一种基于浆体流变的透水混凝土工作性能的检测方法技术

本发明专利技术公开了一种基于浆体流变的透水混凝土工作性能的检测方法，该方法直接建立水泥浆体流变参数与骨料表面浆体最大包裹层厚度的关系，进而表征透水混凝土的工作性能。首先，将硅酸盐水泥、矿物掺合料、水、外加剂等组分按比例制备浆体，测试浆体的流变性能，并采用HB模型(τ＝τ0+γn)拟合获得浆体的流变参数。然后，根据测试的水泥浆体密度、骨料表面积，计算浆体在骨料表面的最大包裹层厚度，并建立水泥浆体流变参数与浆体最大包裹层关系。本发明专利技术提出的透水混凝土工作性能检测方法，可定量检测新拌透水混凝土的工作性能，为设计、制备高性能透水混凝土奠定了理论基础和技术支撑，有利于透水混凝土的大规模推广应用。 1

Detection method for pervious concrete performance based on slurry rheology

The invention discloses a testing method for the performance of pervious concrete based on slurry rheology. This method directly establishes the relationship between the rheological parameters of the cement paste and the thickness of the maximum coating layer of the aggregate surface slurry, and then characterizes the working performance of the pervious concrete. First, the slurry is prepared in proportion to the mixture of Portland cement, mineral admixture, water and admixture, and the rheological properties of the slurry are tested. The rheological parameters of the slurry are obtained by fitting the HB model (tau = [tau] 0+ gamma n). Then, according to the measured cement paste density and aggregate surface area, the thickness of the maximum coating layer on the surface of the aggregate is calculated, and the relationship between the rheological parameters of the cement paste and the maximum inclusion layer of the slurry is established. The testing method of pervious concrete working performance proposed by this invention can quantitatively detect the working performance of fresh water permeable concrete, which lays a theoretical foundation and technical support for the design and preparation of high performance permeable concrete, which is beneficial to the large-scale popularization and application of pervious concrete. One

【技术实现步骤摘要】
一种基于浆体流变的透水混凝土工作性能的检测方法
本专利技术属于建筑材料领域，具体涉及一种基于浆体流变的透水混凝土工作性能的检测方法。
技术介绍
近年来，随着我国城市化水平的不断发展，非透水区域的面积逐渐增大，导致城市渗透功能降低，最终引发了城市内涝、热岛效应、地表下陷等城市病。鉴于此，国家提出了建设海绵城市构想，旨在增加城市透水面积、减少城市洪涝灾害、有效补充地下水资源，以增强城市环境相容性，促进生态环境的可持续发展。透水混凝土具有成本低廉、力学和透水性能良好等的特点，已经成为构建海绵城市的关键材料之一。透水混凝土由粗集料堆积形成骨架结构、浆体包裹骨料并粘结形成整体，透水混凝土实际上是一种无细集料或少量细集料的贫浆混凝土。由于透水混凝土是由骨料、水泥等胶凝材料、水以及外加剂拌制而成、采用振实或压实工艺成型的一种多孔轻质混凝土，其粗骨料通过包覆一层较薄的水泥浆体而相互粘结，形成孔隙连通且均匀分布的蜂窝状结构，从而赋予了混凝土透气、透水等良好的环境相容性。国内外学者对透水混凝土配合比、成型或施工方法与力学、透水等性能开展了大量研究，发现新拌透水混凝土的工作性能是影响硬化后性能的重要指标，同时决定着透水混凝土的成型或施工时间与方式。在宏观上可归结为：浆体过稀，不利于浆体包裹骨料，且易堵塞孔隙，对强度和透水性均不利；浆体过稠，不利于浆体自身的密实和包裹骨料的均匀性，透水混凝土成型过程中易形成缺陷，严重影响其力学和耐久等性能。因此，如何科学、合理地表征透水混凝土的工作性能，成为透水混凝土开发和应用领域的研究热点。目前，透水混凝土工作性能检测方法主要有：经验观察法、浆体流动度法和维勃稠度法。经验观察法是通过新拌透水混凝土的外观状态进行检测，即手握成团且不淌浆为宜；该方法没有量化指标，受人为主观因素的影响较大。浆体流动度法则是在经验观察法基础上，将浆体流动度与新拌透水混凝土外观形态建立关系，进而基于浆体流动度来判断新拌混凝土的工作性能；该方法虽然可量化浆体流动度，但仍未提出表征透水混凝土工作性能的指标，尚缺乏科学性和严谨性。维勃稠度法是将坍落度筒中置于振动台上并装入新拌透水混凝土，提起坍落度筒后在混凝土拌合物顶面放置一个直径为230mm±2mm的透明圆盘；启动振动台直至透明圆盘底面被水泥浆布满，以振动时间表征透水混凝土工作性能；该方法中振动源在透水混凝土下部，而实际施工时采用的振动辊、平板振动器多在混凝土上方且振动频率、幅度差异较大，因此采用维勃稠度法获得的结果与实际情况关联性较差。因此，亟待开发更加科学、高效的透水混凝土工作性能检测方法，指导透水混凝土的制备和应用。
技术实现思路
针对现有透水混凝土工作性能检测方法中的不足，本专利技术提出一种基于浆体流变的透水混凝土工作性能的检测方法，旨在建立浆体流变参数与骨料表面的浆体最大包裹层厚度的关系，进而表征和检测透水混凝土的工作性能。为了达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种基于浆体流变的透水混凝土工作性能的检测方法，通过建立浆体流变参数与骨料表面的浆体最大包裹层厚度之间的关系，进行检测透水混凝土的工作性能。进一步的是：浆体流变参数确立的方法如下：将硅酸盐水泥、矿物掺合料、水、外加剂按比例混合，然后依照GB/T1346-2011制备浆体；浆体拌合完成后的15min内采用流变仪测试不同剪切速率下浆体的剪切应力：流变仪的测试程序为：首先在30s内剪切速率由0s-1提升至200s-1；其次在30s内剪切速率由200s-1降低至0s-1；然后静停状态下保持20s；随后在60s内剪切速率由0s-1提升至200s-1；最后在60s内剪切速率由200s-1降低至0s-1；使用流变仪测得浆体剪切应力τ与浆体剪切速率的关系后，采用模型方程进行拟合，获得浆体的流变方程，通过浆体的流变方程确定浆体的流变参数。进一步的是：浆体的流变参数为屈服应力τ0和表观粘度η，其中，η＝τ′。进一步的是：获得浆体最大包裹层厚度的方法包括以下步骤：第一步：制备透水混凝土，透水混凝土由浆体和设定质量的骨料拌合均匀并成型，然后观察透水混凝土是否发生堵孔现象；第二步：多次重复第一步，每次制备透水混凝土所使用的骨料的质量相同，制备透水混凝土所使用的浆体的质量则逐渐增加，直至观察到第N次制备出的透水混凝土发生堵孔现象，然后记录第N-1次制备透水混凝土所用的浆体的质量为mP；测试浆体密度ρP和骨料总表面积SA，获得浆体的最大包裹层厚度及浆体最大包裹层厚度指数其中，rA为骨料的平均半径。进一步的是：透水混凝土的工作性能由劣到优依次分为第一等级、第二等级、第三等级；浆体流变参数、骨料表面的浆体最大包裹层厚度、透水混凝土工作性能的关系为：当τ0＜11Pa或η10＜0.63Pa·s时，浆体最大包裹层厚度指数E＜0.045，透水混凝土的工作性能处于第一等级；当11Pa≤τ0≤106Pa或0.63Pa·s≤η10≤1.99Pa·s时，浆体最大包裹层厚度指数0.045≤E≤0.095，透水混凝土的工作性能处于第三等级；当τ0＞106Pa或η10＞1.99Pa·s时，浆体最大包裹层厚度指数E>0.095，透水混凝土的工作性能处于第二等级；其中，η10为剪切速率为10s-1时的表观粘度。总的说来，本专利技术具有如下优点：与现有基于经验描述的透水混凝土工作性能检测方法相比，本专利技术的优点在于：揭示了浆体流变参数与骨料表面浆体包裹层最大厚度、新拌透水混凝土工作性能之间的关系，可定量地检测新拌透水混凝土的工作性能，为设计、制备高性能透水混凝土奠定了理论基础和技术支撑，有利于透水混凝土的大规模推广应用。附图说明图1为透水混凝土工作性能检测方法的基本流程图；图2为浆体的流变曲线；图3为浆体屈服应力与浆体最大包裹层厚度指数之间的关系；图4为浆体表观粘度与浆体最大包裹层厚度指数之间的关系。具体实施方式下面将结合附图和具体实施方式来对本专利技术做进一步详细的说明。这些实例并不限制本专利技术的权利要求，任何在本专利技术的启示下得出的与本专利技术相同或相近似的方法，均在保护范围之内。实施例1结合图1所示，一种基于浆体流变的透水混凝土工作性能的检测方法，通过建立浆体流变参数与骨料表面的浆体最大包裹层厚度之间的关系，依据浆体的流变参数检测透水混凝土的工作性能。浆体流变参数确立的方法如下：将硅酸盐水泥、矿物掺合料、水、外加剂按比例混合，然后依照GB/T1346-2011制备浆体；浆体拌合完成后的15min内采用流变仪测试不同剪切速率下浆体的剪切应力；流变仪的测试程序为：首先在30s内剪切速率由0s-1提升至200s-1；其次在30s内剪切速率由200s-1降低至0s-1；然后静停状态下保持20s；随后在60s内剪切速率由0s-1提升至200s-1；最后在60s内剪切速率由200s-1降低至0s-1；使用流变仪测得浆体剪切应力τ与浆体剪切速率的关系后，采用模型方程进行拟合，获得浆体的流变方程，通过浆体的流变方程确定浆体的流变参数。模型方程也叫HB模型，即Herschel–Bulkleyequation模型；模型方程拟合后，就能具体确定τ0、k、n的数值，τ0、k、n的数值确定后，模型方程即为流变方程。浆体的流变参数为屈服应力τ0和表观粘度η，其中，η＝τ′；即表观粘度本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于浆体流变的透水混凝土工作性能的检测方法，其特征在于：通过建立浆体

【技术特征摘要】
1.一种基于浆体流变的透水混凝土工作性能的检测方法，其特征在于：通过建立浆体流变参数与骨料表面的浆体最大包裹层厚度之间的关系，进行检测透水混凝土的工作性能。2.根据权利要求1所述的一种基于浆体流变的透水混凝土工作性能的检测方法，其特征在于：浆体流变参数确立的方法如下：将硅酸盐水泥、矿物掺合料、水、外加剂按比例混合，然后依照GB/T1346-2011制备浆体；浆体拌合完成后的15min内采用流变仪测试不同剪切速率下浆体的剪切应力：流变仪的测试程序为：首先在30s内剪切速率由0s-1提升至200s-1；其次在30s内剪切速率由200s-1降低至0s-1；然后静停状态下保持20s；随后在60s内剪切速率由0s-1提升至200s-1；最后在60s内剪切速率由200s-1降低至0s-1；使用流变仪测得浆体剪切应力τ与浆体剪切速率的关系后，采用模型方程进行拟合，获得浆体的流变方程，通过浆体的流变方程确定浆体的流变参数。3.根据权利要求2所述的一种基于浆体流变的透水混凝土工作性能的检测方法，其特征在于：浆体的流变参数为屈服应力τ0和表观粘度η；其中，η＝τ′。4.根据权利要求3所述的一种基于浆体流变的透水混凝土工作性能的检测方法，其特征在于：获得浆体最大包裹层厚度的方法包括以下步骤：第一步：制备透...

【专利技术属性】
技术研发人员：张同生，李斌，谢晓庚，杨永民，韦江雄，余其俊，乔瑞龙，练镜扬，林梓宇，许业滔，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：广东,44