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抗离析性检测

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发布时间：2025-06-01 23:12:51 更新时间：2025-05-31 23:12:51

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作者：中科光析科学技术研究所检测中心

抗离析性检测：保障材料均匀性与工程质量的关键环节

在建筑材料领域，尤其是混凝土、砂浆、沥青混合料、自密实混凝土（SCC）、灌浆料以及各类流态化工程材料的应用中，材料的均匀性和稳定性至关重要。抗离析性（Segregation Resistance）作为衡量材料在搅拌、运输、浇筑或泵送过程中抵抗其组成成分（如骨料与浆体、不同粒径颗粒、不同密度组分）发生不均匀分离能力的性能指标，直接关系到最终结构的力学性能、耐久性、表观质量和施工可操作性。离析现象会导致材料局部强度不足、收缩开裂、表面蜂窝麻面、泌水通道增多、渗透性增大等一系列严重问题，显著降低工程的使用寿命和安全性能。因此，对抗离析性进行科学、准确的检测，是材料质量控制、配合比优化和施工工艺调整不可或缺的环节，对确保工程结构的整体性和服役可靠性具有深远意义。

检测项目

抗离析性检测的核心目标是量化材料抵抗组分分离的趋势。具体检测项目通常包括：

稳定性评估： 观察和测量材料在静态放置或动态过程中（如运输、泵送模拟后），其内部组分的分布均匀性变化。主要关注粗骨料下沉或浆体/细颗粒上浮的程度。

泌水率测定： 对于新拌混凝土或砂浆，测量其在静置过程中，水分从混合料中析出的体积或高度，过高的泌水率往往是离析的前兆和表现。

均匀性分析： 通过采集材料不同部位（如容器顶部和底部）的样品，分析其物理性质（如密度、含气量）或组分构成（如粗骨料含量、砂浆含量、纤维分布）的差异来评价离析程度。

流动性保持与抗离析协调性： 特别是对于高流动性材料（如自密实混凝土），需评估其在保持良好流动填充能力的同时，抵抗离析的能力。

检测仪器

针对不同的材料和检测方法，需要使用专门的仪器设备：

坍落度筒与跳桌： 常用于混凝土和砂浆的初始工作性测试，通过观察坍落体形状和表面状态可初步判断离析倾向（如严重泌水、骨料外露、边缘崩溃）。

筛析装置： 用于“筛析稳定性”或“湿筛法”试验。核心设备包括特定孔径（如5mm）的标准方孔筛、盛料容器、收集浆体的底盘以及压力水冲洗装置（湿筛法需要）。

柱状或漏斗形容器： 用于进行“柱状稳定性”或“漏斗流出时间”试验。容器需具备足够高度以模拟重力作用下的离析，并方便分段取样。

密度测量工具： 如电子天平、容量筒，用于测定材料不同部位（如柱状试验后顶部和底部）的密度差异。

泌水测量装置： 带有刻度的量筒或泌水仪，用于收集和测量泌出的水分体积。

T50流动时间测定仪： 结合坍落扩展度试验，用于自密实混凝土，T50时间过长或过短可能间接反映离析风险。

L型仪或U型仪： 用于自密实混凝土，通过观察流过障碍后粗骨料在L型或U型箱底部的分布均匀性（或测定顶部与底部混凝土的粗骨料含量差）来评价抗离析性。

压力泌水仪： 模拟泵送压力条件，测定混凝土在压力下的泌水特性。

检测方法

根据材料类型和标准要求，主要检测方法有：

1. 筛析稳定性试验（湿筛法）： 主要用于自密实混凝土、灌浆料等。将一定量的新拌材料静置一段时间（通常几分钟）后，倒入指定孔径（如5mm）的筛上，用规定压力水冲洗（或仅靠重力流过），收集并称量通过筛子的浆体（或测定留在筛上的粗骨料）质量。计算筛余率或通过率，评价离析程度。通过率过高表明浆体过多（可能离析）、过低则可能流动性差。

2. 柱状稳定性试验（静态离析/沉降试验）： 将新拌材料（尤其是SCC）缓慢注入高径比较大的柱状容器中，静置规定时间（如15分钟）。然后小心地将容器内的材料按高度等分为顶部（T）和底部（B）两部分（或更多段）。分别测定各部分单位体积的质量（密度）或洗出粗骨料的含量。计算密度差（Δρ = ρ_B - ρ_T）或骨料含量差（ΔG = G_B - G_T），差值越大表示离析越严重。

3. 泌水率试验： 将新拌混凝土或砂浆装入不吸水的容器中（如带盖金属桶），按规定方法捣实抹平（或振实），静置开始计时。定时吸除或测量泌出在表面的水分体积（或高度）。计算泌水率（泌水体积 / 试样中水的体积 × 100% 或泌水高度 / 试样高度 × 100%）。

4. 视觉稳定性指数： 在进行坍落扩展度试验（如J环试验）时，观察坍落扩展停止后混凝土表面的状态（是否有水膜、骨料是否堆积在边缘或中央、是否产生明显的骨料/浆体分离圈），根据标准图集或描述进行评级。

5. L型/U型箱试验评价： 在完成L型或U型箱试验后，分别从靠近障碍物的区域（代表流动前沿）和起始区域取样（或直接在箱体底部预设取样口），测定粗骨料含量百分比。计算流动前沿与起始区粗骨料含量之差（ΔP_a），差值越大表示离析越严重。

6. 压力泌水试验： 将混凝土装入压力泌水仪缸体，施加恒定压力（通常为3.5 MPa），在规定时间内（如10s或140s）收集从缸体下部小孔泌出的水量，计算压力泌水率。

检测标准

国内外有多个标准对抗离析性检测方法做出了明确规定：

中国国家标准 (GB/T):

GB/T 50080-2016《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》: 规定了泌水率与压力泌水率试验方法。
GB/T 50080-2016附录A（规范性附录）混凝土坍落扩展度及扩展时间试验方法： 包含对视觉稳定性指数的描述。
GB/T 50448-2015《水泥基灌浆材料应用技术规范》附录C： 规定了用于灌浆料的流动度、竖向膨胀率、泌水率等试验方法。
JGJ/T 283-2012《自密实混凝土应用技术规程》附录A： 详细规定了自密实混凝土工作性（包括填充性、间隙通过性和抗离析性）的试验方法，如坍落扩展度与T50、J环障碍高差法、筛析稳定性法（湿筛法）、L型流动仪法、U型箱法、离析率筛析法（柱状法）等。

国际/国外标准：

ASTM C1610/C1610M-17: Standard Test Method for Static Segregation of Self-Consolidating Concrete Using Column Technique. (静态柱状离析试验)
ASTM C1712-19: Standard Test Method for Rapid Assessment of Static Segregation Resistance of Self-Consolidating Concrete Using Penetration Test. (贯入法快速评估静态离析)
EN 12350-11:2010: Testing fresh concrete - Part 11: Self-compacting concrete - Sieve segregation test. (筛析稳定性试验)
EN 12350-10:2010: Testing fresh concrete - Part 10: Self-compacting concrete - L box test. (L型箱试验)
RILEM TC 174-SCC: Recommendations: Test methods for SCC. 提供了多种方法的详细指导。

选择合适的检测方法必须严格依据