混合设计对新型自密实混凝土稳健性的影响外文翻译资料

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水泥和混凝土复合材料82（2017）190-201

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水泥和混凝土复合材料

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混合设计对新型自密实混凝土稳健性的影响

Farid Van Der Vursta“，Steffen Grunewald a#39;b，Dimitri Feys c，Charles Lesage a，

Lucie Vandewalle d，Johnny Vantomme e，Geert De Schutter a

根特大学，结构工程系，Magnel混凝土研究实验室，Technologiepark-Zwijnaarde 904，9052，Ghent，Belgium b Delft University of Technology，土木工程和地球科学，混凝土结构组，Stevinweg 1,2628 CN Delft，荷兰c密苏里科技大学土木建筑与环境工程系，1401 N. Pine St.，Rolla，MO 65409，United States

d KU Leuven，土木工程系，Kasteelpark Arenberg 40，PO。 Box 2447,3001 Heverlee，Belgium e Royal Military Academy，Civil Engineering Department，Av。 de la Renaissance 30,1000 Brussels，Belgium

文章信息

摘要

文章历史：

2015年12月14日收到修订后的表格2017年4月30日接受2017年6月5日接受2017年6月15日在线提供

关键词：

自密实混凝土

稳健性

灵敏度

变化

粘度调节剂流变学

与振动混凝土相比，自密实混凝土（SCC）具有许多优点。缺点是新鲜SCC的稳健性较低。 SCC对混合设计，材料特性和应用生产方法的微小变化更敏感。在实验程序中，研究了重要混合设计参数对SCC鲁棒性的影响。首先，研究了糊剂体积和水与粉末体积比的影响。根据提供混合物稳定性的机制，观察到不同程度的影响。当屈服应力是提高混合物稳定性的主要因素时，含水量的变化将主要影响屈服应力，使屈服应力的稳定性成为决定混合物稳定性的最重要因素，并且可以通过降低浆料来改善体积。类似地，塑性粘度的敏感性决定了混合物的坚固性，其中主要是塑料粘度提供稳定性。通过增加水与粉末的体积比，可以改善这种混合物的坚固性。在第二阶段中检查了两种类型的粘度调节剂（VMA）对freshSCC的稳健性的影响。两种使用的VMA（diutan gum和attapulgite粘土）在具有高屈服应力和低塑性粘度的SCC混合物中特别有效。在具有低屈服应力和高塑性粘度的混合物中，在混合物中包含VMA设计导致鲁棒性降低。

copy;2017 Elsevier Ltd.保留所有权利。

  1. 介绍
    1. 自密实混凝土

自密实混凝土（SCC）是一种高度可流动的混凝土，越来越多地用于预制混凝土工业。与普通的振动混凝土不同，SCC不需要任何外部压实能量，消除了由于外部压实不良引起的可能问题。没有新鲜混凝土的劳动密集，噪声和能量消耗，SCC被证明非常适合预制工业和应用，如

*通讯作者。

电子邮件地址：farid.vandervurst@ugent.be,farid.vandervurst@gmail.com（F。Van Der Vurst）。

http://dx.doi.org/10.1016/j.cemconcomp.2017.06.005 0958-9465 /copy;2017 Elsevier Ltd.保留所有权利。

具有密集增强或复杂模板的结构。然而，SCC仍然不是许多应用的首选混凝土：SCC对混合比例的小变化更敏感-4]，材料特性-9]或混合方法的变化-15]，现在主要是用于铸造情况，具有彻底的质量控制。

由于更加流畅的行为，因此更复杂的SCC混合设计，流变学 - 物质流动的研究 - 经常被用来解释实验结果。通常，Bingham模型用于描述新拌混凝土的流体行为。该模型使用两个参数描述剪切应力t和剪切速率g之间的线性关系：屈服应力t0b和塑性粘度mB（方程（1））。但是，由于SCC经常观察到非线性行为，因此修改的Bingham模型也适用于SCC。在这个模型中（方程（2）），三个

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参数描述了流变行为：屈服应力t0MB，修正的Bingham线性项mMB，以及修正的Bingham二阶系数cMB。

在设计SCC混合物时，可以通过多种稳定机制满足高流动性和对分离和渗出的足够稳定性的矛盾要求。如（基于来自Wallevik和Wallevik的流变仪）所示，表现良好的SCC混合物位于两个极端之间：图的左侧具有相对高的屈服应力和低塑性粘度，零或接近零屈服应力和图表右侧的高塑性粘度。这种多种可接受的流变参数对于满足对应于不同应用的不同可加工性要求是必要的。具有高屈服应力和低塑性粘度的混合物具有相对小的坍落流动和低V-漏斗流动时间;具有低屈服应力和高塑性粘度的混合物具有较大的坍落流动和高V-漏斗流动时间。

取决于屈服应力或塑性粘度是否提供稳定性，不同的机制导致混合物的填充能力，通过能力或稳定性不足。当屈服应力应确保稳定性时，混合物可显示粗骨料的偏析或缺乏流动性（坍落流动lt;550mm）。其中塑性粘度提供稳定性的SCC混合物可能显示出过多的渗出或变得粘稠且不可操作。具有中间特征的SCC混合物可以显示出几种失效机理的组合。

  • 缺乏流动性与粗骨料的分离
  1. 缺乏流动性：除了足够的流动性外，混合物仍符合SCC的大多数标准（易于加工，自固结......）。对于大多数应用来说，低坍落流量（低于550毫米）和低L盒比率（低于0.6）是不可接受的。
  2. 粗骨料的分离：由于分离，混合物的粗骨料下沉。筛分分离指数（S.S.I.）是混合物的抗分离性的指标，是高的。
  • 高粘度混合物，难以加工而不是过量

流血的

  1. 高粘度混合物：虽然获得足够大的坍落流动，但由于高粘度和非常粘性的行为（V-漏斗流动时间gt; 25秒），混合物的铸造是困难的或甚至是不可能的。
  2. 过度出血：水迁移可导致新鲜SCC顶层表面形成水层[20,21]。
    1. 新鲜SCC的稳健性

混凝土混合物的坚固性是保持其填充能力，通过能力和抗偏析性的能力，尽管混合比例，材料性质和混合方法的变化很小，这是大型混凝土生产的基本要求。规模。由于与振动混凝土相比更复杂的混合设计，SCC通常具有较低的坚固性。分离的风险随着屈服应力的降低而增加，并且由于更多的成分而增加了不相容性的风险。与常规振动混凝土相比，使用超塑化剂和更高的粉末含量，在分离和渗出方面具有足够的填充能力和足够的稳定性之间的微妙平衡。在某些情况下，粘度改性混合物（VMA）也用于增加SCC的稳定性。

控制SCC稳健性的机制尚未完全了解。已经开发了一些方法和指南来增强SCC的稳健性：

  • 在聚集体的粒状骨架之间，必须有多余的细粒，以防止粗骨料颗粒在流变学中占主导地位。
  • 基于其中水泥被飞灰或硅灰代替的实验，据报道，浆料体积的增加增加了坚固性。
  • 据报道，VMA通常会增加SCC的稳健性[3,4,32-45]。水 - 粉比越高，使用VMA可能增加的坚固性越大。但是，不同的VMA对SCC的稳健性有不同的影响。在某些情况下，使用VMA甚至会降低SCC的稳健性。
  • 水 - 粉比的影响尚不清楚。一些研究人员声称，较高的水粉比或使用较低需水量的粉末会导致对游离水量变化的敏感度降低。其他研究报告

图1. Bingham流变仪中推荐的SCC域和失效模式。

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具有较低水 - 粉比和较高超塑化剂剂量的混合物具有更高的坚固性。

bull;一些作者提出了触变性和稳健性之间可能存在的联系，以解释水泥含量的影响或包含VMA。为了澄清，需要在这方面进行更多的研究。

1.3。范围

这项调查的主要目的是确定一些列出的方法的综合效果，以增强SCC的稳健性。体积水 - 粉比和浆料体积对SCC稳健性的影响在3.1节中描述。基于实验结果，混合物组成和VMA的使用对稳健性的影响在3.2节中讨论。 Rigueira等。表明大多数问题是由水含量的变化引起的，在该实验方案中仅考虑水含量的微小变化的影响。 EFNARC指南建议确保混合设计能够承受高达10 l / m3的含水量变化，相当于水含量的约6％。

2.实验装置

2.1。物料

表1总结了实验程序两部分中使用的材料。总结了所有材料的分级曲线，通过XRF分析确定的粉末的化学组成在表2中给出。

凹凸棒石粘土通常用作可泵送混凝土中的悬浮剂。在混合过程中，絮凝的粘土分解成

小针沿其主轴带负电荷，端部带有pH依赖性电荷，大大增加了水泥浆中的絮凝强度。由凹凸棒石粘土引起的絮凝速率增加导致混凝土的屈服应力更高。 Diutan gum是一种高分子量的微生物多糖，在溶解时将一部分混合水与氢键固定在一起。聚合物链在静止时缠绕并在剪切流动期间对齐。

2.2。混合成分

表3总结了第1部分中使用的9种参考混合物的混合物组成。这些混合物的糊剂体积（350,375和400 l / m3）和体积水粉比（0.75,0.90和1.05）不同。恒定的水与水泥比。粉末含量定义为细粉含量，即水泥和添加剂，不包括砂和浆料部分，定义为混合物中的粉末，水和混合物的组合

表2

水泥和石灰石填料的化学成分。

水泥第1部分[％]

水泥第2部分[％]

石灰石填料[％]

CA O

62.30

63.01

0.00

碳酸钙

0.00

0.00

98.8

二氧化硅

18.77

18.55

0.11

铜

6.00

5.83

0.04

沉浸其中

4.06

4.09

0.04

氧化镁

1.07

1.22

0.32

K2O

0.58

0.60

0.00

我们讨论过

0.51

0.53

0.01

萨

3.35

2.97

0.02

Cl2-

0.067

0.086

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