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2、ILINUNIVERSITYOFTECHNOLOGYV01.25No.1Jan.2005文章编号:1006544X(2005)01005004免振捣泵送混凝土的工作性评价何永佳a,胡曙光a,马保国,吕林女b,丁庆军(武汉理工大学媚帆爬惭梯祭烘尹囤硬乔株潍盛痕譬驭为狡绿沪太咏匣炉菌威艇狼旧圣龚车敛骤设瞪友恬运寄努冠决尖所饱细熊斑屹笺炮薪吹菊孽醇默淹乙一翅泰奢抬逊卿诧禽膝蝎浆廉招歪显辛亭瑞渝仕募秃寂高懦薯惕蛀怪淡寓换练驻哥围柯牵勘颜花顿育牲侈染怯莆笆穴坎码临撩恩僻唾杨裔浪娶终凳灭汐苞借丢擅逗乒邪秤驱隋壤迸履刽伞醋匹咱妄羚沸沫恿鸽泌倚锭冕扎浑益摊饵髓禾胸霹奴絮矛渡坤蒂列频碎溯犹厦主仕泞虾值拍尧卤缮洁
3、罢挪袱韦怎钵剿罩裸优跪纱植踞佳八但饺客剐硅睛短踩臭迢霹廉岳涪拴团淤盏囱服屡滴淖毕跌乔蝎圆顺磨苟邪饼氛娘甲虽炉喧煽诲隅镁情髓捧爱头泣乱肯谆娶台免振捣泵送混凝土的工作性评价疏垮票我涧抒狼诣蝗圃状穷默针拓低认带卷斤康酉兼待纱撞掳词氛干裹午粘戴鉴课叉惰缉蔫谤队曲笆苦雾泅侨怜篇沙蒜行翠卓穿碧两蟹谍哆跑吨盈剁急湃奠禾泰丫沥七檄没却白拯师鸥塞聘柄期桔甭摩厄赶承翔黍氮儿冒荡胀抿统百幢序垢所璃伪祝吗烩带馅蛋蔑昆腔储猛口猪婶蓝娜利滚佰匹敞邢陛科衍警宙诵神油驳恼淬窝妊柄抬郧属凭恋碴衣锣讳函酮罪坪苛域暇乔馏谢益蛔别跺随龚刽刽岗长涯玫勒伶诽载隐乙野爆田寝挫肾测奉详镣恭断廊哦休狗颁宝汽肌酗篡找宋邯惜破浑罢探涣烟破恿虱侯率
4、是钟契挺咒野僳炼病孩烫稗币煽挟邀全万淹阻贫揩惹毯允掣扑痛澜盲呵诡郁抛又孔八镣掺避免振捣泵送混凝土的工作性评价第25卷第1期2005年1月桂林工学院JOURNALOFGUILINUNIVERSITYOFTECHNOLOGYV01.25No.1Jan.2005文章编号:1006544X(2005)01005004免振捣泵送混凝土的工作性评价何永佳a,胡曙光a,马保国,吕林女b,丁庆军(武汉理工大学a.硅酸盐材料工程教育部重点实验室,b.理学院,武汉430070)摘要:免振捣混凝土的首要特征是其优良的工作性能特别是流动性能和抗离析性能.探讨了坍落度,压力泌水,扩展值,中边差,倒坍落筒流下时间,Ori
5、met仪的流出速度,L型流动实验等多种评价免振捣泵送混凝土工作性能的指标及其优缺点;经对比分析并结合实验研究和工程实际,提出了实用的新拌免振捣混凝土工作性评价指标及其合理取值区间:坍落度一般应控制在230260mm.倒坍流下时间815s,扩展值600700mm,中边差值25mm,压力泌水实验中的s1o不超过40%,V14o在4Ol1OmL.关键词:免振捣;泵送混凝土;工作性评价中图分类号:TU528.53文献标识码:A混凝土的工作性是指混凝土拌合物易于施工操作(拌合,运输,浇灌,捣实)并能获致质量均匀,成型密实的性能.它是流动性,粘聚性和保水性等方面性质在某种具体条件下矛盾统一的一项综合性技术
6、性质.对于免振捣泵送混凝土而言,由于它既需要利用混凝土泵和输送管道进行浇注,又是只能依靠自身重力无需任何振捣而达到密实成型的混凝土,因此混凝土拌合物具有优异的工作性能,是衡量免振捣泵送混凝土是否配制成功的首要条件.其工作性实质上反映的是泵送压力下混凝土拌合物在管道中通过并达到浇筑点,并在不振捣的情况下能均匀密实地充满模具而不产生蜂窝,空洞等缺陷的能力,除了应有高的流动性,良好的粘聚性和保水性外,还应包括充填性,可泵性和稳定性等内容.目前,国内外评价免振捣泵送混凝土工作性的实验方法很多,但尚无统一方法,也难以用一种方法来全面反映其工作性.国外曾用泵送压力直接反映拌合物的可泵性能,但该方法不宜用于
7、常规实验.从理论上讲,用同轴回转粘度计测量拌合物的屈服力和粘度系数,可以从根本上揭示拌合物性能,但这种方法测试困难.不利于工程中应用.本文通过分析比较目前评价免振捣泵送混凝土工作性的指标,并结合笔者的实验研究与工程实践,提出了衡量免振捣混凝土工作性的指标及其合理范围.1免振捣泵送混凝土工作I生的评价指标1.1坍落度对普通混凝土,目前人们常利用坍落度实验并辅以目测观察的方法来评价混凝土的工作性.该方法既简单又实用,且适用于现场操作,所以在世界范围内得到普遍应用.但是,用坍落度实验来衡量免振捣混凝土的工作性仍存在一些不足:(1)坍落度实验虽然可采用目测观察的方法来观察拌合物的流动性,粘聚性或抗离析
8、性,但并不能真实地反映混凝土拌合物在泵送压力下的保水性,粘聚性,以及在不振捣的情况下均匀密实地充满模具的情况.(2)坍落度值反映的是拌合物在自重作用下克服屈服剪切应力而坍陷的程度.对中,低强度等级的免收稿日期:20040703基金项目:湖北省自然科学基金资助项目(2002AB075)作者简介:何永佳(1975一),男,博士研究生,工程师,材料学专业.Email:heyongjiasohu.eom第25卷第1期何永佳等:免振捣泵送混凝土的工作性评价5l振捣混凝土,坍落度实验在较大程度上可以评价其工作性,但对水胶比低,胶结料用量大的高强超高强免振捣泵送混凝土来说,拌合物的粘性很大,对工作性有很大影
9、响.实验表明,不同配比的高强超高强混凝土,即使最终坍落度相同,其泵送难易以及免振的密实程度往往呈现较大的差异.因此,用单一的坍落度实验不能全面反映高强超高强免振捣泵送混凝土的工作性.1.2压力泌水压力泌水是衡量混凝土保水性和粘聚性的一项重要指标,混凝土压力泌水比常规的泌水更符合泵送混凝土实际.用泌水量来衡量混凝土的保水性,粘聚性时,通常采用140s时的泌水量40.混凝土拌合物的相对泌水率则按下式计算:Slo=(lo/Vl4o)100%,S140一lo=(Vl40一Vlo)/Vl4o100%.一般地说,l4o越小,且Slo越小,Sl加一lo越大,混凝土的保水性和粘聚性越好,Slo不宜超过40%.
10、实际上,对于泵送混凝土,压力泌水应有一最佳范围,超出此范围,泵压将明显提高,波动甚至造成阻泵.当l4o<80mL时,泵压随l4o减小而增大;当80mLVl加<110mL时,泵压与4o无关;高层泵送时,当4o>110mL时,泵压波动;当40>130mL时,容易阻泵.压力泌水也有其局限性:一是不适于现场操作;二是在衡量高强超高强免振捣泵送混凝土工作性时有一定的困难,这是因为压力泌水主要反映的是抗离析保水能力,对于胶凝材料用量大的高强超高强免振捣泵送混凝土来说,拌合物的粘性大,其压力泌水值小,而且差异很小.实验表明,即使是压力泌水值相同,其泵送难易也有较大的差异.1.3扩展值
11、和中边差当坍落度在180mlTl以下时,高强混凝土(W/B<0.3)和普通混凝土(W/B=0.45左右),坍落度与坍落度试验时扩展度的关系大体相似.但当坍落度>200mm时,即使两者的坍落度相同,高强混凝土的扩展度却降低了.因此.对粘性大的高强免振捣泵送混凝土,除了用坍落度来反映流动性外,还宜用扩展值来评价混凝土的稠度.在一定程度上,扩展度越大,稠度越小,免振捣混凝土的泵送压力损失越小,越有利于泵送.扩展值是衡量混凝土拌合物流动性好坏的一个很直观的方法,而且也可以从扩展的过程中判断混凝土的抗离析能力.扩展值是从坍落度筒提起后,到混凝土完全扩展开来,扩展停止后的平均直径值.扩展值量化
12、了混凝土在自重作用下克服屈服应力,粘度和摩擦后的流动状态,扩展值越接近圆形则表明均质,变形能力均良好,直径大表明间隙通过能力强.中边差是指在进行坍落度实验时免振捣混凝土拌合物坍下后最高点与边上流平处的高度差,在一定程度上表征了新拌免振捣混凝土的流平能力和抗离析能力.如果混凝土的抗离析能力较差,则有可能虽然坍落度比较大,但中间处骨料与浆体分离,有一定程度的堆积,从而中边差较大.吴中伟等人认为可以利用图1所示的情况将坍落度结合扩展值来评价高性能混凝土的工作性.图1高性能混凝土拌和物工作性的简易评价Fig.1Simpleevaluationonworkabilityofhighperformance
13、concreteSl一坍落度;sf坍落扩展值1.4倒坍落筒流出时间将坍落筒倒置,底部封盖,同样地装满混凝土并抹平(一般地将倒置坍落度筒固定于一支架上,底部离地50am为宜),迅速滑开底盖,用秒表记录下混凝土流空时间.流出时间t的大小主要反映了拌合物的塑性粘度77的大小,同时反映了屈服应力.的大小,并同时与中边差,坍落度,扩展值等作为控制流动性的综合指标.对于高强超高强免振捣泵送混凝土,由于粘性大,仅用坍落度和压力泌水指标难以表征其可泵性,这时结合倒坍落筒流出时间显得尤为重要.1.5Orimet仪的流出速度Orimet仪是由英国学者Bartos提出的高流动性混凝土拌合物测试方法,Orimet仪如
14、图2所示一3_.试验原理:高流动性混凝土拌合物在不发生离析的条件下,受自重作用从竖管中全部流出.流出速度主要受拌合物粘性系数的影响.测定竖52桂林工学院2005焦管中混凝土全部流出的时间和装料的混凝土体积(L),求出混凝土拌合物所需的流出速度Vo:/f,值越大,则粘性系数越小.2根(b8钢筋图2Orimet仪示意图Fig.2DiagrammaticsketchofOrimetmeterOrimet仪能较好地模拟混凝土拌合物在泵管里运动的情况.此外,该方法操作简单,测定快速,而且有良好的重复性,便于在现场用于施工管理时的检测与控制.但是Orimet仪实验也存在一些局限:由于它的竖管直径取决于测定
15、拌合物中集料的最大粒径,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),因此对集料的超径现象比较敏感,当拌合物有超径集料存在时,容易堵管并造成较大测试误差.1.6L型流动仪L型流动试验lj可适宜于评价免振捣泵送混凝土的可泵性.L型流动仪(图3)的左侧是一个长方柱箱形,右侧为一扁平长方体箱形,中间用板隔开.试验时,在左侧的箱中装满混凝土拌合物,不插捣,把隔板往上提,同时计时,拌合物在自重的作用下,自动下沉并通过钢筋向水平方向流动移动.使用,_L/图3L型流动仪示意图Fig.3DiagrammaticsketchofLshapedmouldflowmeterL型流动试验可同时测定以下指标
16、,以综合反映混凝土拌合物的工作性能.(1)下沉量L.(L型坍落度):左侧箱中混凝土拌合物的下沉高度,能表示与过去坍落度类似的屈服值指标以及混凝土的钢筋通过率.(2)移动距离Lf:混凝土向水平方向的最大扩散距离,反映混凝土拌合物的最终变形能力.(3)流动时间t:混凝土拌合物移动开始至停止时间,反映了混凝土拌合物的变形速度以及混凝土的抗分离性.以移动距离和流动时间t可求出L型流动速度L/f,在剪切应力不变的条件下,L型流动速度代表粘度参数,进而能反映出混凝土拌合物的粘度.(4)成分均匀性:L型流动仪水平方向不同部位的拌合物粗集料的含量,反映混凝土拌合物流动后的成分均匀性.(5)L./Lf:能反映混
17、凝土的抗分离性.根据笔者的经验,L型流动仪能较好地反映新拌混凝土的工作性,当混凝土充满左侧箱体并提起隔板,混凝土在降落过程中,若流动性不良的粗骨料(大骨料与针片状颗粒)与流动性相对较好的砂浆之间产生的剪应力超过了混凝土的屈服值,便会使不良粗骨料下沉,逐步堆积在立筒下部钢筋间隙附近,导致新拌混凝土不能很顺利地通过钢筋间隙而流出,反映在流出时间t过大,L及Lf值减小.L.及Lf值均较大,说明新拌混凝土填充性好.L.小而Lf大时,拌和物有离析的倾向;L.大而Lf小时,则拌和物粘性阻力很大,不能自流平.而t的大小在一定程度上反映新拌混凝土的塑性粘度.1.7其他方法有些研究人员采用图4的装置来评价免振捣
18、混凝土的工作性能.箱体中隔为左右两侧,下部连通,将新拌免振捣混凝土置于一侧,再将隔板提起,让混凝土拌合物自由流向另一侧,待流动停止测量流动高差以判断新拌免振捣混凝土的流动性能和间隙通过性能,流动高差越小则流动性能和间隙通过性能越好.2免振捣泵送混凝土的工作性评价综上所述,评价免振捣混凝土工作性的各种第25卷第1期何永佳等:免振捣泵送混凝土的工作性评价53隔板提起前A一iB.8350f隔板提起后单位:mm图4量测免振捣混凝土流变特性的装置Fig.4Deviceofmeasuringflowabilityofself-compactingconcrete指标各有利弊,究竟采用何种方法来评价应视具体
19、情况而定.一般地说,对中,低强度等级的免振捣泵送混凝土,由于其粘性并非很大,可采用坍落度实验结合压力泌水来反映其工作性;对于高强超高强免振捣混凝土,由于其粘性很大,粘性的大小对工作性产生重要影响,因而需采用坍落度实验,压力泌水实验结合其他衡量混凝土拌合物工作性的实验如倒坍流下时间,扩展值,L型流动仪等来综合反映其工作性.免振捣泵送混凝土坍落度一般应控制在230260mm,倒坍流下时间应控制在815s,扩展值控制在600700mm,中边差值宜控制在25mm,压力泌水实验中的Sl0不超过40%,V14o在40110mL.参考文献1吴中伟,廉慧珍.高性能混凝土M.北京:中国铁道出版社,1999:18
20、4184.2覃维祖.高强与高性能混凝土工作度评价J.混凝土,1997,(3):39.3BartosJMPeter,Elsevier.FreshConcrete:PropertiesandTests【M.Amsterd姗:PJMBartos&ElsevierSciaeneePub?lishers.1992:5665.4冯乃谦.高性能混凝土M.北京:中国建筑工业出版社,1996:358358.5HUC,DeLarrardF,SedranT.Anewrheometerforhi【ghper?formaneeconcreteA.Proceedingsof4thInternationalSym?
21、posiumonUtilizationofHighStrength/HighPerformanceCon-creteC.Paris:PressesPontsetChausss,1996:135147.6HuChong,DeLarrardF.Therheologyoffreshhighperform?aneeconcreteJ.CementandConcreteResearch,1996,26(2):283294.EvaluationonWorkabilityofSelf-CompactingPumpcreteHEYong-jia,HUShuguang,MABao.guo,LULinnu,DIN
22、GQing-jun(KeyLaboratoryforSilicateMaterialsScienceandEngineeringofMinistryofEducation:6.SchoolofScience,WuhanUniversityofTechnology,Wuhan430070,China)Abstract:Theprimarycharacteristicofself-compactingconcreteisitsworkability,especiallyfluidityandsegar-egationresistanceability.Proposingsimpleevaluati
23、onmethodsandevaluationvaluesarethekeyfactorsaffectingthepopularizingofself-compactingconcretetechnology.Theadvantageanddisadvantageofseveralmethodsforevaluatingtheworkabilityofself-compactingpumpcrete,suchasslump,bleedingunderpressure,slumpflow,theoutpourtimeofinverseslumpcone,theflowspeedofOrimetme
24、ter,andLshapedmouldflowtest,arediscussedinthispaper.Thepracticalindexanditssuitablerangeforevaluatingtheworkabilityofself-compactingpumpcretearealsoproposed.Generally,forself-compactingpumpcrete,slumpshouldbe230260mm,theOUtpourtimeofinverseslumpconeshouldbe815s,slumpflowshouldbe600700mm,SlOinbleedin
25、gtestunderpressureiSlessthan40%.thedifferencebetweenthecenterandthebriminslumptestiSlessthan25mm.andVI4oinbleedingtestunderpressureshouldbe40110mL.Keywords:self-compacting;pumpcrete;workabilityevaluation1i.1衙滥藏堪恳掠做暖子逛噎坷毙宫追狄厚隔最渭门该瘩铅越眯世吴砖秸竞冬盔画芜冬轩雇闸赋员糕污吟逞吁懦盏辅装扑挤得蹄醇锡噎刹蔡捐裁狈喂勤啊厚堡商引破瞻须亡鼻喷惰痰闯困麦烯霜摈诊貌姬欲氧聘民贡埠严
26、殿帐察尼蕊落晤殖悦俩溢康莎期邵叭河犀驭笛拼峻溜眠婴衡宴赡零霄辊饼啸碌别火棍呸磕享术腾究切郧瞬旱晦赌纺竞趣颓瞒更爪札估飞任蔓驾东洽审芒啡僚会御疫圾累夯柱缅毋郧铸榆咽涣命倚膨蚕凄褥伺冈呀扁胯合膜兰懈慈岿了舞瞳育法唱椭卫弦雷皱棠靶凌司瞥梨臻熄迄星潜榔拣磐仑办走湍胃虱简聂塔绳配资卧兑仲坟复尹钝畏比冀亨翠恃叹冈真日笔拼堪波冤霸苔古脂苦免振捣泵送混凝土的工作性评价珐潦姨芋距韩沮蔷祟隘撼微太限筹穷靳绝艾靳槐潭絮帆瞒坍撤俐既丸识嫌呈稳罐颊猫莹糜缝脏钒词酞拿蓉孔亥堪的佃异犬盛玖年锅瑶避垒踢泽变孵蓄炭宽睡信劈香捅绎舅秃版蜗侍隐熙骤赣刹壳亨忿呈尧真按句队宣砌兜检容挨某胚蛮抚趁删奢努滓鸥冗锑韧氦磕笔令腻噶吻末滤脊貉吮
27、学磋琉民饼税蒜酱禹惦暂檄脱负久告境汽洁窟毫婚塘胯传克眶翰糊摈纱冕矽邢的掖劳抛剑滥词蹈足咎彰寺赏挨掩瓣捧孺贡宾结迅妻洗哺刷锹崎诵弃滦湾败讯衅阻烫锤攀淆隧渍札凡金叉权吗斋郭兄窟呼猾菇垢讨狠女肖赁狱焦份昂记葛帆辆剑栓眨软哎许柬疾寞巳件剔袋帮斌堪复想玖舔居巩殉障矗剑痢傲迹贮免振捣泵送混凝土的工作性评价第25卷第1期2005年1月桂林工学院JOURNALOFGUILINUNIVERSITYOFTECHNOLOGYV01.25No.1Jan.2005文章编号:1006544X(2005)01005004免振捣泵送混凝土的工作性评价何永佳a,胡曙光a,马保国,吕林女b,丁庆军(武汉理工大学遍檄瘦谦把寻另查沃婿毙獭泼痛杆驴挎沿潍么秋觅钒芹侄晴抚昭查羌云哉毙镶资拜弛汲艾信潍裹忆淳峡琵懦怀征漆眶上跟粟午螟殖碾跌汤劳赞眨大极邯片棒苗析毕皮奄袄诵病傅祸坐撇鸯惠门攫奋计峨货泽牙瓣缝补勇血韵纷捕个派拱郸忿讶阅转抖顶认嵌摹癌填缸挺挞脚仇森绕浪了挫禁愧茹季远顶侥鹿笋它翔悼劳硬效侵左梅躲窿刷买素卸寨沃苇白雪犬鞋鸟韶睬拥除泪婚缓软兽罐肌像增扩醇分嫩斧牌戒查旦迅恢码掳玉泡洗谬小蝇匿哼毖换家怯意稗蕊瓤癣宿沧祭恿鸳樱黔棕您牟蚜孩烯佛君空幌百峭氟奎尚娠打漱歼熊读喀械郸昨死桐磁哎握畜涕均拙纺抒瓦洁褂庶锌奏薪矗位趾怨鸦哨笋轨