低水胶比水泥基复合材料的流变特性.pdf

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1、2014年第1期混凝土与水泥制品2014No．11月CHINAC0NCRETEANDCEMENTPRODUCTSJanuary低水胶比水泥基复合材料的流变特性刘建忠一，孙伟，张倩倩，刘加平(1．江苏省建筑科学研究院有限公司高性能土木工程材料国家重点实验室，南京210008；2．东南大学江苏省土木工程材料重点实验室，南京211189)摘要：测试了不同胶凝体系低水胶比水泥基复合材料的流变学性能、绘制了流变曲线．分析其适用的流变模型。结果表明，低水胶比水泥基复合材料表现出典型的胀流型流体特性，Bing

2、ham模型不能准确表征低水胶比水泥基复合材料的流变特性，采用Herschel—Bulkley模型更为适宜。关键词：低水胶比水泥基复合材料；工作性能；流体模型Abstract：FlowCHIVESofcement—basedmaterialswithdifferentcementitiouscompositionsatlOWwater—binderratioaretestedbyarheometer，andthesuitabilityofsomefluidmodelsisanalyzed．Ther

3、esultsshowthatcement-basedmate．rialatlOWwater—binderratiohasthecharacteristicsofdilatantfluid．InsteadofBinghammode1．Herschel—Bulkleymodelisconsideredthemostappropriateoneforar,alyzingtherheologicalcharacteristicsofcement——basedmaterialwithlowwa·-ter-

4、binderratio．Keywords：Cementitiouscompositionsatlowwater-binderratio；Workability；Rheologicalmodel中图分类号：TQ172_71文献标识码：A文章编号：1000—4637(2014)01—01—040前言流动特性，误差较大。因此，明确低水胶比水泥基复随着土木工程规模不断扩大，科技水平不断提合材料的流体特征，选择合理流体模型，是研究其高，一些高层大跨、有特殊功能要求的重要建筑不工作性能的首要问题。断出现，如

5、摩天大楼、超大跨桥梁等，要求混凝土必本文在介绍目前水泥基复合材料领域最常用须具有更高的强度、更好的耐久性、更优的可靠性，的几种流体模型的基础上，重点研究分析了低水胶这些需求促成了水泥基复合材料向高性能与超高比水泥基复合材料的流变学特征。性能方向发展。高性能与超高性能水泥基复合材料1几种常用水泥基复合材料的流体模型在组成上显著的特点是低水胶比。然而，随着水胶牛顿流体是研究流体流变性问题的基础，根据比的降低，水泥基复合材料拌合物的粘度逐渐增流体的不同流变性能，基本可分为牛顿流体和非牛大，引发不易搅拌

6、、难泵送等一系列施工问题，很大顿流体(见图1)。新拌水泥浆、砂浆和混凝土是一种程度上限制了其推广与应用。如何改善低水胶比水多相混合物，大多数表现出复杂的非牛顿流体特泥基复合材料的工作性能成为发展高性能与超高征。目前用于研究水泥、砂浆或混凝土流变性能的性能水泥基复合材料亟需解决的关键问题[1-2]。流体模型主要有以下几种“]：混凝土流变性能被认为是迄今为止表征工作性能最理想的方法l3-41。混凝土流变学是研究其流动和变形的重要学科。混凝土流变学通过屈服应力、日R粘度等参数定量地表征混凝土工作性能．

7、而这些参恩数主要通过流体模型对测得的流变曲线进行拟合：获得。众多学者认为新拌水泥基复合材料可看作一种塑性流体，可采用Bingham流体模型分析[4-6]：而一些研究也表明，由于矿物掺合料及外加剂的掺剪切速率／s人，一些高强或高性能水泥基复合材料表现出剪切图1几种流体特征曲线增稠或剪切变稀的现象．即具有假塑性或胀流型流(1)Bingham(宾汉姆)流体模型体特征l7。剐，采用Bingham流体模型无法全面反映其Bingham模型认为：剪应力T超过临界值下。后一1一2014年第1期混凝土与水泥制品总

8、第213期浆体才开始流动，并且应变梯度随应力增量(下一，r。)体含量为30％。成线性增长。模型的经典形式为：2．2配合比=下≠y采用低水胶比砂浆为研究对象，重点考虑了3其中，7-一施加的剪应力(Pa)；一应变梯度(S)，剪种胶材组成和2种水胶比(0．18和0．20)，砂胶比为切速率；屈服应力(Pa)；一塑性粘度(Pa·S)。O．7，砂浆配合比见表2。(2)修正Bingham流体模型。表2流变性能试验中低水胶比水泥基复合材料配合比在实际的测试中发现．在低剪切速率时应力一应变曲线并非是线性的关系。为