空?qǐng)A柱儀法測(cè)定新拌自密實(shí)混凝土流變性能.pdf

1、自密實(shí)混凝土(Self Compacting Concrete，簡(jiǎn)稱SCC)也叫自流平混凝土，是在低水膠比下具有很高的流動(dòng)性而不離析、不泌水，能不經(jīng)振搗靠自重流平并充滿模板和包裹鋼筋的新型混凝土。這一新型材料迄今已在日本、德國(guó)、英國(guó)、美國(guó)和加拿大等國(guó)已經(jīng)開(kāi)始使用自密實(shí)混凝土，預(yù)期在各國(guó)水利、交通、礦山、建筑等工程結(jié)構(gòu)中具有廣泛的應(yīng)用前景。其中的關(guān)鍵科技問(wèn)題有：（1）自密實(shí)混凝土流變本構(gòu)模型；（2）從新拌 SCC流變性能的角度，研究自密實(shí)

2、混凝土中各成分的相互作用和工作性的機(jī)理以及測(cè)試方法的數(shù)值模擬。長(zhǎng)期以來(lái)，人們一直在探索簡(jiǎn)便、準(zhǔn)確測(cè)定其流變特性的試驗(yàn)方法，但目前為止尚無(wú)能被普遍接受的或已形成標(biāo)準(zhǔn)或規(guī)范的科學(xué)方法。因此，研究開(kāi)發(fā)一種既使用方便實(shí)用，又能比較科學(xué)地反映混凝土流變性能的測(cè)試儀器和測(cè)試方法具有非常重要的現(xiàn)實(shí)意義。
　　本文在已有的研究資料基礎(chǔ)上，對(duì)試驗(yàn)方法進(jìn)行創(chuàng)新，即采用豎向連續(xù)加載法；同時(shí)，對(duì)流變儀也進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)，采用滑輪原理，空?qǐng)A柱儀側(cè)壁法(簡(jiǎn)稱空?qǐng)A

3、柱儀法)。結(jié)合力學(xué)分析，測(cè)定新拌自密實(shí)混凝土的流變特性(剪應(yīng)力與剪切速率關(guān)系)。研究的具體工作如下：
　　（1）試驗(yàn)研究新流變儀（錘體試驗(yàn)、圓柱體儀試驗(yàn)、空?qǐng)A柱體儀試驗(yàn)）測(cè)定新拌自密實(shí)混凝土流變性能的可行性。
　?。?）研究確定新流變儀的尺寸，荷載加載總量以及分級(jí)荷載加載量等，并形成相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)測(cè)定方法。
　　（3）試驗(yàn)采用新流變儀對(duì)不同強(qiáng)度新拌自密實(shí)混凝土進(jìn)行測(cè)試，以確定不同強(qiáng)度新拌自密實(shí)混凝土流變本構(gòu)模型。
　　

4、（4）根據(jù)試驗(yàn)采用離散元原理（即 PFC顆粒流軟件）對(duì)新拌混凝土工作性測(cè)試試驗(yàn)（坍落度試驗(yàn)）進(jìn)行仿真模擬計(jì)算分析。
　　通過(guò)研究得出了如下結(jié)論：
　　（1）改進(jìn)試驗(yàn)儀器的可行性研究得到：改進(jìn)錘體試驗(yàn)由于動(dòng)態(tài)的加速度傳感器無(wú)法量測(cè)重錘在新拌自密實(shí)混凝土運(yùn)動(dòng)過(guò)程中加速度變化而失?。粓A柱體儀試驗(yàn)是基于一定假定前提下來(lái)確定圓柱體側(cè)壁摩擦阻力（剪應(yīng)力）和底面阻力（正應(yīng)力）的大小，很難確定假定與實(shí)際情況是否相符；然而，基于以上兩種試驗(yàn)失

5、敗的經(jīng)驗(yàn)總結(jié)基礎(chǔ)上改善，經(jīng)過(guò)合理的試驗(yàn)計(jì)算和數(shù)據(jù)分析改進(jìn)的空?qǐng)A柱體儀試驗(yàn)技術(shù)是相對(duì)可行的。
　　（2）在多項(xiàng)假定基礎(chǔ)上，利用作用力與反作用力和力學(xué)平衡原理對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，結(jié)合數(shù)學(xué)工具軟件MATLAB7.1中曲線擬合工具箱CFTOOL對(duì)新拌SCC流變特性數(shù)值進(jìn)行擬合得到新拌自密實(shí)混凝土流變本構(gòu)模型；并與國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)[46、47]所得的新拌自密實(shí)混凝土流變本構(gòu)模型結(jié)果進(jìn)行比較，確定測(cè)定新拌自密實(shí)混凝土的流變特性的新試驗(yàn)方法、新試驗(yàn)儀

6、器。新試驗(yàn)方法，就是豎向連續(xù)加載法（即利用滑輪原理，進(jìn)行五次連續(xù)質(zhì)量加載）；新試驗(yàn)儀器，就是空?qǐng)A柱儀側(cè)壁摩擦法(簡(jiǎn)稱空?qǐng)A柱儀法)。
　　（3）由C30、C40、C60SCC試驗(yàn)分析所得：新拌自密實(shí)混凝土瞬時(shí)剪應(yīng)力與剪切應(yīng)變速率成線性關(guān)系，即新拌混凝土的瞬時(shí)剪應(yīng)力隨剪切應(yīng)變速率增大而增加，隨剪切應(yīng)變速降低而減少。新拌自密實(shí)混凝土隨著強(qiáng)度的增加，其屈服應(yīng)力略有下降，而塑性粘度系數(shù)卻有所增加。新拌自密實(shí)混凝土屈服應(yīng)力在70-120 Pa