[实用新型]一种测试水泥砂浆的塑性粘度和屈服应力的装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种用于测试水泥砂浆流变性能装置，尤其是涉及一种测试水泥砂浆的塑性粘度和屈服应力的装置。

背景技术

混凝土拌合物的工作性能是其稠度、可塑性和易修饰性的总称，对于高性能混凝土来说，还应包括充填性、可泵性和稳定性等概念。目前工程上广泛应用混凝土坍落度和扩展度法来表征混凝土的工作性能，但是混凝土坍落度和扩展度仅仅能反映出混凝土的流动性，并不能反映出混凝土的稠度、充填性和稳定性等之间的差异，这便会导致有的混凝土虽然流动性达到了要求，但是因为其稠度太小而导致混凝土离析、泌水等现象的发生。水泥砂浆是混凝土中去除粗骨料后的物质，它在组成和结构上都比较接近于混凝土，可以间接地反映混凝土的性能。因此，全面地评价砂浆的流变性能成为表征混凝土工作性能的一种手段。

从流变学的角度来看，新拌的水泥砂浆属于宾汉姆流体，其流变学方程为：

式中，τ―剪切应力(Pa)；

τ₀―屈服应力(Pa)；

μ―塑性粘度(Pa﹒s)；

―速度梯度(s^-1)。

由公式1可知，新拌砂浆的流变曲线为一条直线，直线与纵坐标的截距为屈服应力，直线的斜率为塑性粘度。屈服应力影响着砂浆的易密性和流动性，屈服应力越小，砂浆越容易密实、扩展度越大。塑性粘度影响着砂浆的稳定性和流动性，塑性粘度越大，砂浆越不容易离析，但塑性粘度太大，会限制砂浆的流动性。由此，塑性粘度和屈服应力是表征砂浆流变性能最基本的参数。

现在工业上经常用砂浆扩展度法来测定砂浆的流动性，但是这种方法仅能表征砂浆的流动性能，从而忽略了砂浆的稳定性、可塑性和自密性等。传统的测试水泥砂浆流变性能的方法，如旋转粘度计法，虽然能同时测定砂浆的塑性粘度和屈服应力且精度较高，但是由于在测定砂浆系统时其内外筒之间的间距只有4.115mm，在转动的过程中其测试结果易受砂浆中砂子颗粒大小的影响(机制砂中4.75mm的方孔筛累计筛余量为0-10％，用机制砂时，若有大于4.115mm的砂颗粒存在，在旋转粘度计工作时，粗砂粒容易卡在内外筒之间)，往往实验结果的可重复性较差。并且仪器价格昂贵，需要专门的人员操作。也有人通过测定砂浆的流出时间来定性地表征砂浆的流变参数的差异，但不能量化表征砂浆塑性粘度和屈服应力这两个流变参数各自的差异。

现有技术(杨保旭，彭杰；漏斗测试砂浆流变性方法的改进[J]；中国建材科技,2010(2))把砂浆装在一个漏斗状的容器中，并让砂浆自由泄落至下部的量筒中，用秒表记录砂浆每下降250ml的时间，计算砂浆下落的速率作为剪切速率，以固定容重计算上部砂浆对其产生的重力作为剪切应力，绘制砂浆的流变直线，从而计算出相应的塑性粘度和屈服应力。他利用此装置研究了一次砂浆试验量(3.5L、3L、2.5L)、搅拌时间(3min、15min)和不同接料量筒内径(80mm、90mm、100mm)对测试精度的影响，提出当一次砂浆试验量为3L、接料量筒内径为80mm并且刻度单位为250ml、搅拌时间为5min时测得的砂浆流变参数精度最大。此方法对砂浆流变性能测试装置进行了比较全面的研究，但是该方法测试时把每个砂浆的容重视为固定值，这就忽略了因为容重不同而引进的误差；比如用此装置进行测试时一次砂浆试验量需要3L，而目前被广泛应用于测定砂浆扩展度的方法一次砂浆试验量只有800ml，也就是说在用此装置进行测量时需要耗费很大的人力物力；比如该装置的出料口口径是固定的，当砂浆流动性不同时，流出的连续性及每250ml砂浆下落时间记录的准确性均会受到影响。该现有技术的方法没有使用DV，直接用秒表计时，故要求接料筒的刻度单位为250ml；他的论文中介绍，当测试样品少于3L时，因测量误差，导致结果离散性较强，测试样品达到3.5L或4.0L时，数据可靠程度与3.5L时接近，为减少试验工作量，作者建议用3L砂浆来检测。他用的出料口直径为35mm，出料口直径越大，下料越顺畅，但要保证计时的准确性，所需要样品数量较多，另当砂浆的流动性好，粘度较低时，砂浆下流速度会非常快，不利于准确测量每250ml砂浆的下落时间。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术存在的问题，提供一种检测精度高，省时省力的测试水泥砂浆的流变性能的装置，具体是一种测试水泥砂浆的塑性粘度和屈服应力的装置。

为实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：