專利名稱：一種混凝土用粉體的顆粒堆積密實度的測試方法
技術領域：
本發(fā)明涉及粉體顆粒的緊密堆積技術領域，具體涉及一種混凝土用粉體的顆粒堆積密實度的測試方法。
背景技術：
大量文獻資料表明，優(yōu)化水泥與摻合料的顆粒級配、提高混凝土體系的密實度可大幅提高混凝土的強度，以及各方面的耐久性能。目前，已經存在多種粉體的緊密堆積和顆粒級配方面的模型和理論。 Furans認為當小顆粒恰好填入大顆粒的間隙時就形成最緊密堆積，如果有3種尺寸的顆粒，中顆粒應恰好填入粗顆粒的間隙中，細顆粒填入中、粗顆粒的空隙，并由此可推及到多種顆粒的情形。Westman和Hugill認為，當粗細顆粒間的尺寸比足夠大時，會有以下結論第一、當組成接近100%粗顆粒時，混合物的表觀體積由粗顆粒決定，細顆粒填入粗顆粒的空隙，并不占有容積；第二、當組成接近100%細顆粒時，細顆粒形成氣孔并在粗顆粒周圍，混合物的表觀體積為細顆粒的表觀體積和粗顆粒實際體積之和。雖然關于緊密堆積的理論眾多，但如何在實際生產中測試混凝土用粉體的顆粒堆積密實度卻是一個難題，因為粉體顆粒難以按照理論的模式進行排布，進行相互填充，而往往是無規(guī)律地雜亂排布，由于靜電阻力以及粉體顆粒之間的摩擦力等，干粉的堆積體積比較大，且在經過多次的震實后得到的干粉體的堆積體積仍然大于其在低水膠比下漿體的體積，因此，僅利用干粉體的堆積密實度測試粉體的顆粒級配并不準確。此外，每種粉體都有一定的特性，其需水量、顆粒結構、輔助減水效果等各有差別，其對漿體的流動度都會有一定影響，因此，利用漿體的流動度大小測試粉料的顆粒級配也不合適。由于低水膠比下的漿體體積明顯小于漿體中同等粉體的震實體積，說明粉體顆粒在漿體中的緊密堆積程度優(yōu)于干粉體，因此考慮采用漿體法測試粉體的堆積密實度更趨近于粉體顆粒緊密堆積的自然形態(tài)。而且，新拌混凝土本身即為一種漿體狀態(tài)，利用漿體法測試其粉體的堆積密實度更具有科學性。

發(fā)明內容
為克服以上不足，本發(fā)明提供了一種操作簡單、更接近實際應用情況，可為混凝土的配合比設計提供較好指導的混凝土用粉體的顆粒堆積密實度的測試方法。本發(fā)明為解決上述技術問題所采取的技術方案為
一種混凝土用粉體的顆粒堆積密實度的測試方法，其特征在于它包括以下步驟混凝土配合比中共有N種粉體組分，分別測得所述各粉體的密度P1, P2，P3……Pn;根據以上所述的N種粉體組分設計配比，并按照配比稱取所述粉體的質量叫，m2，m3……mn，利用混料機將其混合均勻，得到復合粉體；
計算出單位質量的上述復合粉體的絕對體積V0=On1/ P !+ m2/ P 2+ m3/ P 3+......+ mn/
Pn)/ 0 +! +! +......mn)；將所述復合粉體與水、聚羧酸減水劑、消泡劑、及緩凝劑拌合成漿體，攪拌均勻，其中，水膠比為0. 15^0. 20，所述聚羧酸減水劑的摻加量是所述復合粉體質量的0. 5 3%，所述消泡劑的摻加量是所述聚羧酸減水劑質量的0. 05、. 1%，所述緩凝劑的摻加量是所述聚羧酸減水劑質量的廣2%，以此計算得到復合粉體在漿體中所占的質量百分比入； 將所述漿體倒入容器中，震實，直至填滿所述容器；
測量容器中的漿體的質量M以及容器的容積V ；
計算得到容器中復合粉體的質量m=MX X，則漿體中單位質量復合粉體的堆積體積VfV/m ；
將所述復合粉體的顆粒堆積密實度記為$，即Ct=VcZV1XlOO ^上述方案中，所述聚羧酸減水劑的摻加量是所述復合粉體質量的0. 5 3%，所述消泡劑的摻加量是所述聚羧酸減水劑質量的0. 05、. 1%，所述緩凝劑的摻加量是所述聚羧酸減水劑質量的廣3%。上述方案中，所述復合粉體拌合成漿體時，自漿體具有流動性時開始快速攪拌10分鐘，攪拌完畢后，靜置5分鐘。上述方案中，將所述漿體倒入容器中的步驟是倒入一部分漿體至容器后，震實，再倒入一部分漿體，再震實，這樣重復多次，直至將容器填滿。上述方案中，所述震實的步驟是將容器在厚度不小于IOmm的書本上人工震實，容器提起高度為40mm左右，頻率為I次/秒，震實60次。上述方案中，所述漿體流動度在24(T300mm范圍內，所述的漿體初凝時間不小于18小時。本發(fā)明的有益效果是該測試方法操作簡單、更接近混凝土用粉體的實際應用情況，可為混凝土的配合比設計提供較好指導。


圖I為漿體倒入容器的示意圖。圖中，卜漏斗,2_鐵架臺，3-衆(zhòng)體,4-維形瓶。
具體實施例方式本發(fā)明提供一種混凝土用粉體的顆粒堆積密實度的測試方法，它包括以下步驟 混凝土配合比中共有N種粉體組分，分別測得所述各粉體的密度P1, P2，P3……Pn; 根據以上所述的N種粉體組分設計配比，并按照配比稱取所述粉體的質量叫，m2，m3……
mn，利用混料機將其混合均勻，得到復合粉體；
計算出單位質量的上述復合粉體的絕對體積V0=On1/ P !+ m2/ P 2+ m3/ P 3+......+ mn/
Pn)/ 0 +! +! +......mn)；
將所述復合粉體與水、聚羧酸減水劑、消泡劑、及緩凝劑拌合成漿體，自漿體具有流動性時開始快速攪拌10分鐘，攪拌完畢后，靜置5分鐘，所述漿體流動度在24(T300mm范圍內，和易性良好，所述的漿體初凝時間不小于18小時。其中，水膠比為0. 15^0. 20，所述聚羧酸減水劑的摻加量是所述復合粉體質量的0. 5 3%，所述消泡劑的摻加量是所述聚羧酸減水劑質量的0. 05、. 1%，所述緩凝劑的摻加量是所述聚羧酸減水劑質量的f 3%，以此計算得到復合粉體在漿體中所占的質量百分比入;
將所述漿體倒入容器中，震實，直至填滿所述容器；
測量容器中的漿體的質量M以及容器的容積V ；
計算得到容器中復合粉體的質量m=MX X，則漿體中單位質量復合粉體的堆積體積VfV/m ；
將所述復合粉體的顆粒堆積密實度記為$，即Ct=VcZV1XlOO ^各粉體的密度測試是參照國標GB/T 208-94進行測定。將所述漿體倒入容器中，震實，直至填滿所述容器的具體步驟如下
如圖I所示，容器選用錐形瓶。將錐形瓶4置于鐵架臺2下，鐵架臺2上放置一漏斗1，漏斗I頸部豎直正對錐形瓶4瓶口中心，漏斗下口高于錐形瓶4瓶口的水平位置，漿體由漏斗I豎直流入錐形瓶4中。倒入一部分漿體至容器后，震實，再倒入一部分漿體，再震實，這樣重復多次，例如三次，直至將容器填滿。震實的方法為錐形瓶4在厚度不小于IOmm的書本上人工震實，錐形瓶提起高度為40mm左右，頻率為I次/秒，震實60次。容器中的漿體的質量M的測定方法如下
將所述漿體倒入錐形瓶4中，裝滿，用刮刀刮平，用玻璃片覆蓋瓶口無氣泡，用干抹布擦凈錐形瓶4外部附著的漿體，稱量其質量a。其中錐形瓶4和玻璃片的總質量為b。則a-b即為容器中的漿體的質量M。以下以具體的混凝土用粉體進行說明
實施例I
按照以下配比(質量比)稱取總質量為1200g的粉體，混合均勻，制備水泥漿體 a水泥微珠石灰石粉硅灰=3 : 3 : 3. 5 : 0. 5 b水泥微珠石灰石粉硅灰=7 : I : I. 5 : 0. 5
水膠比O為0.15，減水劑為聚羧酸高效減水劑(含固量20. 2%)，摻量為20g;消泡劑(硅氧烷類)0. 016g ;緩凝劑(葡萄糖酸鈉)0. 6g ;試驗環(huán)境溫度為20°C。可以計算出，漿體
a、b中干粉體質量占漿體總質量的比值
入=1200/(1200+1200X0. 15+20+0. 016+0. 6)= 0. 856766。大量試驗表明，在摻加上述外加劑時，漿體的初凝時間均大于18小時。根據國標GB/T 208-94實測得到各粉體的密度如表I所示。表I試驗粉體的密度(g/cm3)
水泥I微珠I石灰石粉I硅灰 密度 |3. 09 |2. 60 |2. 87 \2. 28'
利用 V0= (m/ P j+ m2/ P 2+ m3/ P 3+......+ mn/ Pn)/ 0 +! +! +......mn)，計算出每千克復合
粉體a的絕對體積為％,356. 353 cm3，每千克復合粉體b的絕對體積為￥^=339. 193 cm3。將a、b復合粉體拌合成漿體時，自漿體具有流動性時開始再連續(xù)快速攪拌10分鐘，攪拌完畢后，靜置5分鐘，分別檢測其流動度，a拌合漿體的流動度為285mm，b拌合漿體的流動度為278_，漿體的和易性良好，無泌水現象。將漿體分別分3次倒入錐形瓶(總容積V為327. 4ml)中，每倒入一次后將錐形瓶人工震實。漿體裝滿后，用刮刀刮平，用玻璃片覆蓋瓶口無氣泡，用干抹布擦凈錐形瓶外部附著的漿體，稱量錐形瓶、漿體和玻璃片的總質量Ma=911. 12g，Mb=923. 28g。錐形瓶與玻璃片的總質量札=211.3(^。
按照試驗配比可得到錐形瓶中干粉體的實際質量分別為
(Ma-M1) A =(911. 12-211. 30) X0. 856766=599. 582g
(Mb-M1) A =(923. 28-211. 30) X0. 856766=610. 0003g
漿體中每千克干粉體a的堆積體積Vla=IOOOvAMa-M1) A =545. 38cm3 ；
漿體中每千克干粉體a的堆積體積Vlb=IOOOvAMb-M1) A =536. 065 cm3。復合粉體a的顆粒堆積密實度小=YJ VlaX 100%=65. 340% ；
復合粉體b的顆粒堆積密實度Hb/ VlbX100%=63. 275% ；
由上述試驗數據可知，cK > ，說明復合粉體a的顆粒堆積密實度較優(yōu)。因此，在相同的粉體組分情況下，選擇配比7 : I : 1.5 : 0.5，將更有利于優(yōu)化水泥與摻合料的顆粒級配，提高混凝土的強度。實施例2
以下試驗按照實施例I中的方法進行
按照以下配比稱取總質量為1200g的粉體，混合均勻，制備水泥漿體
A水泥粉煤灰= 5:5 B水泥礦粉粉煤灰= 5:2:3 C水泥微珠硅灰= 5:4:1 D水泥微珠石灰石粉硅灰=3 : 3 : 3. 5 : 0. 5 E水泥微珠石灰石粉硅灰=7 : I : I. 5 : 0. 5
水膠比O為0.20，減水劑為聚羧酸高效減水劑(含固量20. 2%)，摻量為16g;消泡劑(硅氧烷類)0. 016g ;緩凝劑(葡萄糖酸鈉)0. 48g ;試驗環(huán)境溫度為20°C。大量試驗表明，在摻加上述外加劑時，漿體的初凝時間均大于18小時。表2列出了從A至E組分的VciJ1、及小的計算結果(礦粉的密度是2. 89g/cm3,粉煤灰的密度是2. 34g/cm3)。表權利要求
1.一種混凝土用粉體的顆粒堆積密實度的測試方法，其特征在于它包括以下步驟 混凝土配合比中共有N種粉體組分，分別測得所述各粉體的密度P1, P2，P3……Pn; 根據以上所述的N種粉體組分設計配比，并按照配比稱取所述粉體的質量叫，m2，m3……mn，利用混料機將其混合均勻，得到復合粉體； 計算出單位質量的上述復合粉體的絕對體積V0=On1/ P j+ m2/ P 2+ m3/ P 3+......+ mn/Pn)/ 0 +! +! +......mn)； 將所述復合粉體與水、聚羧酸減水劑、消泡劑、及緩凝劑拌合成漿體，攪拌均勻，其中，水膠比為0. 15^0. 20，由此計算得到復合粉體在漿體中所占的質量百分比入； 將所述漿體倒入容器中，震實，直至填滿所述容器； 測量容器中的漿體的質量M以及容器的容積V ; 計算得到容器中復合粉體的質量m=MX X，則漿體中單位質量復合粉體的堆積體積VfV/m ； 將所述復合粉體的顆粒堆積密實度記為$，即Ct=VcZV1XlOO ^
2.根據權利要求I所述的顆粒堆積密實度的測試方法，其特征在于，所述聚羧酸減水劑的摻加量是所述復合粉體質量的0. 5 3%，所述消泡劑的摻加量是所述聚羧酸減水劑質量的0. 05、. 1%，所述緩凝劑的摻加量是所述聚羧酸減水劑質量的f 3%。
3.根據權利要求I所述的顆粒堆積密實度的測試方法，其特征在于，所述復合粉體拌合成漿體時，自漿體具有流動性時開始快速攪拌10分鐘，攪拌完畢后，靜置5分鐘。
4.根據權利要求I所述的顆粒堆積密實度的測試方法，其特征在于，將所述漿體倒入容器中的步驟是倒入一部分漿體至容器后，震實，再倒入一部分漿體，再震實，這樣重復多次，直至將容器填滿。
5.根據權利要求I或4所述的顆粒堆積密實度的測試方法，其特征在于，所述震實的步驟是將容器在厚度不小于IOmm的書本上震實，容器提起高度為40mm左右，頻率為I次/秒，震實60次。
6.根據權利要求I所述的顆粒堆積密實度的測試方法，其特征在于，所述漿體流動度在24(T300mm范圍內，所述的漿體初凝時間不小于18小時。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種混凝土用粉體的顆粒堆積密實度的測試方法，采用混合粉體的絕對體積與漿體中粉體的堆積體積的比值測試混凝土用粉體顆粒的緊密堆積程度，本發(fā)明操作簡單，較科學，更接近實際應用情況，可為混凝土的配合比設計提供較好的指導。
文檔編號G01N9/02GK102621037SQ201210072098
公開日2012年8月1日 申請日期2012年3月19日 優(yōu)先權日2012年3月19日
發(fā)明者劉彬, 張建亮, 王鳳玲, 黃義雄, 黃波 申請人:中建三局建設工程股份有限公司, 中建商品混凝土有限公司