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管片用混凝土粘度的振动法测定研究

本文摘要:提强度、降成本!淘汰水泥用量15-25%单方节约成本5-15元!混凝土强效剂母液生产商--托力特环保科技营销部司理:列丽婵:13829751653 微信同号管片用混凝土粘度的振动法测定研究 范鹤飞1,王晓伟1,杨雄利2(1.河北工业大学土木与交通学院,天津300401;2.天津轨道交通团体有限公司,天津300401) 摘 要:地铁盾构预制管片用混凝土是一种低水胶比、低坍落度且高粘度的混凝土。但对这种混凝土,没有现成的、轻便的粘度测试方法可用。针对这一问题,提出了振动测定法。

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提强度、降成本!淘汰水泥用量15-25%单方节约成本5-15元!混凝土强效剂母液生产商--托力特环保科技营销部司理:列丽婵:13829751653 微信同号管片用混凝土粘度的振动法测定研究 范鹤飞1,王晓伟1,杨雄利2(1.河北工业大学土木与交通学院,天津300401;2.天津轨道交通团体有限公司,天津300401) 摘 要:地铁盾构预制管片用混凝土是一种低水胶比、低坍落度且高粘度的混凝土。但对这种混凝土,没有现成的、轻便的粘度测试方法可用。针对这一问题,提出了振动测定法。探讨了低水胶比、低坍落度混凝土在测定历程中的流变行为,并通过改变水胶比、砂率等配合比参数,对振动法测定粘度的敏感性举行分析。

研究效果讲明:振动法对管片用低水胶比、低坍落度混凝土的粘度变化具有敏感性,能有效评价混凝土粘度,指导生产运动;粘度和流空时间具有相同的变化趋势,测定时可用流空时间表征混凝土粘度;管片用低水胶比、低坍落度混凝土在测定历程中的流变行为可用宾汉姆模型表现。关键词:盾构管片;振动法;宾汉姆模型;粘度 0引言近年来,在各都会地铁建设历程中,盾组成洞的形式成为首选手段。预制管片是盾构隧道的重要组成部门(如图1所示)。

预制管片用混凝土强度品级较高,一般为C50~C60,水胶比力低,一般在0.30~0.35之间,混凝土坍落度较小,一般在30mm~70mm之间。这种低水胶比、低坍落度混凝土的粘渡过高。

过高的粘度会给管片浇筑历程中的振捣密实、外弧面多余混凝土刮除、外弧面收光等工序造成难题,且生产的管片蜂窝麻面严重,外观质量差(如图2所示)。所谓粘度,是指包罗新拌混凝土在内的流体,其内部结构所发生的阻碍相对流动的一种性能[1]。

对于新拌混凝土粘度测定方法的研究,海内外学者和工程技术人员举行了诸多探索。英国的G. H. Tattersall对低水灰比、低事情性的新拌混凝土举行了研究,并通过大型同轴回转粘度计测定其粘度,可是在测试历程中发现新拌混凝土内部泛起了破坏面,试验并未完成[2]。法国门路桥梁中心实验室为了测定新拌混凝土的流变性,开发了叶片式流变仪,可是此流变仪不能有效测定坍落度小于50mm的混凝土,具有一定的局限性[2]。中国修建科学研究院的陈长熊设计了沉柱式新拌混凝土振动粘度计[3],测试历程中通过肉眼视察沉柱沉入混凝土内部的深度,存在较大误差。

交通部公路科学研究所的傅智研究员提出了使用乒乓球上浮原理测定新拌混凝土振动状态下结构粘度的方法[4],此方法适用于碾压混凝土,且乒乓球上浮历程中受粗骨料影响较大,测试效果误差较大。以上种种仪器和方法均无法准确检测低水胶比、低坍落度混凝土的粘度。因此,笔者提出了振动法评价新拌混凝土粘度的方法。

海内外学者在用各自发现的仪器测定新拌混凝土粘度的历程中,对新拌混凝土体现出来的流变性能举行了较为深入的研究。据报道[1,5,6,7],新拌混凝土在无振行动用时,拌合物的流变特性可用宾汉姆模型表征,表达式如式(1)所示。(1)式中:剪切应力,Pa 新拌混凝土屈服应力,Pa 新拌混凝土粘度,常数(Pas) 新拌混凝土在流动历程中的剪切速率对于新拌混凝土在振动状态下的流变行为,差别的学者持有差别的看法。

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G.H.Tattersall[8-9]等人用位于电磁振动台上的两点流变仪研究了新拌混凝土在振动状态下的流变行为。其效果讲明:新拌混凝土在测试历程中屈服应力消失,其流变行为不能用宾汉姆模型表现。同时Krstulović[10]等人用活塞沉入式振动流变仪测定了新拌混凝土的流变行为,试验时记载活塞质量与沉入速率,通过对试验数据的数值分析,试验所用新拌混凝土的流变行为可用宾汉姆模型表现。

为了深入探索振动法测定管片用混凝土粘渡过程中,混凝土体现出来的流变行为,笔者研究了混凝土下落历程中多个位置的瞬时剪切速率与剪切应力的关系。1 振动法测定管片用混凝土粘度理论研究1.1振动法所用仪器以及测定参数振动法测定新拌混凝土粘度所用仪器由振动台、料斗以及料斗支架组成。料斗上口直径200mm,下口直径80mm,高360mm,壁厚1.5mm,料斗下口距振动台外貌500mm,示意图如图3所示。

测定粘度时将带料斗的支架放在振动台上,振动台内磁铁将支架吸附牢靠,调整支架脚座上的螺杆,使支架水平。将料斗下口用封口板封住,并用插销插牢,用湿毛巾润湿料斗内壁,将新拌混凝土分三层装入料斗,并用圆头捣棒依次由外向内插捣15次,待料斗装满后,用抹刀将料斗上外貌多余混凝土刮除并抹平。

开启振动台,同时拔掉插销,将料斗下口挡板打开,凭据振动台上显示时间记载待测混凝土从料斗内流空所需的时间t。流空时间t的是非反映新拌混凝土的粘度巨细,即t越长,粘度越大,t越短,粘度越小。在理论求解历程中,为简化盘算,做出如下假定:在用振动法测定新拌混凝土粘渡过程中,内部混凝土流动处于层流状态。

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则凭据牛顿内摩擦定律,在料斗中心与筒壁之间,速度可以近似看成为线性漫衍[12],即料斗中心速度为v,料斗壁速度为0,示意图如图5所示。新拌混凝土下落历程中列位置处的剪切速率可由下式表现:2试验研究2.1试验用原质料水泥:天津振兴水泥有限公司生产PO 42.5级水泥。

砂子:河北滦县产河砂,过5.0mm筛子,细度模数2.5,级配属于Ⅱ区中砂。石子:河北遵化产碎石,属于5~25mm一连粒级,表观密度2760Kg/m3,松散聚集清闲率45%。减水剂:普沃斯(天津)科技有限公司产聚羧酸高性能减水剂(早强型),减水率28%。

粉煤灰:天津北疆环保建材。


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