混凝土工作性的测试方法

吴旭志，申 岩，惠梦梦

（长安大学工程机械学院，陕西 西安710064）

混凝土工作性的测试方法

吴旭志，申 岩，惠梦梦

（长安大学工程机械学院，陕西 西安710064）

本文在综合查找资料的基础上，对现行普通混凝土工作性的测试方法进行了综述，对于每一种测试方法都按照原理、操作方法、计算过程的形式叙述，最后将各种测试方法的优缺点列举出来，能够让读者直观明了地选用合适的方法。

混凝土；工作性；测试方法

1 混凝土的工作性定义

混凝土的工作性也就是和易性，和易性是指新拌混凝土在运输和施工过程中没有明显的分层、离析、泌水等现象，并且能够保持一定的时间，最终有利于运输和施工的性能。混凝土的工作性是一个总的概念，具体包括流动性、粘聚性、保水性。

2 现有的工作性测试方法

2.1 坍落度试验

原理：将混凝土拌合物视为宾汉姆体，则依据流变学的原理，坍落度试验可看作是混凝土拌合物在自身重力下的流动，剪切速率等于零。

优点：应用最广泛、试验仪器便宜，试验操作简单明了。

缺点：不适用于干硬性混凝土。而且进行坍落度试验时人为因素对最终结果影响过大，不同的人做出的坍落度值可能相差很大。

试验操作：

（1）将坍落度筒用自来水润湿，当筒内部没有聚成小股的水流下时，将坍落度筒放在平整的地面或铁板上，踩住脚踏板。

（2）用小铲或小勺将新拌混凝土通过导料漏斗装填到坍落度筒内，第一次装填到略微高于坍落度筒的三分之一处，然后用捣棒插捣，插捣的时候要沿着坍落度筒的四周逐渐向内，一共插捣25下，插捣完成后继续装填混凝土，装填到高于坍落度筒三分之二的高度处，再沿着坍落度筒的四周逐渐向内插捣25次，插捣的时候捣棒需透过第二层并穿透到第一层约2～3 cm，最后一层混凝土装填应高于坍落度筒的筒口，在插捣过程中应该随时加料以保证混凝土高于坍落度筒口。

（3）第三层插捣完成后将导料漏斗取下，用镘刀把筒口的拌合物抹平，清除坍落度筒周围的废料，然后迅速提起坍落度筒，提起的时候要垂直向上，不能偏斜使混凝土拌合物歪斜。整个提筒过程应在5 s～10 s内完成，整个坍落度试验应在150 s内完成。

（4）将坍落度标尺放在接近坍落度试样的地方，把标尺放在试样顶端，读数，精确到1 mm.

2.2 维比试验

原理：维比试验以拌合料重塑改变形状的时间作为测量指标。其理论基础是以恒定速率给混凝土施加能量，混凝土拌合物接受的能量随时间的延长而增多，并且与时间成正比。

优点：维比试验因与施工中的浇注方法较为一致，所以具有参考意义。

缺点：维比试验中干硬性混凝土测试结果比大流动度混凝土更准确，但是即使维比时间相同也不能完全说混凝土拌合物的粘性相同。且同坍落度试验一样，人为因素也会对试验结果造成影响（需要人为判定终点）。2.2.1仪器设备

（1）稠度仪：如图1所示。

图1 稠度计（维勃仪）

捣棒、馒刀，秒表分度值为0.5 s），黄油、刷子等。

2.2.2 试验步骤

（1）按使用说明将稠度仪的各部件调整到适当位置。

（2）按坍落度试验步骤，把混凝土拌合物装入坍落度筒，并用捣棒插捣，插捣完第三层混凝土后，把导料漏斗7转回到原先的位置，将坍落度筒口的混凝土用镘刀刮平，然后从垂直方向轻轻提起筒模。

（3）拧紧螺丝9并拧松螺丝6，使圆盘可顺畅地向下滑动，仔细将圆盘转到混凝土上方，使圆盘与混凝土轻轻接触。检查圆盘是否可以顺利滑向容器。

（4）开启振动台同时按下秒表开始计时，通过透明圆盘观察混凝土，当水泥浆正好布满圆盘底面时，立即停止秒表计时并关闭振动台，记录秒表所记时间，精确至1 s.

（5）每做一次试验，都必须将试验相关的容器、坍落度筒试模及透明圆盘用水冲洗干净，并在滑棒等处涂层黄油，以备下次使用。

2.3 L型流动仪

原理：依据两点法的试验原理，杨静等设计了L型流变仪用来测定混凝土拌合物的和易性。图2是L型流动仪的示意图。

图2 L型流动仪

L型流动仪尺寸如图2所示，试验时按照坍落度试验的步骤将混凝土装入左侧的料仓内，用捣棒捣实后把隔板上提，这时料仓内的混凝土拌合物会下沉，其下沉高度可表示拌合物的坍落度（屈服应力）；在提起隔板的同时按下秒表开始计时，当混凝土拌合物在水平方向不再移动时马上停止计时，拌合物水平方向移动的距离除以移动的时间就是拌合物的流动速度，混凝土拌合物的流动速度可以表征其粘度系数。

使用L型流动仪试验时可同时观察L型流动仪的水平方向上不同位置的混凝土拌合物粗集料的含量，以此来反映混凝土拌合物流动后的均匀性。

2.4 Orimet仪试验

试验原理：Orimet仪常用于测试大流动性混凝土的粘度系数。仪器装置如图，一定体积的大流动性混凝土不发生离析的条件下，在自身重力的作用下从图3 Orimet仪中全部流出，其流出速度和拌合物的黏度系数有关，流出速度越大，粘度系数越小，流出速度越小，粘度系数越大。

图3 Orimet仪

实验步骤：

（1）将Orimet筒下部的活门关闭，用小勺或小铲将混凝土拌合料装入竖管内，不用振捣。

（2）打开活门，同时按下秒表开始计时，当筒内混凝土拌合物全部流下时停止计时。

优点：试验设备简单容易获得，试验步骤简便，方便在施工现场进行试验。此外，Orimet仪常被用于模拟泵送混凝土的运动。

缺点：Orimet筒不适宜测定大粒径混凝土拌合物，混凝土拌合物的粒径过大不仅会影响其流出速度甚至会造成Orimet筒堵塞，且不能测定干硬性混凝土的粘度系数。

3 结论

本文所列举的混凝土流动性测试方法有的只能测试单一指标，比如坍落度试验，有的可以同时测试混凝土的屈服应力和粘聚性，有的方法可以测试多种指标，比如L型流变仪可以测试混凝土的下沉高度、流动时间、L型扩展值以及均匀度。在不同的试验条件下，测试不同的试验指标都需要仔细对比几种不同的试验方法，从而选择最佳的方法来得出满意的试验结果。

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Test Methods for Workability of Concrete

WU Xu-zhi，SHEN Yan，HUI Meng-meng
（School of Engineering Machinery，Chang’an University，Xi’an Shaanxi 710064，China）

In this paper，based on the comprehensive search of information，several test methods of the workability of ordinary concrete were reviewed.Each test method is described in terms of principle，method of operation，and calculation process，finally，the advantages and disadvantages of various test methods are listed，allowing readers to choose the right method.

concrete；workability；test methods

TV331

A

1672-545X（2017）09-0251-03

2017-06-09

吴旭志（1993－），男，山西晋中人，硕士，主要研究方向：机械设计。