CN101118233A - 一种轻集料混凝土均质性的测试方法 - Google Patents

Abstract

一种轻集料混凝土均质性的测试方法，其特征在于它包括如下步骤：1)检测装置的准备：检测装置包括S型流动槽(2)、分层度桶(4)、支架(5)；2)将轻集料混凝土由S型流动槽(2)流入分层度桶(4)中；3)将分层度桶(4)置于振动台上振捣30秒，然后将分层度桶中各层混凝土分别取出，清洗出每层混凝土中的轻集料，烘干至衡重后称重，精确到0.1g；4)按如图公式，计算得分层度，其中：FCD——用轻集料质量表征的混凝土分层度；w_i——第i层混凝土中轻集料的质量，1≤i≤8；w——所有层中轻集料质量的平均值；n——分层度桶的层数，3≤n≤8。本发明具有简单、准确、快速的特点。

Description

一种轻集料混凝土均质性的测试方法

技术领域

本发明涉及一种轻集料混凝土均质性的测试方法。

技术背景

随着我国建筑行业的快速发展以及基础设施建设的加速，轻集料混凝土以其轻质、高耐久性以及保温、隔音、抗震等功能特点，广泛应用于各类非承重结构以及主要承重结构。发展轻集料混凝土被认为是减轻结构自重，使混凝土向轻质、高强方向发展的主要途径。近些年来，轻集料混凝土在全世界范围内都得到了迅速地发展，广泛应用于高层建筑、大跨度桥梁和特种结构，目前已成为世界各国建筑材料行业一个新的经济增长点。

但是，由于轻集料具有多孔结构，密度比水泥浆体要小，在大流动度轻集料混凝土，特别是轻集料混凝土中极易上浮而导致轻集料混凝土分层离析，造成施工事故和经济损失，因此，均质性的事前评价对于轻集料混凝土的施工显得尤为重要。

发明内容

本发明的目的在于提供一种简单、准确、快速的轻集料混凝土均质性的测试方法。

为了实现上述目的，本发明的技术方案是：一种轻集料混凝土均质性的测试方法，其特征在于它包括如下步骤：

1)检测装置的准备：检测装置包括S型流动槽2、分层度桶4、支架5，S型流动槽2采用透明有机玻璃做成，S型流动槽2的中部为水平溜槽，S型流动槽2的中部长500mm的水平溜槽上有刻度线，每100mm有条刻度线；S型流动槽2搁置在支架5上，S型流动槽2的上端口处沿与水平面垂直方向设有挡板1，挡板1位于S型流动槽2的水平溜槽的前方，S型流动槽2的下端口处设有溜槽3，分层度桶4位于溜槽3出口的正下方，溜槽3的出口小于分层度桶4的内径；分层度桶4由顶层桶6、中间桶7、底层桶8、底座9构成，顶层桶6、中间桶7、底层桶8内均为空腔，底层桶8搁置在底座9上，中间桶7搁置在底层桶8上，顶层桶6搁置在中间桶7上，中间桶7为1-6个；中间桶7为1个时，分层度桶4为3层，中间桶7为6个时，分层度桶4为8层；顶层桶(6)为第一层；

2)放下挡板1，将轻集料混凝土从S型流动槽2的上端口灌入S型流动槽2，直至挡板1的前段装满；打开挡板，轻集料混凝土经S型流动槽2的水平溜槽从S型流动槽2的溜槽3流入分层度桶4中；

3)轻集料混凝土从S型流动槽2流入分层度桶4后，将分层度桶4置于振动台上振捣30秒，然后将分层度桶中各层混凝土分别取出，清洗出每层混凝土中的轻集料，烘干至衡重后称重，精确到0.1g；

4)统计学中方差的理论出发，提出分层度的概念，按分层度的如下公式，计算得分层度：

$\mathrm{FCD}=\sqrt{\frac{\underset{1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{(1-\frac{W_i}{W})}^2}{n-1}}\×100\%---\left(1\right)$

其中：FCD——用轻集料质量表征的混凝土分层度；

w_i——第i层混凝土中轻集料的质量，1≤i≤8；

w——所有层中轻集料质量的平均值；

n——分层度桶的层数，3≤n≤8。

顶层桶6、中间桶7、底层桶8的内直径均为200mm，顶层桶6、中间桶7、底层桶8的高均为100mm，材料采用钢或铸铁。

支架5是角钢或木梁做成的方凳子型，或者支架5是角钢或木梁做成的圆凳子型平台。

所述的步骤2)中，打开挡板，记录轻集料混凝土流动时间，流动时间分别记为t₁₀、t₂₀、t₃₀、t₄₀、t₅₀(s)，分别表示轻集料混凝土拌合物在水平溜槽内流到距离为100mm、200mm、300mm、400mm、500mm时的时间，以此反映轻集料混凝土拌合物的流变性能。

采用本发明评价的新拌轻集料混凝土的均质性有如下评价指标：

FCD＜5％	均质性好，流动性差
		5％≤FCD≤10％	均质性好，流动性好
10％＜FCD≤15％	均质性差，流动性好
		15％＜FCD	均质性差，流动性差

采用本发明评价的新拌轻集料混凝土若满足如下条件，则其可以进行垂直高度250m内的泵送施工。

t20＜6秒；t50＜10秒；5％≤FCD≤10％	均质性好，可以进行垂直高度250m内的泵送施工
		t20＜6秒；t50＜15秒；5％≤FCD≤10％	均质性好，可以进行垂直高度200m内的泵送施工
t20＜6秒；t50＞15秒；FCD＞15％	均质性差，不能进行泵送施工

本发明利用S型流动槽2测试规定体积轻集料混凝土流至不同距离的时间(t)，利用分层度桶中各层轻集料重量方差评价该轻集料混凝土的分层度(FCD)，通过t表征轻集料混凝土的流动性能，通过FCD计算结果可评价该轻集料混凝土的均质性。本发明利用简单巧妙的装置解决了工程上一直难以很好解决的轻集料混凝土均质性评价问题，可以在试验室和工地现场科学评价轻集料混凝土的可泵性与均质性，具有方便实用、简单、准确、快速等特点，可用于轻集料混凝土和普通混凝土的均质性评价。

附图说明

图1是本发明的检测装置的结构示意图；

图2是本发明的检测装置的S型流动槽的结构示意图；

图3是本发明的检测装置的分层度桶的分解图；

图中：1-挡板，2-S型流动槽，3-溜槽，4-分层度桶，5-支架，6-顶层桶，7-中间桶，8-底层桶，9-底座。

具体实施方式

为了更好地理解本发明，下面结合实施例进一步阐明本发明的内容，但本发明的内容不仅仅局限于下面的实施例。

实施例1：

一、一种轻集料混凝土配方见表1，制备时，先将干物料一起投入混凝土搅拌机，搅拌60秒，再加入拌和用水，继续搅拌120秒后，制得新拌轻集料混凝土。

二、一种轻集料混凝土均质性的测试方法，它包括如下步骤：

1)检测装置的准备：检测装置包括S型流动槽2、分层度桶4、支架5，S型流动槽2采用透明有机玻璃做成，S型流动槽2的中部为水平溜槽，S型流动槽2的中部长500mm的水平溜槽上有刻度线，每100mm有条刻度线，精确到5mm；S型流动槽2搁置在支架5上，S型流动槽2的上端口处沿与水平面垂直方向设有挡板1，挡板1位于S型流动槽2的水平溜槽的前方，S型流动槽2的下端口处设有溜槽3，分层度桶4位于溜槽3出口的正下方，溜槽3的出口小于分层度桶4的内径；分层度桶4由顶层桶6、中间桶7、底层桶8、底座9构成，顶层桶6、中间桶7、底层桶8内均为空腔，底层桶8搁置在底座9上，中间桶7搁置在底层桶8上，顶层桶6搁置在中间桶7上，中间桶7为3个(图1中的中间桶7为3个，也可为1个或6个，根据需要确定；中间桶7为1个时，分层度桶4为3层；中间桶7为3个时，分层度桶4为5层；中间桶7为6个时，分层度桶4为8层；顶层桶6为第一层)；顶层桶6、中间桶7、底层桶8的内直径为200mm，高为100mm，材料采用钢或铸铁；支架5可以是角钢或木梁做成的方凳子型或圆凳子型平台。

2)放下挡板1，将轻集料混凝土从S型流动槽2的上端口灌入S型流动槽2，直至挡板1的前段装满；打开挡板，记录轻集料混凝土流动时间，流动时间分别记为t₁₀、t₂₀、t₃₀、t₄₀、t₅₀(秒)，分别表示轻集料混凝土拌合物在水平溜槽内流到距离为100mm、200mm、300mm、400mm、500mm时的时间，以此反映轻集料混凝土拌合物的流变性能。

3)轻集料混凝土从S型流动槽2流入分层度桶4后，将分层度桶4置于振动台上振捣30秒，然后将分层度桶中各层混凝土分别取出，清洗出每层混凝土中的轻集料，烘干至衡重后称重，精确到0.1g；

4)统计学中方差的理论出发，提出分层度的概念，按分层度的如下公式，计算得分层度：

$\mathrm{FCD}=\sqrt{\frac{\underset{1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{(1-\frac{W_i}{W})}^2}{n-1}}\×100\%---\left(1\right)$

其中：FCD——用轻集料质量表征的混凝土分层度；

w_i——第i层混凝土中轻集料的质量，1≤i≤5；

w——所有层中轻集料质量的平均值；

n——分层度桶的层数，n＝5。

具体计算过程如下：

$\mathrm{FCD}=\sqrt{\frac{\underset{1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{(1-\frac{W_i}{W})}^2}{n-1}}\×100\%=\sqrt{\frac{{(1-\frac{W_1}{W})}^2+{(1-\frac{W_2}{W})}^2+{(1-\frac{W_3}{W})}^2+{(1-\frac{W_4}{W})}^2+{(1-\frac{W_5}{W})}^2}{5-1}}\×100\%$

$=\sqrt{\frac{{(1-\frac{2300}{2500})}^2+{(1-\frac{2400}{2500})}^2+{(1-\frac{2500}{2500})}^2+{(1-\frac{2600}{2500})}^2+{(1-\frac{2700}{2500})}^2}{4}}\×100\%$

$=6.3\%$

试验结果见表1。

表1

混凝土配合比(kg/m3)	水泥	矿渣粉	粉煤灰	页岩陶粒	河砂	泵送剂	减水剂	水
									200	120	100	790	610	1.26	3.52	253
	试验结果	时间	t10	t20	t30	t40	t50	成功泵送高度
2s										4s	6s	8s	10s	180m
			FCD	6.3％

注：页岩陶粒为800级。

实施例2：

一、一种轻集料混凝土配方见表2，制备时，先将干物料一起投入混凝土搅拌机，搅拌60秒，再加入拌和用水，继续搅拌120秒后，制得新拌轻集料混凝土。

二、一种轻集料混凝土均质性的测试方法，它包括如下步骤：

1)检测装置的准备：同实施例1；

2)放下挡板1，将轻集料混凝土从S型流动槽2的上端口灌入S型流动槽2，直至挡板1的前段装满；打开挡板，记录轻集料混凝土流动时间，流动时间分别记为t₁₀、t₂₀、t₃₀、t₄₀、t₅₀(s)，分别表示轻集料混凝土拌合物在水平溜槽内流到距离为100mm、200mm、300mm、400mm、500mm时的时间，以此反映轻集料混凝土拌合物的流变性能。

3)轻集料混凝土从S型流动槽2流入分层度桶4后，将分层度桶4置于振动台上振捣30秒，然后将分层度桶中各层混凝土分别取出，清洗出每层混凝土中的轻集料，烘干至衡重后称重，精确到0.1g；

4)统计学中方差的理论出发，提出分层度的概念，按分层度的如下公式，计算得分层度：

$\mathrm{FCD}=\sqrt{\frac{\underset{1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{(1-\frac{W_i}{W})}^2}{n-1}}\×100\%---\left(1\right)$

其中：FCD——用轻集料质量表征的混凝土分层度；

w_i——第i层混凝土中轻集料的质量，1≤i≤5；

w——所有层中轻集料质量的平均值；

n——分层度桶的层数，n＝5。

具体计算过程如下：

$\mathrm{FCD}=\sqrt{\frac{\underset{1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{(1-\frac{W_i}{W})}^2}{n-1}}\×100\%=\sqrt{\frac{{(1-\frac{W_1}{W})}^2+{(1-\frac{W_2}{W})}^2+{(1-\frac{W_3}{W})}^2+{(1-\frac{W_4}{W})}^2+{(1-\frac{W_5}{W})}^2}{5-1}}\×100\%$

$=\sqrt{\frac{{(1-\frac{2200}{2500})}^2+{(1-\frac{2400}{2500})}^2+{(1-\frac{2500}{2500})}^2+{(1-\frac{2600}{2500})}^2+{(1-\frac{2800}{2500})}^2}{4}}\×100\%$

$=8.9\%$

评价方法得到的结果见表2。

表2

混凝土配合比(kg/m3)	水泥	矿渣粉	粉煤灰	页岩陶粒	河砂	泵送剂	减水剂	水
									200	120	100	378	322	1.26	3.52	213
	试验结果	时间	t10	t20	t30	t40	t50	成功泵送高度
2s										4s	7s	10s	14s	70m
			FCD	8.9％

注：页岩陶粒为600级。

当n为3、4、7或8时，轻集料混凝土均质性的评价方法，参照实施例1-2；在此不一一列举实施例。

Claims (4)

1.一种轻集料混凝土均质性的测试方法，其特征在于它包括如下步骤：

1)检测装置的准备：检测装置包括S型流动槽(2)、分层度桶(4)、支架(5)，S型流动槽(2)采用透明有机玻璃做成，S型流动槽(2)的中部为水平溜槽，S型流动槽(2)的中部长500mm的水平溜槽上有刻度线，每100mm有条刻度线；S型流动槽(2)搁置在支架(5)上，S型流动槽(2)的上端口处沿与水平面垂直方向设有挡板(1)，挡板(1)位于S型流动槽(2)的水平溜槽的前方，S型流动槽(2)的下端口处设有溜槽(3)，分层度桶(4)位于溜槽(3)出口的正下方，溜槽(3)的出口小于分层度桶(4)的内径；分层度桶(4)由顶层桶(6)、中间桶(7)、底层桶(8)、底座(9)构成，顶层桶(6)、中间桶(7)、底层桶(8)内均为空腔，底层桶(8)搁置在底座(9)上，中间桶(7)搁置在底层桶(8)上，顶层桶(6)搁置在中间桶(7)上，中间桶(7)为1-6个；中间桶(7)为1个时，分层度桶(4)为3层，中间桶(7)为6个时，分层度桶(4)为8层；顶层桶(6)为第一层；

2)放下挡板(1)，将轻集料混凝土从S型流动槽(2)的上端口灌入S型流动槽(2)，直至挡板(1)的前段装满；打开挡板，轻集料混凝土经S型流动槽(2)的水平溜槽从溜槽(3)流入分层度桶(4)中；

3)轻集料混凝土从S型流动槽(2)流入分层度桶(4)后，将分层度桶(4)置于振动台上振捣30秒，然后将分层度桶中各层混凝土分别取出，清洗出每层混凝土中的轻集料，烘干至衡重后称重，精确到0.1g；

4)按分层度的如下公式，计算得分层度：

$\mathrm{FCD}=\sqrt{\frac{\underset{1}{\overset{n}{\mathrm{\Σ}}}{(1-\frac{W_i}{W})}^2}{n-1}}\×100\%---\left(1\right)$

其中：FCD——用轻集料质量表征的混凝土分层度；

w₁——第i层混凝土中轻集料的质量，1≤i≤8；

w——所有层中轻集料质量的平均值；

n——分层度桶的层数，3≤n≤8。

2.根据权利要求1所述的一种轻集料混凝土均质性的测试方法，其特征在于：顶层桶(6)、中间桶(7)、底层桶(8)的内直径均为200mm，顶层桶(6)、中间桶(7)、底层桶(8)的高均为100mm，材料采用钢或铸铁。

3.根据权利要求1所述的一种轻集料混凝土均质性的测试方法，其特征在于：支架(5)是角钢或木梁做成的方凳子型，或者支架(5)是角钢或木梁做成的圆凳子型平台。

4.根据权利要求1所述的一种轻集料混凝土均质性的测试方法，其特征在于：所述的步骤2)中，打开挡板，记录轻集料混凝土流动时间，流动时间分别记为t₁₀、t₂₀、t₃₀、t₄₀、t₅₀，分别表示轻集料混凝土拌合物在水平溜槽内流到距离为100mm、200mm、300mm、400mm、500mm时的时间，以此反映轻集料混凝土拌合物的流变性能。

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