CN104614507A

CN104614507A - 膨胀混凝土从塑性到硬化的限制膨胀率及膨胀速率测定方法

Info

Publication number: CN104614507A
Application number: CN201510047524.0A
Authority: CN
Inventors: 吴翠娥; 凡涛涛; 王力
Original assignee: Wuhan Sanyuan Speical Building Materials Co Ltd
Current assignee: Wuhan Sanyuan Speical Building Materials Co Ltd
Priority date: 2015-01-30
Filing date: 2015-01-30
Publication date: 2015-05-13

Abstract

本发明涉及膨胀混凝土从塑性到硬化的限制膨胀率及膨胀速率测定方法，其步骤包括掺混膨胀剂、测定、数据处理。测定和数据处理的专用设备是塑性限制膨胀率测定仪，它包括数字采集仪，模具，膨胀杆，传感器，标靶及薄板。本发明的优点是：测定膨胀混凝土从无膨胀率到膨胀结束的整个过程，反映膨胀剂水化特性以及膨胀剂与混凝土强度发展的匹配关系，为膨胀剂产品开发提供数据支持。膨胀混凝土从塑性到硬化的限制膨胀率曲线以及膨胀速率曲线，通过塑性限制膨胀率测定仪专用设备完成，测定数据准确，且直观，工作效率高。

Description

膨胀混凝土从塑性到硬化的限制膨胀率及膨胀速率测定方法

技术领域

本发明涉及混凝土从塑性到硬化的限制膨胀率及膨胀速率测定方法，是对膨胀剂混凝土限制膨胀率的检测，属于混凝土检测技术领域。

背景技术

混凝土是目前非常重要的土木工程材料，而混凝土具有收缩的固有特性，因收缩而引起开裂的现象屡见不鲜。混凝土膨胀剂是目前国内广泛应用的一种抗裂防渗外加剂，对提高混凝土建筑物的质量起到了积极的作用。因此，为膨胀剂性能检测方法应运而生。混凝土限制膨胀率为检测膨胀剂必不可少的测试方法，其测量方式直接影响膨胀剂的性能。

目前，膨胀剂检测方法较为简单，即为砂浆强度达到10±2MPa后拆模测试膨胀率以及混凝土强度达到3-5MPa后拆模测试膨胀率，其作用更偏向膨胀剂的均质性检测，不能较好反映膨胀剂对混凝土抗裂性能，也无法评价在拆模之前的膨胀剂的膨胀率。现在多用拆模后膨胀率大小衡量膨胀剂好坏，不能完整反应膨胀剂的水化特性。

发明内容

本发明的目的是：提供一种膨胀混凝土从塑性到硬化的限制膨胀率及膨胀速率测定方法，该方法完整跟踪膨胀剂水化特性和混凝土强度发展的匹配关系，为研究和使用混凝土提供可靠、真实、全面的科学依据，为更好地评价膨胀剂对混凝土的抗裂性能，及为膨胀剂产品开发提供数据支持。膨胀混凝土从塑性到硬化的膨胀速率曲线以及膨胀速率曲线，通过塑性限制膨胀率测定仪专用设备完成，测定数据快，且直观，工作效率高。

本发明技术方案是：

一种膨胀混凝土从塑性到硬化的限制膨胀率及膨胀速率测定方法，其特征在于，包括下述步骤：

A、掺混膨胀剂：将膨胀剂按20-50Kg/m³的掺量掺入强度等级为C20-C50的混凝土中，并搅拌均匀；

B、测定：将A步骤的混合料装入塑性限制膨胀测定仪中，并盖上湿抹布开始检测，数据采集时的检测频率为每隔2-5min采集一个数据；混凝土成型后2-5小时内，取出塑性限制膨胀率测定仪两侧薄板，消除混凝土两侧与模具的摩擦力，通过自动读取位移变化得到塑性到硬化的限制膨胀率；

C、数据处理：从塑性到硬化的限制膨胀率数据经处理处理，得到膨胀速率曲线；

所述塑性限制膨胀率测定仪，它包括数字采集仪，模具，膨胀杆，传感器，标靶及薄板；所述模具为具有侧板和端板及底板的横断面为方形的腔体；两端具有方形挡板的膨胀杆位于模具腔体中；2个传感器分别通过各自的传感器支座固定在模具上的传感器支座固定端上；所述膨胀杆两端方形挡板上边与传感器垂直；用于测量的2个标靶通过绝缘固定在膨胀杆3两端的方形挡板延伸面上；膨胀杆两端的方形挡板两侧端面与模具内侧面之间具有能插入薄板的间隙。

进一步的技术方案是：

所述的膨胀混凝土从塑性到硬化的限制膨胀率及膨胀速率测定方法，采集数据从混凝土为成型而装入模具时开始至混凝土硬化时止，采集数据包含塑性阶段限制膨胀率和混凝土硬化后限制膨胀率。

所述的膨胀混凝土从塑性到硬化的限制膨胀率及膨胀速率测定方法，膨胀剂的掺量为35kg/m³。

所述的膨胀混凝土从塑性到硬化的限制膨胀率及膨胀速率测定方法，混凝土强度等级为C35。

所述的膨胀混凝土从塑性到硬化的限制膨胀率及膨胀速率测定方法，检测频率为每2min采集一次。

所述的膨胀混凝土从塑性到硬化的限制膨胀率及膨胀速率测定方法，混凝土成型后4小时内，取出塑性限制膨胀率测定仪两侧薄板，消除混凝土两侧与模具的摩擦力，通过自动读取位移变化得到塑性到硬化的限制膨胀率。

与现有技术相比，本发明的主要显著效果是：

1、全面测定膨胀混凝土限制膨胀率的参数，完整跟踪膨胀剂水化特性和混凝土强度发展的匹配关系，为研究和使用混凝土提供了可靠、真实、全面的科学依据，更好的评价膨胀剂对混凝土的抗裂性能，为膨胀剂产品开发提供数据支持。检测混凝土成型后即开始测量，采集从塑性到硬化整个过程的限制膨胀率，试验进行4小时即取出塑性限制膨胀率测定仪两侧薄板，消除侧壁对混凝土的限制影响。

2、测定数据快，且直观，工作效率高。膨胀混凝土从塑性到硬化的限制膨胀率曲线以及膨胀速率曲线，反映了混凝土从无膨胀率到有膨胀率再到膨胀结束的整个过程水化特性，反应膨胀剂水化与混凝土强度匹配关系，通过塑性限制膨胀率测定仪专用设备一次性完成。

附图说明

图1为本发明测定方法的步骤示意图；

图2为本发明测定方法专用塑性限制膨胀率测量仪主视示意图；

图3为图2的俯视示意图；

图4为本发明实施例3测得的混凝土从塑性到硬化限制膨胀率；

图5为本发明实施例3测得的混凝土从塑性到硬化膨胀速率；

图6为本发明实施例4测得的混凝土从塑性到硬化限制膨胀率；

图7为本发明实施例4测得的混凝土从塑性到硬化膨胀速率。

图中附图标记为：1、数字采集仪，2、导线，3、膨胀杆，4、模具，5、混凝土、6、传感器，7、传感器支座，8、标靶，9、薄板。

具体实施方式

下面结合附图对本检测方法做进一步说明。

实施例1、为一个基本实施例。一种膨胀混凝土从塑性到硬化的限制膨胀率及膨胀速率测定方法，如图1所示，包括下述步骤：

B、测定：将A步骤的混合料装入塑性限制膨胀测定仪中，并盖上湿抹布开始检测，数据采集时的检测频率为每隔2-5min采集一个数据；混凝土成型后2-5小时内，取出塑性限制膨胀率测定仪两侧薄板9，消除混凝土两侧与模具4的摩擦力，通过自动读取位移变化得到塑性到硬化的限制膨胀率；

C、数据处理：从塑性到硬化的限制膨胀率数据经处理，得到膨胀速率曲线；

膨胀速率曲线为上升和下降两个过程，反映限制膨胀率起点、峰值、结束与时间对应关系，整个峰宽反映膨胀剂有效的膨胀区域。

如图2、3所示，上述塑性限制膨胀率测定仪，它包括数字采集仪1，模具4，膨胀杆3，传感器6，标靶8及薄板9；所述模具4为具有侧板和端板及底板的横断面为方形的腔体；两端具有方形挡板的膨胀杆3位于模具4腔体中；2个传感器6分别通过各自的传感器支座7固定在模具上的传感器支座固定端上；所述膨胀杆3两端方形挡板上边与传感器6垂直；用于测量的2个标靶8通过绝缘固定在膨胀杆3两端的方形挡板延伸面上；膨胀杆3两端的方形挡板两侧端面与模具4内侧面之间具有能插入薄板9的间隙。

所述数据处理采用的方法步骤是：

1、将限制膨胀率数据导入到origin软件中；

2、处理：按步骤：Analysis—Mathematics—differentiate处理，其中所运行的函数为Col(C)=Derivative(Col(B),1)，即求B列的一次导数，在C列输出；

3、若曲线不平滑，则进行平滑处理：Analysis—signal processing—smooth，points of window输入10-60，优选的40；

4、所得曲线即为膨胀速率曲线。

实施例2、是一个优选的实施例。所述的膨胀混凝土从塑性到硬化的限制膨胀率及膨胀速率测定方法，采集数据从混凝土为成型而装入模具时开始至混凝土硬化时止，采集数据包含塑性阶段限制膨胀率和混凝土硬化后限制膨胀率。膨胀剂的掺量为35kg/m³。混凝土强度等级为C35。检测频率为每2min采集一次。混凝土成型后4小时内，取出塑性限制膨胀率测定仪两侧薄板9，消除混凝土两侧与模具4的摩擦力，通过自动读取位移变化得到塑性到硬化的限制膨胀率。

实施例3、是又一个优选的实施例。本实施例中，掺入的混膨胀剂是市售两种膨胀剂（膨胀剂1和膨胀剂2），其掺量为35kg/m³，混凝土强度等级为C35，混凝土配合比如表1所示。其加入方式为与胶凝材料、膨胀剂、粗细骨料先进行拌合，再加入水和减水剂，拌合时间150秒，混凝土坍落度控制在190±20mm。搅拌完成后将掺有膨胀剂的混凝土装入模具4中，振捣成型后盖上湿抹布，连接传感器6和数字采集仪1开始检测，每2min采集一个数据，约4小时在不影响数据正常采集情况下取出模具4两侧薄板9，数据处理时间从加水时间开始计算（仪器测试是从混凝土装入开始测试，但是数据处理时间是从加水时间算起，这是混凝土常用计算时间方式）。

表1膨胀混凝土配合比

由图4数据可以看出，相同混凝土配合以及相同掺量的两种膨胀剂的膨胀剂膨胀率以及膨胀速率曲线，其限制膨胀率起点大致相同约为7小时,从没有限制膨胀到产生限制膨胀率再到限制膨胀率基本消失，记录完整的膨胀剂生命周期。由图5可以看出膨胀剂1峰值位置约在40小时出现，膨胀剂2峰值在19小时出现。一般方法为强度达到3-5MPa时候拆模，对应时间约为20小时，可见峰值靠后更有利于膨胀剂膨胀率的发挥，因此，用本发明方法可以很好的检测膨胀剂的水化性能,为膨胀剂产品开发提供数据支持。

实施例4、是又一个优选的实施例。本实施例中，膨胀剂为市售某种膨胀剂3，按25 kg/m³、35kg/m³两中掺量成型混凝土，混凝土强度等级为C35，混凝土配合比如表2所示，其加入方式为与胶凝材料、膨胀剂、粗细骨料先进行拌合，再加入水、减水剂，拌合时间150秒，混凝土坍落度控制在190±20mm。振捣成型后盖上湿抹布，连接传感器6和数字采集仪1开始检测。约6小时在不影响数据正常采集情况下取出模具4两侧薄板9，测试时间从加水时间开始计算。

表2膨胀混凝土配合比

如图6和图7所示，对比35Kg/m³与25Kg/m³两种掺量膨胀剂3，其膨胀速率峰的位置基本相同，只是较少掺量的峰值比较大掺量的峰值小，可见不同掺量的同种膨胀剂具有相同水化规律。因此用此方法检测膨胀剂的膨胀速率曲线可以一定程度上反应膨胀剂水化特性，与掺量或者复配掺合料无关。

根据上述实施例，本发明得到塑性到硬化的限制膨胀率，将塑性到硬化的限制膨胀率数据处理即得到膨胀速率曲线，膨胀速率为上升和下降两个过程，反映限制膨胀率起点、峰值、结束与时间对应关系，整个峰宽反映膨胀剂有效的膨胀区域。本发明监测掺膨胀剂的混凝土从无膨胀率到膨胀结束的整个过程，反映膨胀剂水化特性以及膨胀剂与混凝土强度发展的匹配关系。为膨胀剂产品开发提供数据支持。

本发明的权利要求保护范围不限于上述的实施例。

Claims

1.一种膨胀混凝土从塑性到硬化的限制膨胀率及膨胀速率测定方法，其特征在于，包括下述步骤：

B、测定：将A步骤的混合料装入塑性限制膨胀测定仪中，并盖上湿抹布开始检测，数据采集时的检测频率为每隔2-5min采集一个数据；混凝土成型后2-5小时内，取出塑性限制膨胀率测定仪两侧薄板（9），消除混凝土两侧与模具的摩擦力，通过自动读取位移变化得到塑性到硬化的限制膨胀率；

C、数据处理：从塑性到硬化的限制膨胀率数据经过处理，得到膨胀速率曲线；

所述塑性限制膨胀率测定仪，它包括数字采集仪（1），模具（4），膨胀杆（3），传感器（6），标靶（8）及薄板（9）；所述模具（4）为具有侧板和端板及底板的横断面为方形的腔体；两端具有方形挡板的膨胀杆（3）位于模具（4）腔体中；2个传感器（6）分别通过各自的传感器支座（7）固定在模具上的传感器支座固定端上；所述膨胀杆（3）两端方形挡板上边与传感器（6）垂直；用于测量的2个标靶（8）通过绝缘固定在膨胀杆（3）两端的方形挡板延伸面上；膨胀杆（3）两端的方形挡板两侧端面与模具（4）内侧面之间具有能插入薄板（9）的间隙。

2.根据权利要求1所述的膨胀混凝土从塑性到硬化的限制膨胀率及膨胀速率测定方法，其特征在于，采集数据从混凝土为成型而装入模具时开始至混凝土硬化时止，采集数据包含塑性阶段限制膨胀率和混凝土硬化后限制膨胀率。

3.根据权利要求1所述的膨胀混凝土从塑性到硬化的限制膨胀率及膨胀速率测定方法，其特征在于，膨胀剂的掺量为35kg/m³。

4.根据权利要求1所述的膨胀混凝土从塑性到硬化的限制膨胀率及膨胀速率测定方法，其特征在于，混凝土强度等级为C35。

5.根据权利要求1所述的膨胀混凝土从塑性到硬化的限制膨胀率及膨胀速率测定方法，其特征在于，检测频率为每2min采集一次。

6.根据权利要求1所述的膨胀混凝土从塑性到硬化的限制膨胀率及膨胀速率测定方法，其特征在于，混凝土成型后4小时内，取出塑性限制膨胀率测定仪两侧薄板（9），消除混凝土两侧与模具（4）的摩擦力，通过自动读取位移变化得到塑性到硬化的限制膨胀率。