混凝土和水泥浆的屈服应力测试

简介 

混凝土是世界上应用Z多的人造材料。这类材料Z重要 的一个性能被称为“可使用性”，其概念是指新鲜的（塑 性）混凝土可以通过适当的方法（比如振动）填充到模 具中而不降低其质量的能力。可使用性取决于很多条件， 比如其他物质在水中的浓度，聚集情况（形状和尺寸分 布），水泥的含量及水化时间，并且可以通过化学添加 剂进行调控，比如使用GX增塑剂或者增加水含量。然而， 过多的水会出现很多问题，比如表面出现水纹，强度下 降或者砂石分离等，导致质量下降 [1]。其使用性可以通 过混凝土塌落度实验来进行测试，这是一种非常简单的 测试新鲜混凝土塑化能力的方法，符合 ASTM C 143 [2]  或者 EN12350-2 [3] 测试标准。这个实验的通常将新鲜 混凝土放入喇叭状的塌落度桶里来进行评价。首先将桶 的大口朝下放在一个平整的，非吸附性表面，分三次填 装新鲜混凝土，每次填装后用捣锤捣实后 , 抹平。然后 拔起桶 , 混凝土因自重而产生塌落。然而，近年来的工 作表明通过流变的方法测试新鲜混凝土的屈服应力是Z 快Z简单与其塌落度相关联的方法 [4]。这类样品很难通 过旋转流变仪用常规平行板或者同轴圆筒夹具来测量， 因为在测量过程中很有可能出现壁滑以及在细小测量间 隙的加样过程中出现过多样品破坏。因此，对于此类流 变测试，通常推荐使用赛默飞 TM 哈克 TM Viscotest iQ 智 能流变仪配合桨叶式夹具。 当桨叶式夹具完全浸没在样品中后，样品的屈服应力可 以通过 Boger[5] 下面公式计算:

其中 T 为扭矩，K 是桨叶夹具的参数，由其高度（H） 及直径（D）决定。

实验结果与讨论

图 1 是赛默飞 TM 哈克 TM Viscotest iQ 智能流变仪配 备桨叶式夹具配置图。在本次实验中使用典型浓度 比例将一种波特兰水泥与水进行混合，然后加入三 种不同质量分数的细砂石，表 1 中给出了详细的样品组成。当样品完全混合后，等待 5 分钟后进行测试。 整个测试过程如下：当桨叶转子完全浸没到样品中后， 仪器开始施加一个恒定的 0.05rpm 的转速，然后观察剪 切应力随着时间的变化。当观察到一个明显的弹性响应 区后，样品的结构开始破坏，剪切应力开始下降。因此， 剪切应力曲线上的Zda值就对应了样品的屈服应力。所 得结果如图 2 所示。可以看到，在 25℃测试条件下，纯 的水泥浆体系的屈服应力为 375Pa，而含有 75 克和 125 克增塑剂的样品的屈服应力分别为 890Pa 和 1630Pa。 然后这些样品的屈服应力就可以通过经验公式转变为混 凝土塌落实验标准数 [6] 

结论 

赛默飞 TM 哈克 TM Viscotest iQ 智能流变仪提供的桨叶式 测量方式向用户提供了一种快速，简单，准确的方法来 评估混凝土和水泥浆的屈服应力，并将其与标准塌落实 验数据相关联。

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