混凝土流动性能的测试方法

混凝土流动性能的测试方法
混凝土试验是对混凝土最直观的反映，因此现场施工多对混凝土进行试验。

很多学者也对新拌混凝土流动性试验提出了方法，但从流变学角度来说，这些方法大多属于单点法，不够完善。

（1）坍落度试验
标准坍落度筒尺寸为高300mm，顶部直径100mm，底部直径200mm，用厚度不小于1.5mm的薄钢板或金属板制成，适用于粗集料最大粒径不大于40mm混凝土拌合物的稠度测定。

灌入混凝土后捣实，然后竖直向上拔起筒，拔起过程中不得碰到混凝土以免影响测量数据，混凝土因自重产生坍落现象，用筒高（300mm）减去坍落后混凝土最高点的高度，称为坍落度，如果差值为10mm，则坍落度为10mm。

作为流动性指标，坍落度越大表示流动性越好。

用坍落度来评价混凝土的工作性能：它只适合中等可塑到高等可塑的稠度范围。

对不正规操作相当敏感，需要一定的操作技巧。

对贫拌和物而言，坍落度法不能测出稠度不同的两种拌和物的差异。

坍落度相同的混凝土，稳定性、离析、密水可能差异很大；对大流动性混凝土不适用。

张美珍提出在拌和物装入坍落度筒时，由于振捣坍落度筒会在混凝土挤压力的作用下有向上运动的趋势，使试验结果不准。

该文献提出测量坍落度应有时间限制（采用时间为5分钟）。

（2）改良坍落度筒试验
改良坍落度筒试验是日本的谷川小组根据坍落度与屈服应力相关性很好的事实提出的试验。

该试验对标准坍落度筒作一定改造，进行了作为时间函数的坍落度的测量，测定了坍落度-时间曲线，用拌合物的坍落速度表征塑性粘度。

但谷川的装置复杂，不能适应现场。

美国的ChiaraF.Ferraris对谷川小组的仪器在进行改造，在坍落度筒中轴位置棒上装一个可滑动的圆盘。

该圆盘随拌合物的坍落度下降到100mm处止动，用停表记录这段时间称坍落时间。

但此方法只适用于坍落度大于100mm的拌合物。

障碍坍落度试验是刘艳军对坍落度试验进行改进的试验。

其在坍
落度筒外设置两个可调间距的钢筋圈，能反映塑性较大和自密实混凝土的流变性能。

倒坍落度筒试验，参照MarshCone试验，通过测定不离析的混凝土受自重作用全部从竖立的倒置坍落度筒流出的时间，来反映混凝土的粘度。

（3）L-流动度试验
该试验采用L型流动仪，其左侧是一个长方柱箱形，右侧为一扁平长方体箱形，中间用板隔开，隔板下面为钢筋网。

试验时将L型流动仪底面水平放置，并适当湿润其内侧，将按标准方法制作的混凝土拌合物沿上缘倒入L型流动仪高端一侧的容器中，装满后用捣棒插捣25次，然后用抹刀抹平，上提隔板，混凝土拌合物则往水平方向移动，记录从开始移动到一定距离Lf，（如10cm）所需的时间t。

该试验通过测量拌合物的L-坍落度、L-流动度和流动时间来表征其屈服应力和粘度，它还可通过测量拌合物流动终端的粗集料含量来评价其稳定性。

这似乎比其它试验更全面地反映了新拌棍凝土的工作性能。

清华大学部分学者曾使用该方法对大流动性高性能混凝土进行了研究。

需要说明的是，该试验方法只适用于流动性较高的混凝土拌合物。

（4）U形仪试验和改进U形仪试验
U形仪试验由日本Taisei集团最早提出，它可以同时评价新拌混凝土的屈服应力、塑性粘度、填充能力和间隙通过能力。

但该方法不能有效地测试新拌混凝土的稳定性，而且适用范围相当窄，只能用来评价自密实混凝土。

改进U形仪试验，刘艳军对U形仪进行了改造：增加了振动装置，扩大了试验方法的测试范围。

同时，增加了测定拌合物上升侧顶部粗集料含量，较好地反映其稳定性。

因而，改进U形仪试验基本能够对所有的新拌混凝土（除了振动无法密实的特干硬拌合物）的工作性进行十分全面的评价。

（5）Orimet筒试验
Orimet仪是英国学者Bartos提出的测试高流动性混凝土拌和物粘性的测试方法。

试验时选择合适的出料口，将活门关好。

在竖管内装入混凝土拌合料，不用振捣。

打开活门，让其流下，记录试料流下时间。

其测试原理是混凝土在自重作用下从竖管中流出，流出速度受混凝土粘性系数η的影响。

由于Orimet流速仪的竖管直径取决于测定拌合料中骨料的最大粒径，而且与其下端连接的插口还呈缩径(以便对拌合物产生剪切力)，因此对于骨料的超径现象很敏感,当拌合料中有超径骨料存在时，容易堵管并造成测试误差。

覃维祖等人通过坍落度流动试验、Qrimet试验及其改进方法，认为可以对高流动性混凝土拌合物的流动性、抗分离性、间隙通过填充性进行测定，从而作出综合性的评价。

多年来曾有不少学者试图研究一些更为科学的仪器和方法来定量的表达混凝土的工作性，使用流变仪和旋转粘度计等仪器从流变学角度来评价新拌混凝土的流变性，这些试验方法都是根据Tattersall和Banfill提出的两点(塑性粘度和屈服应力)实验法通过直接测定流变学参数来表征混凝土的流变性能。

冰岛国家建筑研究所(IBRI)研制并生产了同轴式双筒粘度仪，水泥浆、砂浆和混凝土的流变性研究和实验，同时提出了“我们能通过流变学研究途径，帮助您开发混凝土工程产品”。

瑞典水泥和混凝土研究所(CBI)近年来用改进了的同轴式双筒粘度计研究高性能混凝土的流变性能，仪器的原理与旋转粘度计相同，但拌合物的石子最大粒径不得大于16mm。

法国路桥实验中心研制出BTRHEOM式叶片式流变仪，用于测量高性能混凝土流变性能。

其原理与旋转粘度计相同，只是将内筒用叶片代替，已用于高性能混凝土的配合比设计。

但仪器价格昂贵，且需经专门训练的人员使用，不便于现场使用。

哈尔滨工业大学的潘雨自行研制了BMH混凝土流变仪，该仪器在Tattersall的两点式流变仪基础上进行改进，用扭矩代替液压传动，调整原仪器内筒搅拌桨角度，同时使用了变频器和数模转换系统，降低
了成本，使得仪器在中小型实验室甚至工地上应用成为可能。

天津大学的亢景付设计了一种能用于高性能混凝土和泵送混凝土流变性能的流变仪，其结构紧凑，整体性好，体积也不大，既可用于工地实验室的质量控制，还可用于研究拌合物流变性能的经时变化。

上海建材学院的陈健中教授曾研制过一台旋转叶片式混凝土流变仪，用以研究各种工艺因素和减水剂对混凝土流变特性的影响和泵送混凝土流变特性，取得了比较满意的结果。

e:14.0000pt;mso-font-kerning:1.0000pt;' >，掺膨胀剂的混凝土扩展度有较大提高，而早强剂的扩展度提高很少。

其中掺聚羧酸系减水剂的混凝土性能最佳，初始坍落度大且保坍性好，泌水状况改善，强度也有提高。

陈友治等研究了粉煤灰、化学外加剂单掺和双掺后对商品混凝土工作性能及强度的影响。

研究表明：萘系高效减水剂对混凝土具有增塑作用，但商品混凝土坍落度和扩展度经时损失大。

葡萄糖酸盐混凝剂降低混凝土早期强度，但明显减少商品混凝土坍落度和扩展度经时损失。

缓凝型减水剂在混凝土中具有减水增塑作用又有缓凝保塑作用。

粉煤灰中含有硫、磷，在商品混凝土中缓慢释放，具有明显降低混凝土坍落度和扩展度经时损失作用。

综上所述，大量学者将研究重点放在外加剂及矿物掺合料的使用对高性能混凝土工作性有何影响上，对不同类型减水剂与混凝土工作性能关系的研究还不够系统。