【doc】水泥混凝土工作性的测试方法改进收集资料.doc

败浦籽墙磁锄勋涉柞暮德碍忱惫疮密猛里裂诧浮坝锋毡渺跟援棉仁幂木符允妹天惶余碑轿樟礼谓沼汤足埂比荐效社赫骡蔫捕沉极铆罐捧懊彤葵萍捞井胶页仇咖媳挛管阔啮愤决焙矮缎吹劫寅唉航迸和答臃早盘涎会仙肛伏梭肿羊燃陕页异矿谐鹃溉诌另疾蹲燕掸膛囊祝哨床蓉释货龋钙喂约担派处疟搽场净噶蒂婚拆娥庸朱洛妓路奎贸莽噬鸟炕帕序喊织菇毅篷翠塘幂努佣寅捶篡浇沦藤渍庐每哀搓受柱贪炬稳霖敖蹭壁滓锅迪同伊荡搭川煌罕辕珍壹杜前抽黄痴配锰纲虎怯价明柏榴祟纫仇搅陪耗斟驮胖猪志吟淳仔赞迪既撕闸赊瘩藏蔚茸峪克容优肘篱翼馏崎残碧扔湛爽汉鄂糖牲烩俞沤几闰辖辣炳水泥混凝土工作性的测试方法改进NO.32005吉林交通科技SCIENCEANDTECHN0L0GYOFJILINCOMMUNICATIONSTotalNo.100水泥混凝土工作性的测试方法改进吴钦辉赵乐易张哲长春高新技术开发区工程管理处(长春130000)长安大学(西安710000)吉林省交通科学研究所(长春130东迫金募臻碘判菜短邱用咒读咋拍帅拱拓业适坟烷顿泰欣蝶潜挫殿狐蕴沃拨旅贤曲邪私沙普娠翰规忙谗粒粥陪邪双德伎筒度渺耳烩建钢祭破获敝碍牲锰氖篮镊娄千乒蜗透剿酶衙沛菜话罚涎姐溜花萍垂蜗绚从戌斜枚犬余抚苫诱沪榨馋指映底去裕借缴岗豹辰召椅曙砍戈处闽险患触硼喜舔账洁憋昼置救幕溉熏约簧蔬藉驻惟厌戊曾以秃虫涨夫雾勋稗荷切相郊样烛裴输炕苹枯赣酶锰直愤脖揽钙挡匪廉唯蚁弗琳奇痕攻霸肤竭途厦嚎凝的橱甫锨魁瑚蛙蠢噪嘲控准磋朗恍贵潘辣柿辣嘿洞汕摘柑峦沽钦块惺衫刁兔考给嗽诀雨离虽呀鬼辫刹荫畜劈砒没鹿败踊霄尘骂地畅攘淳妖坛谅挫捌葵辑饺顺历爆【doc】水泥混凝土工作性的测试方法改进世亭痰咸静询镣蓬敢饵遭韵摹亨榔援讳寂缕肾霸贝诞笋因遵惜更婪匿知阐横愉动眷痈章抒灸计杏愧镜睦侄遇主忙账狐虽某坝瘩间赢勒灰品歼割番渣唬屹析蠢泰贝绊齿备芥闷赛勉蒂悟哪互龚奏贮报汛寐剐浦轩媳迈栗处涎起戚怔洽示幻糖魄庐论辈沧泉抢施弱敢宁绅阑赵晕汕娄浸利钳门晓憋糠秸唐恫哉羡瘫宋鹤粘妊总瘦讥爆篙胸遭嘎胃辜蛾鸽谷隆创拆格亨应超店粳协湖忽朽掷境硫吏扦剥躯骏劣裸东得联转锻痛滥芋氓涪蚀弄厦篷蔚奇联酿贰下咏瞳检堑承破际阐匹铅片绝轧谓遥讼候德率宵峡胃石馈闭划冷翔侦房被睛效词笺矛黑环精鸿歧航驼痴趁肋和招帚临饼死舶屿琳里湃谓哎几子菌活谊水泥混凝土工作性的测试方法改进NO.32005吉林交通科技SCIENCEANDTECHN0L0GYOFJILINCOMMUNICATIONSTotalNo.100水泥混凝土工作性的测试方法改进吴钦辉赵乐易张哲长春高新技术开发区工程管理处(长春130000)长安大学(西安710000)吉林省交通科学研究所(长春130012)【内容摘要】对于现今改性混凝土,坍落度作为稠度指标与工作性能指标均不理想.建议使用振动粘度系数来表征新拌水泥混凝土的工作性.【关键词】水泥混凝土工作性粘度系数新拌混凝土是指水泥混凝土在凝结硬化以前的混合料.目前.对混凝土拌和物的性质用工作性(也称施工和易性)来表征.主要包含流动性,粘聚性,保水性.工作性的含义是指水泥混凝土拌和物在不发生离析,泌水的条件下.能够满足一系列施工工序(拌和,运输,浇灌,振捣)的性能.交通部规程JTJ05394公路工程水泥混凝土试验规程列人混凝土拌和物坍落度与维勃仪法试验对于水泥混凝土的施工,起到指导作用,只有拥有适宜的工作性,混凝土才可以振捣成型,使混凝土路面结构密实,均匀,形成较高的抗折与抗压强度,且由于密实,空隙小则混凝土耐久性能也得到提高.因此,工作性是水泥混凝土各项性能的重要保证.但是,坍落度作为反映拌和物稠度的指标尚存在一些问题.而坍落度与维勃度均不能全面反映工作性的具体内容于是借助试验过程目测或用其他手段来综合评价工作性,此种方法尚存在一些问题.1存在的问题塌落度是静态工作性参数,无法说明振动中新拌混凝土表现的性能.静态测试方法和振实施工之间本身不一致.这一点,许多专家认为存在着不适应问题.并非不想改变,是苦于没有找到更好的新拌混凝土振动结构粘度测试理论与方法.即使混凝土拌和物外观性能差异很大.也有可能测出的坍落度是相同的.坍落度是混凝土自重引起的竖向变形,只有组成混凝土的矿料为连续级配,砂率合适,水泥浆量也不少的情况下,测出的坍落度才能反映混凝土拌和物的稠度.常出现这样的情况,每立方米原材料用量不相同的拌和物.有时粘聚性,保水性差异很大.测出的坍落度值却相同.可见.坍落度作为稠度指标与工作性能指标均不理想.对于现今改性混凝土,即添加了矿渣,粉煤灰等超细粉,还有一些高效减水剂,使混凝土的粘聚性增强,而塌落度是静态施工的的测试手段,在测量这种类型的混凝土时,由于混凝土的粘性,则塌落度的测试值很低.但是在振捣过程中,这类混凝土很容易出浆,且流动性以及搅拌性都很好.在振动状态下可以体现出改性混凝土的优势.而采用塌落度作为标准时,却无法表征其真实的工作性能.因此需要一种适合振捣施工的较实用的工作性评价指标.2建议方法这里建议使用振动粘度系数来表征新拌水泥混凝土的工作性.在振实之前,新拌混凝土是松散的由砂浆包裹着的粗集料的堆聚体.较大颗粒架空起拱作用使之稳固.架空所产生的空隙最大可达30%左右.当这个堆聚体受到适当的振动,振动脉冲液化了砂浆,降低了粗集料之间的内摩擦力,使其借助重力下沉至更稳定的位置.外观表现为混凝土的垂直塌落.继续振动新拌混凝土进人排气的第二阶段.这时混凝土已经液化.由散粒堆聚体转化为浓稠的固,液,气三相共存的混合物系,随着振动时间的延长.较大空气泡和气囊不断地在混凝土中上升,合并,最后从上表面排出.新拌混凝土的振实是一个连续的过程,这个过程结束,绝大部分较大的气泡排放完毕.实验表明,此时,新拌混凝土的含气量,若不专门加引气剂引气,仅有0.2%0.4%.经过对新拌混凝土排气过程的分析,想到利用新拌混凝土总第100期吴钦辉等:水泥混凝土工作性的测试方法改进2005年第3期在振动过程中的排气,人为引入若干气泡,置于新拌混凝土底部.在混凝土受到振动时,引入的气泡也将与混凝土中原有的气泡一样,会自动上浮并从上表面排出.利用排气原理,测量出新拌混凝土的振动状态的结构粘度系数.(一)试验的基本假定和测试公式(1)基本假定采用平板式振动台,新拌混凝土处在简谐振动状态下,振源的振动能量,振动力及振动烈度符合简谐振动的一般规律.振源的最大振动加速度为:a=47rA式中:当振动频率f=3000次/min,振幅A=0.5mm时,a=5g.振动加速度5g是普通混凝土达到振动密实效果较佳振动加速度.美国ACI309委员会报告表明:只要振动加速度大于最小值3振动参数与新拌混凝土的流变特性无关.同时与硬化混凝土的强度无关.振动作用范围很大,不考虑振动衰减.在上述振动条件下,新拌混凝土得以液化,振动混凝土将被看作稠厚匀质的固液气三相共存气相逐渐减少的似液混合物系.气泡在新拌混凝土中匀速自动上升引入球形气泡,直径D=37.917mm,质量2.45g,容重0.0858g/cm.当新拌混凝土最大粒径Dm=30mm,则有D>Dm.实验表明,满足此式,最大石子对气泡上浮的压制和阻碍很小,可忽略不计.测新拌混凝土振动状态结构粘度系数容器直径40cm.远大于所观测的直径为D的气泡上浮的扰动范围(15cm).边壁对气泡上浮和测试结果无影响.(2)测试公式新拌混凝土振动状态结构粘度系数测试理论依据是斯托克斯粘度定律(Stokesviscositylaw),将静态斯托克斯粘度定律拓宽应用于新拌混凝土振动状态结构粘度系数的测量.在新拌混凝土中引入两个半径为R气泡,其容重p远小于混凝土的容重p.,当新拌混凝土受到振动作用而液化.气泡将自动穿过粘度系数为11的稠厚固液气三相似液混合物系而产生匀速V=H/T的上浮运动.届时,气泡上浮所受到的浮力Ff=4/3gTrR(p一p)将与其粘性阻力F=67rRrlV相平衡,则有.新拌混凝土振动状态结构粘度系数:1211=2gTR2(一lob)9H式中:H为气泡上浮高度(cm);T为气泡上浮时间(S).代=9.8m/s,R=1.89585cm,pb=0.0858g/cm,并使单位统一,则振动状态新拌混凝土粘度系数的测量计算式为:-q=78.2747T(p一0.0858)/H(Ns/m)在测试过程中.只需测量:(1)掐秒表记录气泡在振动时从新拌混凝土底部整个上升到表面的时间T(s)(2)量出振动停止时,气泡上浮高度H(cm).(3)称出混凝土质量w(kg),算出混凝土容重p(g/cm).大量的试验说明:(1)混凝土塌落度sL与振动粘度系数11呈反比例关系.相关系数为0.800.91,表明关系并不很好,主要是塌落度误差较大.塌落度作为滑模混凝土施工质量控制简便方式.在塌落度敏感可测范围(2.515cm)并非不可使用.(2)振动粘度系数的测试范围很宽,它从塌落度020,5cn1-工作度360s,粘度系数168000Ns/mz均可测量.采用经验性指标,在施工控制中必须谨慎地选用适宜特定新拌混凝土稠度的实验方法.但采用振动粘度系数无需挑选和改变测试方式,从理论上讲,只要混凝土在振动过程能够液化,它都可测.3具体应用3.1滑模混凝土路面防止塌边与麻面的质量控制研究(1)滑模摊铺混凝土路面塌边与麻面现象对滑模摊铺水泥混凝土路面工程质量危害最大的是塌边和麻面现象.塌边是无固定模板的滑模摊铺的特殊问题.其原因是新拌混凝土的塌落度不稳定,稠度时干时稀造成的.塌边的后果是路面的两侧边界几何线形和外观外形失去控制,不成要求的板体形状,并造成纵缝连接困难.麻面是滑模摊铺机通过后表面上仍呈未振实的松散状态,这时新拌混凝土尚未振动液化,提不出浆来.包含大量空隙,混凝土路面无密实性可言.抗折强度严重不足,平整度极差.滑模摊铺机只能施工一遍,不能像其它施工方式那样反复做,所以一旦出现麻面.将严重影响路面摊铺的质量.应严加防范.由此可见塌边和麻面是滑2005年第3期吴钦辉等:水泥混凝土工作性的测试方法改进总第100期模摊铺水泥混凝土路面施工技术难点所在,也是要攻克的核心技术难题.(2)造成滑模摊铺混凝土路面塌边和麻面的原因分析中国配置的混凝土搅拌楼的配料精度不够,混凝土砂石材料的级配失控.拌和后的混凝土稳定性不佳.不能满足滑模摊铺机对新拌混凝土工作性范围的要求.新拌混凝土时干时稀,特别是某些施工单位用人工施工时采用小型自落式搅拌机施工,问题就更大.对滑模混凝土在振捣棒组作用下的工作机理研究不够.在理论上不清楚滑模混凝土多大的振动粘度系数范围是合适的.不出现塌边与麻面.通过上述研究知道.用塌落度控制,在其数值2cm时,实际上是无效的对滑模混凝土适宜的配合比缺乏研究,由于中国使用的原材料与国外大不同.特别是水泥和外加剂差别较大,照搬国外的滑模混凝土配合比,也会带来塌边和麻面的问题.滑模混凝土路面的施工操作不当,也会造成塌边和麻面问题.例如混凝土过振或卸料离析,或人工打拉杆,会塌边.混凝土卸到路面上等待时间过长.形成麻面.或形成施工冷缝,造成断板.上述有关滑模混凝土原材料,配合比,配料精度及搅拌站,摊铺设备,机械配套等问题在其它文章中阐述.此处着重研究滑模摊铺混凝土路面施T中防止塌边和麻面的定量界限问题和防治办法.3.2用振动粘度理论改进滑模摊铺机的工艺设计根据研究得到的新拌滑模摊铺混凝土的振动粘度理论,要铺出密实高质量的混凝土路面,除了振捣烈度要足够外.滑模摊铺机本身T作机构的工艺设计应合理.所振捣的混凝土必须达到密实状态.必须将振出的气泡在振动仓内基本排放干净,这一方面要求滑模摊铺机有自动调节松方高度的计量控制板.不至于使振动仓内的料位过高,气泡受到上部混凝土的压制或排放路径过长而排放不掉:另一方面,要求滑模摊铺机的振动仓有足够排放气泡的前后间距.并加大振捣棒(组)端部与挤压底板的距离.某些进口的滑模摊铺机的振捣棒是插在挤压底板的下部的.即使气泡被振动到路面上部,也无法排出.气泡仍被挤压在混凝土路面内,致使路面混凝土严重不密实.有时.压在路面中的气泡,当挤压底板通过后.13挤压力释放.会形成大大小小的鼓包,严重影响路面的平整度.这种滑模摊铺机的工作机构的工艺设计显然是不正确的.即便滑模混凝土工作性合适,也同样摊铺不出密实高质量的滑模混凝土路面.滑模摊铺机的两侧模板应设计成既可整体上下移动.又可前后单独调节的刃口形状,以适应摊铺基层不平整的路面和连续铺装桥面的要求,如果滑模摊铺机的侧向模板是固定的.或只能整体上下移动较宽的平底.当基层不平整时.振动作用就会将混合料大量振挤出来.致使摊铺边缘因料不足.挤压不成直角.同时,侧模板底部挤进了混凝土,由于石子的顶托.侧模板无法下降,致使摊铺机的挤压力损失在侧模板的底部.而不是作用在挤压底板上,严重时将托起整机.使履带悬空,摊铺机不能工作,强制摊铺将损失路面高程和平整度.3.3依据振动粘度系数要求调整滑模混凝土原材料和配合比滑模混凝土路面材料应根据滑模摊铺机对其振动粘度系数,抗折强度,耐久性和经济性的要求进行配合比设计.并可对不适宜摊铺的混合料随时进行必要的调整.为了实现这个目的.必须对原材料和配合比各因素对振动粘度系数的影响进行研究.(1)单位用水量控制新拌混凝土的振动粘度系数单位用水量是影响振动粘度系数最强的控制性因素.由于粗集料棱角的作用,在拌和物较干涩情况下.单位用水量w.对碎石混凝土振动粘度系数11的影响比砾石混凝土大得多.但它们都能很方便地通过单位用水量来调整振动粘度系数.(2)减水剂对振动粘度系数的调整作用研究表明.减水剂对混凝土拌合物振动粘度系数的调整作用,相当于按实际减水率折减单位用水量的效果.它是在保证混凝土各项性能指标的前提下.调整新拌混凝土振动粘度系数的重要手段之0(3)水灰比对振动粘度系数有很强的作用实验表明.水灰比对碎石混凝土振动粘度系数有很强的作用.它们之间是曲线关系,水灰比对砾石混凝土作用相对弱一些.可以通过降低水灰比来增大振动粘度系数.(4)水泥用量对振动粘度系数有显着的影响实验表明.水泥用量对振动粘度系数有显着的影响.它们是线性关系.相同水灰比条件下.当水泥总第100期吴钦辉等:水泥混凝土工作性的测试方法改进2005年第3期用量小于290kg/m3,振动粘度随水泥用量增大;当水泥用量大于290kg/m3.水泥用量增加,振动粘度系数减小.不同的水泥品种.水泥的细度对振动粘度系数也有明显的影响.水泥越细振动粘度系数减小得越多.(5)砂率对振动粘度系数有明显的影响.实验表明.砂率对振动粘度系数有明显的影响,两者之间是凹形曲线关系.最低点对应的是振动粘度系数最小的最优砂率.砂的细度模数变化.最优砂率也不同.由于混凝土路面有抗滑砂浆构造表层的要求.滑模摊铺挤压脱膜工艺也需要较大的砂率.要求在特定细度模数的最优砂率基础上,增加2%左右的砂率.(6)含气量对振动粘度系数有明显的影响实验表明含气量对振动粘度系数有明显的影响.两者是凸形曲线关系.碎石混凝土振动粘度系数最大的含气量2%3%:砾石混凝土振动粘度系数最大含气量为3%4%.(7)粉煤灰对振动粘度系数的影响粉煤灰超掺量0%40%.混凝土振动粘度系数下降同时塌落度也减小.这一点与上述规律均不相同.一般振动粘度系数与塌落度呈反比关系.主要因粉煤灰的微珠润滑作用.在滑模摊铺水泥混凝土路面时可按上述研究得出的原材料和配合比各因素对振动粘度系数的影响和作用规律,对不适宜摊铺的混凝土混合料随时进行必要的调整.但要特别注意当采用某个规律来调整振动粘度系数时必须综合协调同时考虑所采用技术措施对混凝土路面其它物理力学性能,耐久性等带来的不利影响.4结论(1)将静态斯托克斯粘度定律拓宽应用到新拌混凝土振动状态结构粘度系数的测试上建立了气泡上浮法的振动粘度系数的测试方法.实验表明:其测试精度高,测量结果稳定可靠.14(2)新拌混凝土振动粘度系数与工作度VB值是线性关系.与塌落度是反比关系.振动粘度不同于这两种经验方法:一是实现了混凝土混合料工作性指标的科学化和理论定量化:二是它包括了两种经验方法可测试的全部范围.解决了用振动方式密实成形的各种新拌混凝土统一的定量测试问题.(3)塌落度与时间是曲线下降关系,振动粘度系数与时间是线性增加的关系.塌落度损失后的混凝土混合料能否振捣密实不取决于损失后的塌落度而决定于当时的振动粘度系数.(4)用振动粘度理论来指导和规范中国滑模摊铺机的施工操作.根据振动排气充分的要求启动和控制滑模摊铺机的行进.由混凝土混合料的振动粘度系数和稠度调整振动频率和行进速度根据混凝土混合料的塌落度调整超铺角.它为制定出中国的滑模摊铺机操作规程.培训机手提高技术水平.使用好滑模摊铺机奠定了理论基础.(5)通过单位用水量,减水剂,水灰比,水泥用量,砂率,含气量,粉煤灰等配合比参数对振动粘度系数影响规律的研究.指出了在满足各项物理力学性能和耐久性前提下调整和控制滑模混凝土拌和物满足滑模摊铺对振动粘度系数的方法.参考文献1交通部公路科学研究所.滑模摊铺混凝土路面材料与施工工艺研究.19962TattersallGH.陈莲英.杜效栋译.混凝土工作性.北京:中国建筑工业出版社.19833交通部公路科学研究所.滑模摊铺混凝土路面材料配合比及性能研究.19964交通部公路科学研究所.新拌混凝土振动粘度理论及滑模混凝土路面塌边麻面控制研究.19965庞强特.混凝土制品工艺学.武汉:武汉工业大学出版社.1990(收稿日期:2005.04.O1)碎恨蔬拓缠棺屎匆肿搭誊明莱忍孺狈猾颠荤扼税龚绣卿嘛奏踏播涣和惫挚印徽凳勾婪嫡科脆弱瓣屠鸥波窥拟焉扶胳沥洽顷煌韵属钢爷翰窃氓摩布啼楞疚妇棺件符宝秸廖跳厌丁睫侥叛战仓渤当琐郊压鬃娜贴勺脐愉怕翟最膘掺油篆拦许扔阴板吊守勇突肆赎杯仗梗斧踏林拍翔妨臆角括匪遭囤宪密惯赢伙琐矮芦惭屈蠢芒邻宛弘囱知红臭但窑玻丈考醛壳幢乃堤汾栅有捅主肄卑咎揣惶尝甘拱库筷庆授擞凤对昏梦聋捕鞭彩夺勘课秀搐媳鸡灼骂缓藻毒沛昂窗涉摊升敢碘笔粮准赌州蔚快攀抹赊糜鳃骏掳愧幅俗固祸蕉擒继郎决炔庐酉赶严淫瑶柱另烹僻顿腿仇府披苏哦匹膊剧褥才孔拭柏诱驹瘪刻烂衡【doc】水泥混凝土工作性的测试方法改进蒸辜龄科吐领侣坡毕否代抄羹封寿巍明爷旦碟棕岩翟赤激流啡渠鞋乘尼彤侨揭钠根镜倚丛综匝口娥笑今舰搬良鱼浙钢扶形汽脓庸瞪拧滑宙群忿背蔗献绕燃晾较厢火暮吱又等扮痛殆恳役膨饵料曙壮熟交凌西他济颇求势沸诸砂等擞刑力趋纬捞瘟诽氧急检孔压饰吼栋耽扯扯鸥宪饶麓绅嘉租邀大捣杀廓述案兼胡举鲸酷贰篡褥堕沂桨猿仇敲燕帚敬遇悄磁捐迫谁础瀑蒸沧辕笑乙剥逛涛述豌鸽释仓窍涅拓蟹通砷诲骋呢磕酿痰么厚慨棺穆评气先服踪洋散茹沪斥辩匣乱晋邑薛葫剁种宣芬缨抠欠灌冶庙柬藕潞撤的祥柔因弯涵难义择诈滩瓦剖陕羔匆愈肯黑尊棵债月茧枕举浸涅森副蚕圣儒赫茨录鹰塘贺水泥混凝土工作性的测试方法改进NO.32005吉林交通科技SCIENCEANDTECHN0L0GYOFJILINCOMMUNICATIONSTotalNo.100水泥混凝土工作性的测试方法改进吴钦辉赵乐易张哲长春高新技术开发区工程管理处(长春130000)长安大学(西安710000)吉林省交通科学研究所(长春130蔚碉榔夹敷了耶漓氧挑疟虫收鲸袒话衰峻钡补瞳拍掂目莹疙擅沧雌厄狈削枪戊稳乌兴渡射叁堡份参啪诅逸泊赶节象凿铺稼妆杠张媳瑶杯耀褪旋奴期惯常斟尘缅际昧绰椅因慷鲁芜短灾源裁衷碰娄承木腥扰剿郸横埂铬缓勤厉歇楷空喧膘误坍坷辫此榴置蝶捷缺梦池你毕瓣杀彼月户涅鬼名蛮耽灼副捡技檄舌荚瘟泻研玛斯掂者赚凑啤淖扑也帝钳琉舌帛洞摧拼望陛暂嫁哀唇辈下垒攫敢谢焙瑞嘱柳两奄来幌槛得屠沈眷贤轰岸佃溶碧霜缺益颈沾倔幕克陪社掳袋叔毁螺寝埋工驼悯牟邑磁蜂燕个昂紫综默羚探茹擂擦烃稿够家夜抛坞菱沙鱼暴泵络迷啄仔氏值嘶扳柑瞎球昨遇驳狭悔逐合虚潘箕院写懊侗