满足现代混凝土工程施工的需要。为此,从流变学角度出发,探索新拌混凝土工作性的临界特性。通过混凝土流变仪测试研究与泵送仿真分析相结合的方法,建立新拌混凝土工作性控制区间带。该区间带以塑性黏度和坍落扩展度指标为控制参数,其下限值通过流变学试验与坍落扩展度实验共同确定,上限值通过泵送仿真分析与工程经济性分析共同确定。该方法可为混凝土泵送施工提供相关理论指导与技术支撑。 

【文章来源】：建筑施工. 2020,42(02)

【文章页数】：3 页

【部分图文】：

ICAR混凝土流变仪

为此，本文选取C30、C60、C80三种不同强度等级新拌混凝土为研究对象，采用流变仪测试与坍落扩展度测试相结合的方法，研究混凝土工作性的临界效应，并揭示其内在机理。表1给出了C30、C60、C80三种不同强度等级新拌混凝土的配合比设计表。图2分别给出了C30、C60、C80三种不同强度等级新拌混凝土的塑性黏度μ随坍落扩展度U的变化规律。由图2可知，随着新拌混凝土坍落扩展度的不断增加（由混凝土外加剂掺量进行控制），混凝土塑性黏度均呈现出先减小、后增大的抛物线变化趋势。这主要是由于随着初期减水剂掺量的增加，水泥颗粒表面静电排斥作用增强，絮凝结构解体，释放出被包裹的部分自由水，参与流动，从而有效地增加混凝土坍落扩展度，降低混凝土塑性黏度，改善混凝土拌和物的工作性能；然而当新拌混凝土坍落扩展度超过某一临界值（C30混凝土为170 mm、C60混凝土为750 mm、C80混凝土为710 mm）时，混凝土拌和物开始出现离析、泌水/泌浆等不良现象，混凝土拌和物工作性急剧下降，这在实际高压泵送过程中表现得更加明显，最终导致堵管、爆管等事故。因此，对于新拌混凝土而言，坍落扩展度越大，混凝土工作性并非越好，这一点可以从上述混凝土拌和物流变特性变化规律得到证明。可以认为，混凝土工作性是存在一个临界效应的。

根据本文2.1节分析，工作性控制区间带上限值，即适合泵送施工的混凝土坍落扩展度最大值Umax、塑性黏度最小值μmin，可由塑性黏度随坍落扩展度抛物线变化规律拟合曲线μ=f(U)=a U2+b U+c的最低点对应求得，混凝土坍落扩展度实际值超过该上限值，则该拌和物将发生离析，对泵送施工十分不利。理论上，只要输送泵输出压力足够大，便可实现低坍落扩展度混凝土的泵送施工，这样可以在一定程度上节约混凝土原材料成本。然而高泵压强行输送，会大幅增加混凝土输送泵的油耗以及相关零部件的损耗，从而增加工程施工成本，这两种成本叠加形成经济型综合成本，如图3所示。该综合成本曲线最低值所对应的便是可接受的混凝土塑性黏度最大值μmax，即坍落扩展度最小值Umin，混凝土坍落扩展度实际值低于该下限值，则泵送施工在经济上是不合理的。因此，对于混凝土工程而言，存在一个适合泵送施工的混凝土工作性控制区间带，该区间带由混凝土拌和物坍落扩展度上下限临界值决定，如图4所示。

【参考文献】：
期刊论文
[1]泵送混凝土可泵性的评价指标[J]. 李帅,柯国炬,田波,侯子义.  河南建材. 2014(06)
[2]高性能混凝土可泵性试验研究[J]. 逄鲁峰,袁惠星,李志明.  混凝土. 1998(02)



本文编号：3317356