混凝土和水泥漿的屈服應(yīng)力測試

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热缯駝樱┨畛涞侥?nbsp;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 過混凝土塌落度實驗來進(jìn)行測試，這是一種非常簡單的 測試新鮮混凝土塑化能力的方法，符合 ASTM C 143 [2]  或者 EN12350-2 [3] 測試標(biāo)準(zhǔn)。這個實驗的通常將新鮮 混凝土放入喇叭狀的塌落度桶里來進(jìn)行評價。首先將桶 的大口朝下放在一個平整的，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量， 因為在測量過程中很有可能出現(xiàn)壁滑以及在細(xì)小測量間 隙的加樣過程中出現(xiàn)過多樣品破壞。因此，對于此類流 變測試，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。

實驗結(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。在本次實驗中使用典型濃度 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)行測試。 整個測試過程如下：當(dāng)槳葉轉(zhuǎn)子*浸沒到樣品中后， 儀器開始施加一個恒定的 0.05rpm 的轉(zhuǎn)速，然后觀察剪 切應(yīng)力隨著時間的變化。當(dāng)觀察到一個明顯的彈性響應(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應(yīng)了樣品的屈服應(yīng)力。所 得結(jié)果如圖 2 所示?？梢钥吹剑?nbsp;25℃測試條件下，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)驗公式轉(zhuǎn)變?yōu)榛?nbsp;凝土塌落實驗標(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 測量方式向用戶提供了一種快速，簡單，準(zhǔn)確的方法來 評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 驗數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)。