[发明专利]一种超高性能混凝土内部物相稳定性的流变学评价方法

说明书

本发明属于建筑材料测试技术领域，尤其公开了一种超高性能混凝土内部物相稳定性的流变学评价方法。本发明通过对不含纤维和粗骨料的超高性能混凝土拌合物的流变性能进行测试，通过测定屈服应力、剪切速率‑时间等简单易得的流变参数，使用理论模型拟合内部结构恢复指数和弛豫时间等指数，即可评价包含纤维和粗骨料在内的超高性能混凝土物相稳定性。该评价方法与当前评价物相分布的破坏法与非破坏法相比，仅通过早期塑性阶段的流变指数即可评价超高性能混凝土硬化后的物相稳定分布程度，评价周期极短；且所需的屈服应力、剪切速率‑时间参数容易测得的，无需复杂程序处理，仅通过单一理论模型即可完成评价，相对传统方法具有无可比拟的优势。

技术领域

本发明属于建筑材料测试技术领域，具体来讲，涉及一种超高性能混凝土内部物相稳定性的流变学评价方法。

背景技术

超高性能混凝土(Ultra-high Performance Concrete，简称UHPC)是以极低水胶比、多元微细颗粒紧密堆积和微细钢纤维增韧等为主要制备技术特点的水泥基复合材料，并且随着UHPC制备技术和工程需求的不断发展，在UHPC体系中引入粗集料可有效减少胶材用量、抑制收缩变形，既有利于提升体积稳定性，又可一定程度提高弹性模量等力学性能。但是，基于因高减水剂用量和施工便利性而造成的新拌UHPC低屈服应力、高粘度和大流态的特性，这些组分的密度差异将会导致分层(沉降或上浮)从而引发体系不均匀，钢纤维、粗集料以及两者的叠加作用对UHPC拌合物的内部结构调控带来了巨大的挑战。

UHPC的突出优势是立足在基体与纤维之间的高效协同机制基础上，能够显著提升钢纤维的有效利用率以及充分发挥粗骨料的骨架作用，是实现UHPC压缩延性、高抗拉强度、拉伸塑性、高韧性和应变硬化、多缝开裂等行为的根本原因。因此，纤维和粗骨料在空间内的均匀分布对UHPC性能的影响至关重要。对于纤维和粗骨料的空间分布状态，常用的评价方法主要分为：破坏法和非破坏法。破坏法作为最常用的评价方法，也称作剖面图像法，主要是指切割硬化后的UHPC，进行剖面图像分析，再结合纤维、骨料分散系数计算公式，从而评价物相稳定性；而非破坏法则包括过X-CT断层扫描法、磁力法和太赫兹电磁波法，通过电磁信号的强弱，经程序转换为图像，再对物相的分布情况进行较为直观的评价。然而，上述方法虽然具有一定的可行性，但是其缺点与不足之处也显而易见。剖面图像法因需对硬化试块进行切割、打磨，其测试周期较长，且对材料造成不可逆破坏；而X-CT断层扫描法、磁力法和太赫兹电磁波法等无损检测法，虽然测试周期短且无破坏，但是检测成本极高、操作难度较大。

综上所述，急需建立一种测试周期短、操作简单且无损伤的超高性能混凝土内部物相稳定性的评价方法。

发明内容

为解决上述现有技术存在的问题，本发明提供了一种超高性能混凝土内部物相稳定性的流变学评价方法，该评价方法对不含纤维和粗骨料的超高性能混凝土拌合物的流变性能进行测试，通过测定屈服应力、剪切速率-时间等简单易得的流变参数，使用理论模型拟合内部结构恢复指数和弛豫时间等指数，即可评价包含纤维和粗骨料在内的超高性能混凝土的物相稳定性，是一种非破坏式的简易评价方法。

为了达到上述发明目的，本发明采用了如下的技术方案：

一种超高性能混凝土内部物相稳定性的流变学评价方法，其包括步骤：

S1、取超高性能混凝土净浆或超高性能混凝土砂浆作为第一试样，使用高精度流变仪，采用模型拟合法或恒定应力法测定所述第一试样的动态屈服应力；

S2、另取超高性能混凝土净浆或超高性能混凝土砂浆作为第二试样，先对所述第二试样进行不低于10s的预剪切，再在应力控制模式下，施加低于所述动态屈服应力的恒定剪切应力进行流变参数测试，采集不同时间下的剪切速率数据，获得剪切速率-时间数据曲线；