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柜谷科技發(fā)展（上海）有限公司
主營產(chǎn)品： Brookfield質(zhì)構儀,HAAKE擠出機,日立掃描電鏡 |
公司信息
HAAKE流變儀混凝土和水泥漿屈服應力測試
2020-6-28 閱讀(885)
簡介
混凝土是世界上應用多的人造材料。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?shù)姆椒ǎū热缯駝樱┨畛涞侥＞咧卸唤档推滟|(zhì)量的能力?？墒褂眯匀Q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，并且可以通過化學添加劑進行調(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，強度下降或者砂石分離等，導致質(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] 測試標準。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力是簡單與其塌落度相關聯(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哈克Viscotest iQ 智能流變儀配合槳葉式夾具。
當槳葉式夾具*浸沒在樣品中后，樣品的屈服應力可以通過 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：
圖 1：Thermo賽默飛HAAKE哈克 Viscotester iQ 智能流變儀
實驗結(jié)果與討論
圖 1 是賽默飛哈克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行混合，然后加入三種不同質(zhì)量分數(shù)的細砂石，表 1 中給出了詳細的樣
品組成。當樣品*混合后，等待 5 分鐘后進行測試。整個測試過程如下：當槳葉轉(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，然后觀察剪切應力隨著時間的變化。當觀察到一個明顯的彈性響應區(qū)后，樣品的結(jié)構開始破壞，剪切應力開始下降。因此，剪切應力曲線上的zui大值就對應了樣品的屈服應力。所得結(jié)果如圖 2 所示?？梢钥吹?，在 25℃測試條件下，純的水泥漿體系的屈服應力為 375Pa，而含有 75 克和 125 克增塑劑的樣品的屈服應力分別為 890Pa 和 1630Pa。
然后這些樣品的屈服應力就可以通過經(jīng)驗公式轉(zhuǎn)變?yōu)榛炷了鋵嶒灅藴蕯?shù) [6]:
其中 s 表示塌落度，以 mm 表示，with s being the slumpin mm, τ0 為屈服應力， ρ 是樣品密度。
結(jié)論
賽默飛哈克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，準確的方法來評估混凝土和水泥漿的屈服應力，并將其與標準塌落實驗數(shù)據(jù)相關聯(lián)。
參考文獻
1. See Wikipedia, Concrete,
2. ASTM C 143 - Standard Test Method for Slump ofHydraulic-Cement Concrete
3. EN 12350-2 - Testeing fresh concrete. Slump test
4. N. Roussel, Correlation between Yield Stress and Slump: Comparison between Numerical Simulations and Concrete Rheometers Results, Materials and Structures,May 2006, Volume39, Issue 4, pp 501-509
5. Dzuy NQ, Boger DV. 1985. Direct yield stress measurement with the vane method. J Rheol 29:335-47
6. Chong Hu, François De Larrard, Odd E. Gjørv, Rheological testing and modelling of fresh high performance concrete, Materials and Structures, January/February 1995, Volume 28, Issue 1, pp 1-7
