一、引言
混凝土的工作性是影響工程施工質量和結構性能的關鍵因素,維勃稠度是衡量干硬性混凝土拌合物流動性、可塑性和穩定性的重要指標。混凝土維勃稠度儀通過科學的檢測原理和規范的操作流程,能精準測定混凝土的維勃稠度,為混凝土配合比設計、施工質量控制提供重要依據。
二、儀器原理與結構
(一)工作原理
混凝土維勃稠度儀基于振動密實原理工作。將混凝土拌合物按規定方法裝入坍落度筒內,再置于旋轉的透明圓盤下。提起坍落度筒后,混凝土因自重產生一定的坍落;隨后開啟振動臺,在振動作用下,混凝土逐漸密實,當透明圓盤底面被水泥漿布滿時,所經歷的時間(以秒計)即為混凝土的維勃稠度值。該值越大,表明混凝土拌合物越干硬,流動性越差。
(二)儀器結構
振動臺:帶有頻率穩定的振動源,一般振動頻率為 50±3Hz,振幅為 0.5±0.05mm,為混凝土的振動密實提供動力。
容器:用于盛裝混凝土拌合物,內徑為 240±5mm,高為 200±2mm。
坍落度筒:與測定混凝土坍落度時使用的標準坍落度筒相同,上口內徑為 100±0.5mm,下口內徑為 200±0.5mm,高為 300±0.5mm 。
旋轉架:裝有測桿和透明圓盤,測桿下端安裝有透明圓盤,用于判斷混凝土的密實程度。
計時裝置:精確記錄混凝土從開始振動到透明圓盤底面被水泥漿布滿的時間。
三、應用流程
(一)試驗前準備
檢查維勃稠度儀各部件是否完好,振動臺的振動頻率、振幅是否符合要求,計時裝置是否準確。
用濕布濕潤容器、坍落度筒及其他相關器具,防止混凝土失水影響測試結果。
準備好混凝土拌合物樣品,取樣應具有代表性,確保樣品能真實反映待檢測混凝土的性能。
(二)試驗操作
將坍落度筒放在容器中心位置,然后將混凝土拌合物分三層裝入坍落度筒內,每層裝料高度大致相等。每層用搗棒插搗 25 次,插搗應沿螺旋方向由外向中心進行,插搗底層時搗棒應達到底部,插搗其他兩層時,搗棒應插透本層并插入下層 20 - 30mm。插搗過程中,注意避免搗棒碰撞筒壁。
頂層插搗完后,刮去多余的混凝土,并用抹刀抹平。
小心垂直提起坍落度筒,應在 5 - 10 秒內完成,避免擾動混凝土拌合物。
將透明圓盤轉到混凝土截頭圓錐體頂面,放松測桿螺絲,使透明圓盤輕輕接觸到混凝土表面,然后擰緊螺絲。
開啟振動臺和計時裝置,當透明圓盤的底面被水泥漿布滿時,關閉振動臺和計時裝置,記錄此時的時間,該時間即為混凝土的維勃稠度值。
(三)結果處理
維勃稠度值以秒為單位,精確至 1 秒。
進行多次試驗時,取平均值作為最終結果。一般同一混凝土拌合物應進行至少兩次試驗,當兩次試驗結果之差大于 2 秒時,應重新取樣進行試驗。
四、不同應用場景的注意要點
(一)建筑工程施工
在現場澆筑混凝土時,根據施工部位和工藝要求,嚴格控制混凝土的維勃稠度。例如,對于鋼筋密集的梁柱節點部位,維勃稠度宜控制在較小值,以保證混凝土能夠充分填充模板,避免出現蜂窩、孔洞等缺陷;而對于大體積混凝土基礎,可適當增大維勃稠度,減少混凝土的泌水和離析現象。
(二)預拌混凝土生產
預拌混凝土企業應在生產過程中加強對維勃稠度的檢測,根據原材料的變化及時調整混凝土配合比。當砂、石含水率發生波動時,要準確計算用水量,確保混凝土的維勃稠度符合設計要求和運輸、施工條件。
(三)混凝土配合比設計
在進行配合比設計時,通過測定不同配合比混凝土的維勃稠度,結合混凝土的強度、耐久性等性能指標,優化配合比參數。同時,要考慮環境溫度、濕度等因素對維勃稠度的影響,制定合理的配合比方案。
五、儀器維護與保養
每次試驗結束后,應及時清理儀器各部件,清除殘留的混凝土拌合物。對于振動臺,可用濕布擦拭,避免混凝土干結影響振動效果;容器、坍落度筒等部件用清水沖洗干凈,晾干后存放。
定期檢查振動臺的振動頻率和振幅,若發現異常,及時進行校準或維修。同時,檢查計時裝置的準確性,確保測試結果可靠。
儀器長期不使用時,應將各部件擦拭干凈,涂上防銹油,存放在干燥、通風的環境中,防止儀器銹蝕和損壞。
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