摘要
由給定的自密實混凝土(SCC)施加的模板壓力取決於其觸變行為、澆註速度和模板形狀。此外，可以預期，在包含鋼筋的模板的情況下，這些鋼筋也應該發揮作用。在第壹部分中，研究了包含單根圓柱形鋼筋的圓柱形模板的具體情況。在第二部分中，在鑄造應力腐蝕開裂結束後，對壓降的理論預測值和實驗測量值進行了比較，並對提出的模型進行了驗證。最後，建議將所提出的方法推廣到包含給定水平截面鋼筋的矩形模板的情況，這可以預測澆註過程中的模板壓力。
關鍵詞:新拌混凝土；流變學；和易性；模板壓力；觸變性
1.介紹
在大多數現行建築規範或技術建議[1]，[2]，[3]和[4]中，在澆註過程中影響模板壓力的主要參數是混凝土的密度，模板尺寸，混凝土的澆註速度，溫度和粘結劑的類型。
然而，最近的研究表明，在SCC的情況下，材料的觸變行為起了主要作用[5] P. Billberg，自密實混凝土產生的壓力，第三屆國際RILEM自密實混凝土研討會會議錄，RILEM PRO33，冰島雷克雅未克(2003)，第271–280頁。[5]、[6]、[7]和[8]。可以註意到，這種影響實際上是通過溫度和粘合劑類型的影響在上述經驗技術建議中間接考慮的，溫度和粘合劑類型都與材料在靜止狀態下構建結構的能力密切相關[9]、[10]和[11]。
在澆註過程中，材料確實表現為流體，但是如果澆註速度足夠慢或處於靜止狀態，它會形成壹個內部結構，能夠承受澆註在其上的混凝土的負荷，而不會增加模板的側向應力。[7]和[8]證明，對於限制在模板中且僅受重力作用的SCC，墻處的橫向應力(也稱為壓力)可能小於靜水壓力，因為壹些剪應力τ墻由墻支撐。還證明了該剪切應力達到屈服應力的值，由於觸變性，屈服應力本身隨時間增加。最後，如果材料和模板之間的界面沒有滑動[8]，屈服應力(不多也不少)在壁上被充分調動，材料重量的壹部分由模板支撐(垂直)。由材料施加在壁上的壓力低於流體靜壓力的值。
基於這些結果，Ovarlez和Roussel [7]提出的模型預測模板底部和澆註結束時的相對側壓力σ′(即壓力與靜水壓力之比)等於:
(1)和鑄造後的壓降δσ′(t)等於:
(2)式中，H為模板中混凝土的高度，單位為m，Athix為結構化速率，單位為Pa/s [10]，R為澆築速率，單位為m，e為模板的寬度，單位為m，g為重力，t為澆築結束後的時間，ρ為混凝土的密度。
從上面可以看出，壓力降低的關鍵點是模板每個垂直邊界上的剪應力等於材料的靜態屈服應力。然後可以預期，在包含鋼筋的模板的情況下，鋼筋表面的應力也應該起作用。本文的目的是從Ovarlez和Ro ussel [7]開發的模型出發，將其擴展到鋼筋模板的情況。由於鋼筋應該對模板設計有積極的影響(即降低模板壓力)，這可以進壹步減小模板尺寸。
在第壹部分中，研究了包含單根圓柱形鋼筋的圓柱形模板的具體情況。在第二部分中，在鑄造應力腐蝕開裂結束後，對壓降的理論預測值和實驗測量值進行比較，並對提出的模型進行驗證。最後，建議將所提出的方法推廣到包含給定水平截面鋼筋的矩形模板的情況，這可以預測澆註過程中的模板壓力。
2.豎向鋼筋對圓柱形模板內壓降的影響
在本文中，SCC被視為屈服應力材料(在第壹步中，觸變性被忽略)，對於低於屈服應力的應力，SCC表現為彈性材料[7]。在下文中，使用圓柱坐標，r在半徑方向上；垂直方向z向下(見圖1)。頂面(模板上限)為平面z = 0；模板壁位於r = R處。模板底部位於z = H處。密度為ρ的彈性介質被限制在圓柱形模板和由邊界(r = rb)確定的內部圓柱形鋼筋之間。對於邊界條件，Tresca條件施加在壁面的任何地方(即假設壁面上的剪應力等於屈服應力τ00，如Ovarlez和Roussel [7]所述，並在[8]中證明)。為了計算模板中的平均垂直應力σzz(z ),可以將靜態平衡方程投影到兩個同軸剛性圓柱體之間的水平材料切片的z軸上:
3.2.靜息狀態下SCC結構化率的評估
3.2.1.十字板試驗
使用配備有葉片工具的混凝土流變儀測量所研究的SCC的屈服應力。本研究中使用的葉片幾何形狀由圍繞直徑為120 mm的圓柱軸的四個10 mm厚的葉片組成。葉片高度為60毫米，葉片直徑為250毫米。旋轉工具和外部圓筒之間的間隙等於90毫米，足以避免礫石尺寸造成的任何結垢效應(此處Dmax = 10毫米)。
同壹批次的不同樣品混合後，在四個不同的靜置時間進行測試。當然，使用同壹批次無法區分水泥顆粒水合作用導致的行為不可逆演變和觸變性導致的行為可逆演變[9]和[10]。然而，可以註意到，所研究系統的最終年齡(即從混合步驟開始到最後的葉片測試測量)為70分鐘的數量級。雖然Jarny等人[13]最近使用MRI測速儀表明，存在大約30分鐘的周期，與可逆效應相比，不可逆效應尚未變得顯著，但本研究中系統的最終年齡超過了這壹時期。然而，視覺上既沒有發現也沒有測量到樣品的強烈硬化或軟化，這將在後面顯示。最後，Estellé等人提出的數據分析[14]用於屈服應力計算。
3.2.2.平板試驗
平板試驗似乎是監測觸變材料的表觀屈服應力隨時間變化的壹種非常方便的方法。它最初是在[8]中開發和使用的，但是關於它在水泥以外的其他材料中的應用的更多細節可以在[15]中找到。
該裝置由壹個剛性連接在天平下方的平板組成。將板放入含有SCC的容器中(參見圖2)。通過用計算機記錄天平輸出，相對於時間連續監測板的表觀質量。天平測量的n不確定度為0.01 g。容器由光滑的PVC制成，為直徑200 mm、高200 mm的圓柱形。該板沿圓筒軸線放置。在測試過程中，容器被填充材料至200 mm的高度。所使用的板厚3 mm，寬75 mm，長100 mm。它被砂紙覆蓋，平均粗糙度為200？砂紙用於避免材料和板之間的任何滑動[8]。與構成顆粒的尺寸相比，板和容器壁之間的距離足夠大，因此可以認為材料是均勻的[16]和[17]。在測試開始之前，測量板浸入部分的高度H。為了確保所有試驗從相似條件下的懸架開始，施加振動(頻率為50 Hz，振幅為5mm)30秒。為了確保試驗的再現性，該步驟至關重要。在相同實驗條件下對相同材料進行的測試之間的差異小於5%。
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圖二。平板試驗示意圖。
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平板試驗分析基於以下事實:水泥漿在其自身重量下的輕微變形允許通過在平板上移動剪切應力將該重量的壹部分轉移到平板上。該剪切應力等於物理上可接受的最大值，即屈服應力(更多細節見[8]、[15]、[16]和[17])。然後，表觀屈服應力隨時間的變化可通過測量的板材表觀質量隨時間的變化，使用以下關系式進行計算:
(9)δτ0(t)= gδM(t)/2s其中，δM(t)是板表觀質量的測量變化，S是浸沒表面。
3.2.3.實驗室圓柱形模板
兩個柱同時填充了研究的SCC。柱由與平板試驗相同的PVC制成，覆蓋有相同的砂紙。柱的內徑等於100毫米。每個柱的高度為1300毫米。塑料壁的厚度為5.3毫米。在第二個柱中引入直徑為25毫米的鋼棒(圖3)。