2.2　试验方法

2.2.1　流变性能试验方法

2.2.1.1　净浆试验

1.微型坍落度筒法

微型坍落度筒法测定净浆流动度试验参照《混凝土外加剂均质性试验方法》(GB/T 8077—2000)规定,通过改变外加剂种类和掺量测其扩展直径。检测方法如图2-1所示,主要测试其扩展度即停止流动后所能达到的最大平均扩展直径,图2-1(a)所示为示意图,图2-1(b)所示为实测图。

2.软固体流变仪法

流变仪及其测试如图2-2所示。

采用美国Brookfield公司生产的R/S-SST2000软固体流变仪[图2-2(a)]及测试程序[图2-2(b)]测定新拌水泥浆体的流变性能,外筒直径为120mm,转子型号为V80-40,剪切速度为0.01r/min,通过连续在线检测来研究浆体的屈服应力随时间的变化。

2.2.1.2　混凝土试验

1.流动性试验

流动性是评价自密实混凝土工作性的最重要指标,本研究中采用扩展速率T50(单位为s)和坍落扩展度(slump flow)(单位为cm)对自密实混凝土的流动性进行了评价。从自密实混凝土的工作性分析,其坍落度不应小于25cm,而坍落度仅能用于混凝土流动性的初步控制,并不能对混凝土的剪切屈服力和塑性黏度等性能作出适当评价,所以本研究中主要测试混凝土的扩展速度及坍落扩展度。混凝土的扩展速率是指在测量坍落度的过程中,从坍落筒向上提起开始计时,混凝土的扩展直径达到50cm时所用时间,因此这一速率可以在一定程度上反映混凝土的塑性黏度。坍落扩展度是指在测量混凝土坍落度的过程中,混凝土流动结束后所能达到的最大直径。坍落扩展度量化了混凝土在自身重力作用下克服屈服应力、黏度及摩擦力后的流动状态,扩展后的混凝土越接近圆形,其均质性越好,变形能力也越强,且在目测不产生离析或泌水的情况下,混凝土的扩展直径越大,表明其通过间隙的能力越强。

2.抗离析性试验

混凝土的抗离析性能是保证板式轨道自密实混凝土灌注均质性的重要性能指标,本书用J环的障碍高差BJ(图2-3)来评价,其试验方法如下:将圆钢筋焊接为一个直径为300mm的圆环,在圆环上垂直等间距地焊接若干根ϕ10mm×100mm的圆钢。圆钢的间距为(48±2)mm或是粗骨料最大粒径的3倍,测试时,将J环套在坍落筒外围,用测试坍落扩展度的方法,让自密实混凝土通过J环流出,然后测量环内外高度差并对比。一般值在10mm左右的间隙通过能力比较理想。

J环障碍高差BJ按式(2-1)计算,单位为mm,结果精确至1mm。

2.2.2　力学性能试验方法

混凝土试块的抗压强度和抗折强度试验按照《普通混凝土力学性能试验方法》(GB/T 50081—2002)进行,其中抗压强度采用的立方体试件尺寸为150mm×150mm×150mm,抗折强度采用150mm×150mm×550mm的棱柱体试件。

混凝土的轴心抗压强度、静力抗压弹性模量均依照国家标准《普通混凝土力学性能试验方法》(GB/T 50081—2002)进行测试,轴心抗压强度和静力抗压弹性模量均采用150mm×150mm×300mm的棱柱体试件。

2.2.3　电通量试验方法

导电量是根据ASTMC1202—97电量法,采用武汉恒誉达科技有限责任公司生产的HN-2型九通道自动采集Cl-渗透快速测量仪进行测试。

2.2.4　混凝土抗冻性试验方法

混凝土抗冻性试验参照《公路工程水泥及水泥混凝土试验规程》(JTG E30—2005)中规定,采用快速冻融法进行试验。

2.2.5　干燥收缩试验方法

参照《普通混凝土长期性能和耐久性试验方法》(GBJ 82—85)测试高性能混凝土的干燥收缩值。采用100mm×100mm×515mm的棱柱体试件,试件成型1d后移入干燥室测定其长度作为初始值,然后分别测定1d、3d、7d、14d、21d、28d、45d、60d、90d的变形值(龄期从试件移入干燥室开始算起)。

2.2.6　早期抗裂试验

根据充填层自密实混凝土在板式轨道中的结构形状特点,本研究采用平板试验法测试其开裂性能,其基本试验方法参照《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》(GB/T 50082—2009),每组做两个试件。以两个试件的平均开裂面积的算术平均值作为该试件的平均开裂面积的测定值。

2.2.7　微观测试方法

(1)XRD分析。采用日本Rigaku(理学)公司生产的D/mat-RB型X射线粉末衍射仪(X-Ray Diffractometer,XRD)定性分析水化产物,XRD测试采用铜靶,电压40kV,电流30mA,扫描范围5°～80°(2θ),扫描速度10°/min,步长0.02°。

(2)SEM分析。采用日本电子株式会社(JEOL)生产的JSM-5610LV型扫描电子显微镜(Scanning Electron Microscope,SEM)观察样品的微观形貌,仪器加速电压为20kV。