一种超高性能混凝土的钢纤维垂直分布均质度检测及评价方法技术

本发明专利技术公开了一种超高性能混凝土的钢纤维垂直分布均质度检测及评价方法，其通过在试件或构件的上部及下部取样、计算各样品容积质量、计算上部样品容积质量平均值及下部样品容积质量平均值，即可利用上部样品容积质量平均值和下部样品容积质量平均值计算超高性能混凝土的钢纤维垂直分布均质度值。同时本发明专利技术确定了测得的超高性能混凝土的钢纤维垂直分布均质度值大于等于20时，超高性能混凝土的钢纤维垂直分布均质度值符合要求。本发明专利技术方法科学准确，简单明了，入手难度较低，具有很强的可操作性与准确性。作性与准确性。

【技术实现步骤摘要】
一种超高性能混凝土的钢纤维垂直分布均质度检测及评价方法


[0001]本专利技术涉及一种超高性能混凝土的钢纤维垂直分布均质度检测及评价方法。

技术介绍

[0002]超高性能混凝土(UHPC)，是一种组成材料颗粒的级配达到最佳的水泥基复合材料，其水胶比小于0.25，含有较高比例的微细短钢纤维增强材料，内部具有不连通孔结构，有很高抵抗气、液体浸入的能力，所以超高性能混凝土具有很高的耐久性。
[0003]钢纤维作为超高性能混凝土中较为重要的增韧材料，其在体系中呈现乱象分布的特征。由于钢纤维的密度远远大于UHPC浆体的密度，在浆体状态不佳或遇高频高幅震动时钢纤维易发生一定程度的垂直沉降，严重影响钢纤维的分布均质性与硬化后UHPC的相关力学性能，所以对超高性能混凝土的钢纤维沿其重力方向上的分散性能进行检测及评价显得尤为重要。
[0004]目前对超高性能混凝土的钢纤维沿其重力方向上的分散性能进行检测及评价的方法有三种：
①
利用磁吸法对试件或构件上、下部位进行检测与评价；
②
采用X
‑
ray CT扫描分析法对试件或构件上、下部位进行检测与评价；
③
对试件或构件上、下部位进行钻芯取样，利用强度测试法对其进行检测与评价。但，利用磁吸法对试件或构件上、下部位进行检测只能定性分析超高性能混凝土的钢纤维沿其重力方向上的分散情况，无法定量计算分析、评价超高性能混凝土的钢纤维沿其重力方向上的分散性能；X
‑
ray CT扫描分析法过于复杂与繁琐，技术门槛较高，且检测设备造价昂贵，可行性不高；对试件或构件上、下部位进行钻芯取样，利用强度测试法进行检测也只能做到定性分析，也无法定量计算分析、评价超高性能混凝土的钢纤维沿其重力方向上的分散性能。

技术实现思路

[0005]本专利技术所要解决的技术问题是，针对现有超高性能混凝土的钢纤维沿其重力方向上的分散性能不能进行定量分析评价的不足，本专利技术提供一种能进行定量分析，且方法简单明了，入手难度较低，具有很强的可操作性与准确性的超高性能混凝土的钢纤维垂直分布均质度检测及评价方法。
[0006]下面先对本文中涉及的下列名词进行定义：
[0007]钢纤维垂直分布均质度指钢纤维沿其重力方向的分散性能，一般情况下与钢纤维流动方向垂直，其大小为上、下部容积质量之和与上、下部容积质量之差的比值，可代表钢纤维的沉降程度；
[0008]容积质量指单位容积内物体的质量，单位为：公斤/立方米；
[0009]材料分离度指混合材料中各组分或者各相的分散状态，在用于研究某一组分或均相时，其大小为上、下部容积质量之差与上、下部容积质量之和的比值。
[0010]为解决上述技术问题，本专利技术采用了如下技术方案：
[0011]一种超高性能混凝土的钢纤维垂直分布均质度检测方法，其包含以下试验步骤：
[0012]1)对试件或构件的上部及下部分别进行钻芯取样，并在取样时，同一部位沿等水平线位置取样≥3组，取样后对样品进行分类、编号备用；
[0013]2)利用静水力天平对所取的各样品进行测试，并计算得到各样品的容积质量γ：
[0014][0015]其中：γ：样品的容积质量，单位g/cm3；
[0016]m1：样品在空气中的质量，单位g；
[0017]m2：样品没入水中后静水力天平的显示质量，单位g；
[0018]ρ
水
：水的密度，单位g/cm3；
[0019]3)全部样品测试完成后，整理、分析数据，计算上部样品容积质量平均值和下部样品容积质量平均值：
[0020]单位g/cm3，
[0021]其中：∑γ：某部位样品的容积质量之和，单位g/cm3；
[0022]n：取样组数，为无量纲数；
[0023]4)利用上部样品容积质量平均值和下部样品容积质量平均值计算超高性能混凝土的钢纤维垂直分布均质度值ζ：
[0024][0025]其中：ζ：超高性能混凝土的钢纤维垂直分布均质度值，为无量纲数；
[0026]试件或构件的下部样品容积质量平均值，单位g/cm3；
[0027]试件或构件的上部样品容积质量平均值，单位g/cm3。
[0028]优选地，所述样品为φ30mm的圆柱体，且所述样品的长度为150mm。
[0029]基于同一专利技术构思，本专利技术还提供了一种超高性能混凝土的钢纤维垂直分布均质度评价方法，其具体为：
[0030]当利用前述方法检测的超高性能混凝土的钢纤维垂直分布均质度值ζ≥20时，超高性能混凝土的钢纤维垂直分布均质度值符合要求。
[0031]专利技术人发现，当钢纤维发生一定程度的沉降后，试件或构件上部、下部的容积质量随即发生变化，由于钢纤维密度远远大于水泥石的密度，所以钢纤维的沉降会导致试件或构件下部位的容积质量增大，上部位的容积质量降低，即钢纤维沉降会导致试件或构件上、下部位形成容积质量差。在此基础上，专利技术人根据这一特性首次引入了超高性能混凝土的钢纤维垂直分布均质度ζ的概念，利用数学分析原理赋予其计算公式，实现了超高性能混凝土的钢纤维垂直分布均质度的定量分析，同时通过分析超高性能混凝土的钢纤维垂直分布均质度ζ与材料分离度η的关系，总结出超高性能混凝土的钢纤维垂直分布均质度ζ的指标要求，整体方法不仅科学、准确，且简单明了，入手难度较低，具有很强的可操作性与准确
性。
[0032]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0033]1)首次提出了超高性能混凝土的钢纤维垂直分布均质度ζ的概念；
[0034]2)首次提出了超高性能混凝土的钢纤维垂直分布均质度ζ的计算公式，便于大家对超高性能混凝土的钢纤维垂直分布情况进行定量计算分析；
[0035]3)通过分析超高性能混凝土的钢纤维垂直分布均质度ζ与材料分离度η的关系，总结出对超高性能混凝土的钢纤维垂直分布情况进行评价的评价标准，即要求ζ≥20。
[0036]4)检测方法与评价指标双管并行，利用科学的定量分析方法取代主观意识的定性分析。
具体实施方式
[0037]以下结合具体优选的实施例对本专利技术作进一步描述，但并不因此而限制本专利技术的保护范围。
[0038]本专利技术超高性能混凝土的钢纤维垂直分布均质度检测及评价方法，基于检测方法与评价指标两大板块来实现，具体包含以下试验步骤与内容：
[0039]1)对试件或构件的上部及下部进行钻芯取样，并在取样时，在上部及下部的沿等水平线位置取样≥3组，样品大小为φ30mm圆柱为宜，取样后对样品进行分类、编号备用。
[0040]2)利用静水力天平对所取的各样品进行测试，并计算得到各样品的容积质量γ：
[0041][0042]其中：γ：样品的容积质量，单位g/cm3；
[0043]m1：样品在静水力天平称盘上(空气中)的质量，单位g；
[0044]m2：样品没入水中后静水力天平的显示质量，单位g；<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种超高性能混凝土的钢纤维垂直分布均质度检测方法，其特征在于包含以下试验步骤：1)对试件或构件的上部及下部分别进行钻芯取样，并在取样时，同一部位沿等水平线位置取样≥3组，取样后对样品进行分类、编号备用；2)利用静水力天平对各样品进行测试，并计算得到各样品的容积质量γ：其中：γ：样品的容积质量，单位g/cm3；m1：样品在空气中的质量，单位g；m2：样品没入水中后静水力天平的显示质量，单位g；ρ
水
：水的密度，单位g/cm3；3)全部样品测试完成后，整理、分析数据，计算上部样品容积质量平均值和下部样品容积质量平均值：单位g/cm3，其中：∑γ：某部位样品的容积质量之和，单位g/cm3；n：取样组数，为无量纲数；4)利用上部样品容积质量平均值和...

【专利技术属性】
技术研发人员：覃建，朱蓉，
申请(专利权)人：长沙远大魔方科技有限公司，
类型：发明
国别省市：