CN105675433A - 用于测试低坍落度混凝土振动液化效果的容器和方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于测试低坍落度混凝土振动液化效果的容器和方法。用于测试低坍落度混凝土振动液化效果的容器为有底的圆筒，圆筒的侧壁开有孔，圆筒的底部设有受柄，侧壁的自圆筒的底部的上表面起的高度为200±2mm，圆筒的内直径为240±3mm。使用上述容器测试低坍落度混凝土振动液化效果的方法包括如下步骤：称取第一质量的新拌混凝土置于容器内；将容器安装在维勃稠度仪振动台上并放下透明圆盘；振动特定时间；擦去经由侧壁的孔溢出的砂浆后称重并计算经由侧壁的孔溢出的砂浆的质量，即出浆量，其中，所述出浆量用于评价低坍落度混凝土振动液化效果。通过本发明所提供的容器和方法可以有效测试低坍落度混凝土振捣液化效果。

Description

用于测试低坍落度混凝土振动液化效果的容器和方法

技术领域

本发明涉及用于测试低坍落度混凝土振动液化效果的容器和方法，属于路面材料性能测试领域。

背景技术

目前在我国高速公路建设与发展过程中，滑模式摊铺机被广泛应用于水泥混凝土路面的修筑。为了保证滑模摊铺水泥混凝土路面的几何尺寸精度、路面纵横坡度及平整度等指标要求，采用滑模摊铺机进行水泥混凝土路面施工时，对混凝土工作性的要求非常严格。

滑模摊铺施工过程中路面的质量问题大多与水泥混凝土的工作性有关，坍落度小则可能出现蜂窝、麻面、混凝土不密实；坍落度大则容易出现坍边、流角、立模性能差、平整度不够的现象，使机械施工的质量和速度优势不能完全发挥出来。

为了达到滑模路面混凝土密实性和平整度的协调，必须控制混凝土的坍落度，同时改善混凝土液化效果。而该坍落度下的混凝土为干硬性混凝土，多种现存测试方法下，液化效果的区分度不明显，不利于工作性的表征和控制。

1.坍落度实验

该试验最早在1992年作为ASTM标准出现，它所测量的是截头圆椎形坍落度筒中的新拌混凝土在除去坍落度筒前后的高度差。标准的坍落度试验建议在3.8～17.8cm的坍落度范围内使用，对处于该范围之外的新拌混凝土不适用。

另外研究表明坍落度仅仅是表征了混凝土的屈服应力，而不能反映混凝土塑性粘度相关的液化能力。因此不能反映相近坍落度下混凝土的可振捣密实性。

2.维勃稠度试验

维勃稠度仪研制于1940年，该试验是Wuerpet和Bahnler对重塑性试验的发展。整个测试过程以秒计算，所得时间叫做维勃时间，测试最适用于维勃时间在5～30秒之间的混凝土。这个测试最大的优点就是时间短，但由于是通过目测得出试验终点，这个试验也存在很大误差。

在试验过程中，当玻璃板制导器完全与拌合物密贴，拌合物表面的全部空隙均已消失时，就假设重塑完成，试验过程中经常会出现混凝土与玻璃制导圆盘紧贴不均匀，圆盘一部分已经与混凝土密合而另外一部分却没有接触，在这种情况下很难判断试验终点。

3.振动黏度系数试验

付智于1996年提出了新拌混凝土振动状态结构粘度气泡上浮测试方法。该方法假设在设定的振动条件下，新拌混凝土将得到液化。振动中的混凝土被看作稠厚均质的固液气三相共存的、气相逐渐减少的固液混合物系。在混凝土中引入球形气泡，在振动条件下气泡在新拌混凝土中以均匀速度上升运动，测试过程中需要记录气泡在振动时从新拌混凝土底部上升到表面的整个时间。该试验用于测定最大粒径不大于40mm的混凝土拌合物振动状态粘度系数，它适用于测定坍落度小于25cm，维勃工作时间不大于15s的新拌砂浆和混凝土拌合物的振动粘度系数。

混凝土液化过程不能简单等同气泡排除，更不是相同直径的乒乓球上浮，跟浆体之间的相互作用有关，并且振动粘度系数试验操作起来相当复杂，试验结果的可关联性也较差。

发明内容

鉴于现有技术的上述问题而提出简单可行的用于测试低坍落度下振动液化效果的容器和方法。

在现有的测试方法不能对低坍落度混凝土(例如，路面摊铺用水泥混凝土)的工作性进行有效表征和区分的基础上，提出一种简单可行的用于低坍落度混凝土工作性表征的试验装置和方法。

提供一种用于测试低坍落度混凝土振动液化效果的容器，其中，所述容器为有底的圆筒，所述圆筒的侧壁开有孔，所述圆筒的底部设有受柄。

优选地，所述侧壁的自所述圆筒的底部的上表面起的高度为200±2mm，所述圆筒的内直径为240±3mm。

优选地，所述圆筒的底部形成为圆盘，两个所述受柄在所述圆盘的两侧设置于所述圆盘的周缘。

优选地，所述侧壁焊接在所述圆盘上。

优选地，所述圆筒的两侧设有手柄。

优选地，所述受柄能够固定在维勃稠度仪振动台上并确保所述容器的轴线与维勃稠度仪的透明圆盘的圆心重合。

优选地，所述侧壁的壁厚为3mm，所述圆盘的厚度为7.5mm。

优选地，所述孔为在所述侧壁上等间距地布满整个所述侧壁的多个圆孔。

优选地，所述圆孔的孔直径为4.75mm，孔间距为2.5mm。

本发明还提供一种使用前述容器测试低坍落度混凝土振动液化效果的方法，所述方法包括如下步骤：

称取第一质量的新拌混凝土置于所述容器内；

将所述容器安装在维勃稠度仪振动台上并放下透明圆盘；

振动特定时间；

擦去经由所述侧壁的孔溢出的砂浆后称重并计算经由所述侧壁的孔溢出的砂浆的质量，即出浆量，

其中，所述出浆量用于评价低坍落度混凝土振动液化效果。

优选地，所述方法还包括：

在将所述第一质量的混凝土放入所述容器之后称重得到第二质量；

擦去经由所述侧壁的孔溢出的砂浆后，对包含所述混凝土的所述容器称重得到第三质量；

用所述第二质量减去所述第三质量而得出所述出浆量。

优选地，所述第一质量为16kg，所述特定时间为20s。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

1.本发明所提供的容器具有制作简单，操作方便的特点。干扰因素少，具有很高的可重复性。应用范围广，不受混凝土骨料粒径限制。

2.本发明提供一种配合容器使用的混凝土液化评价方法，能够定量评价低坍落度混凝土振捣液化效果。

附图说明

下面结合附图对本发明进行进一步说明：

图1是根据本发明的一个实施方式的容器的正视图。

图2是本发明的图1所示的容器的侧视图。

图3是本发明的图1所示的容器的俯视图。

附图标记说明

1.孔

2.受柄

3.圆盘

4.容器的侧壁

5.手柄

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明的实施例，对本发明的技术方案进行描述。显然，所描述的实施例仅为本发明的部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。

参照图1-3，本发明提供一种有效测试低坍落度混凝土振动液化效果的容器。容器制成内直径和高度一定的圆筒，侧壁4开出具备规定要求的孔直径和孔间距的圆孔，侧壁被焊接在底部的圆盘3上，圆筒两侧焊接手柄5，底部的圆盘两侧设有受柄2，该受柄2可固定在维勃稠度仪振动台上。混凝土在振动台振动时会液化，以使浆体从侧壁的孔中溢出，称量浆体溢出量就可以以此判断混凝土振动液化的效果。

其中，“低坍落度”是指坍落度小于等于5cm。

所述容器可以由钢板制成，例如，可以将矩形钢板卷成圆筒状，将对边焊接到一起，构成圆筒形的无底的容器主体，然后将容器主体焊接到圆盘3上。容器或者说容器主体的内直径优选为240±3mm，高度优选为200±2mm。这样可以容易地替换维勃稠度仪上的现有容器而将本发明的容器安装到现有的维勃稠度仪上。中华人民共和国建筑工业行业标准JG/T250-2009对维勃稠度仪进行了规定，在此通过引用将该标准的全部内容合并于此，并不再对维勃稠度仪或维勃稠度仪振动台进行详细说明。

容器的侧壁4的壁厚可以为3mm，圆盘3的厚度可以为7.5mm，圆盘3的直径优选略大于容器主体的外直径，以使容器主体能够容易地焊接于圆盘3。然而，本发明不限于此。

侧壁4的孔1的孔直径优选为4.75mm，孔间距优选为2.5mm。如图1所示，本发明中的孔间距是指两个相邻的孔的相对的边之间的距离。

在侧壁4上开的孔1的形状不限于圆形，也可以是例如椭圆形、方形等其他形状。

容器的两侧设有手柄，底部两侧设有受柄2，该受柄2设置为可固定在维勃稠度仪振动台上。如图3所示，受柄2开有孔而在俯视图中呈大致U形。

本发明还提供一种测试低坍落度混凝土振动液化效果的方法，称取16kg新拌混凝土置于本发明的容器内，捣实(分三层装入，每层料捣实后约为三层的总高度的三分之一，每层截面上用捣棒均匀插捣25下，插捣第二层和顶层时应插透本层，并使捣棒刚刚进入下一层顶层，插捣完毕后刮平顶面)，将容器安装在维勃稠度仪振动台上并放下固定有荷重块的透明圆盘。振动20s后取下容器，擦去侧壁4外的砂浆后称重，振动前后的质量差即为出浆量，可以利用此数据对液化效果进行定量评价。

为明确本发明的容器和方法的效果，下面参照实施例1至3对本发明进行进一步说明。

实施例1

金隅P·O42.5水泥；5～25mm连续级配石灰岩碎石；东田阳河砂，细度模数2.8；混凝土液化剂的掺量范围为水泥质量的0.1％～1％，其中，该混凝土液化剂为由减水剂、引气剂、缓凝剂等中的一种或多种构成的用于促进低塌落度混凝土出浆、液化的外加剂。具体配合比如表1所示(1立方米混凝土的用量)。

按照表1配合比配制新拌混凝土25L，液化剂编号为A(此处及后面将说明的液化剂编号A、B、C表示参量相同但液化剂自身配方不同的液化剂)，拌合完成后测试坍落度并称取16kg新拌混凝土置于本发明的容器中，捣实，通过底部受柄2将容器固定于维勃稠度仪振动台上，开启振动台并计时，20s后停止震动取下容器，擦去通过容器的侧壁4的孔1溢出的砂浆并称重。计算混凝土振动前后质量差，即出浆量，以此评价混凝土振动液化效果。

表1：混凝土配合比设计

水泥	水	河砂	石子	液化剂
					360kg	150kg	756kg	1134kg	0.72kg

实施例2

使用不同类型液化剂按照表1配合比配制新拌混凝土25L，液化剂编号为B，拌合完成后测试坍落度并称取16kg新拌混凝土置于本发明的容器中，捣实，通过底部的受柄2将容器固定于维勃稠度仪振动台上，开启振动台并计时，20s后停止震动取下容器，擦去通过容器的侧壁4的孔1溢出的砂浆并称重。计算混凝土振动前后的质量差，即出浆量，以此评价混凝土振动液化的效果。

实施例3

使用不同类型液化剂按照表1配合比配制新拌混凝土25L，液化剂编号为C，拌合完成后测试坍落度并称取16kg新拌混凝土置于本发明的容器中，捣实，通过底部3的受柄2将容器固定于维勃稠度仪振动台上，开启振动台并计时，20s后停止震动握住手柄5取下容器，擦去通过容器的侧壁4的孔1溢出的砂浆并称重。计算混凝土振动前后的质量差，即出浆量，以此评价混凝土振动液化的效果。

按照实施例1、2、3进行试验可以得到掺有不同类型液化剂的新拌混凝土的工作性和液化效果，试验结果见表2。

表2

实施例编号	坍落度(cm)	20s出浆量(kg)
			1	0.6	0.76
2	0.7	1.12
			3	0.3	0.75

由表2可知：

实施例1、2坍落度均较低且相差不大，但是出浆量差别较为明显，即振动液化效果差距较大；实施例2中掺B型液化剂的混凝土的振动液化效果比实施例1中掺A型液化剂的混凝土的振动液化效果更好。

实施例3中掺有C型液化剂的混凝土与实施例1中掺有A型液化剂的混凝土的20s出浆量相近，但是两者坍落度不同。说明在达到相同的振动液化效果的情况下，掺C型液化剂的混凝土立模性能更好。

通过以上实施例可以看出，本发明的设备(容器)及方法实现的技术效果与背景技术中提到的三种常用测试方法相比具有明显优势：其能够定量评价混凝土振动液化效果，且具有操作简便、干扰因素少、可重复性高等优点。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其进行限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (12)

1.一种用于测试低坍落度混凝土振动液化效果的容器，其特征在于，所述容器为有底的圆筒，所述圆筒的侧壁开有孔，所述圆筒的底部设有受柄。

2.根据权利要求1所述的容器，其特征在于，所述侧壁的自所述圆筒的底部的上表面起的高度为200±2mm，所述圆筒的内直径为240±3mm。

3.根据权利要求2所述的容器，其特征在于，所述圆筒的底部形成为圆盘，两个所述受柄在所述圆盘的两侧设置于所述圆盘的周缘。

4.根据权利要求3所述的容器，其特征在于，所述侧壁焊接在所述圆盘上。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的容器，其特征在于，所述圆筒的两侧设有手柄。

6.根据权利要求1至4中任一项所述的容器，其特征在于，所述受柄能够固定在维勃稠度仪振动台上并确保所述容器的轴线与维勃稠度仪的透明圆盘的圆心重合。

7.根据权利要求3或4所述的容器，其特征在于，所述侧壁的壁厚为3mm，所述圆盘的厚度为7.5mm。

8.根据权利要求1至4中任一项所述的容器，其特征在于，所述孔为在所述侧壁上等间距地布满整个所述侧壁的多个圆孔。

9.根据权利要求8所述的容器，其特征在于，所述圆孔的孔直径为4.75mm，孔间距为2.5mm。

10.一种使用权利要求1至9中任一权所述的容器测试低坍落度混凝土振动液化效果的方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

称取第一质量的新拌混凝土置于所述容器内；

将所述容器安装在维勃稠度仪振动台上并放下透明圆盘；

振动特定时间；

擦去经由所述侧壁的孔溢出的砂浆后称重并计算经由所述侧壁的孔溢出的砂浆的质量，即出浆量，

其中，所述出浆量用于评价低坍落度混凝土振动液化效果。

11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

在将所述第一质量的混凝土放入所述容器之后称重得到第二质量；

擦去经由所述侧壁的孔溢出的砂浆后，对包含所述混凝土的所述容器称重得到第三质量；

用所述第二质量减去所述第三质量而得出所述出浆量。

12.根据权利要求10或11所述的方法，其特征在于，所述第一质量为16kg，所述特定时间为20s。