使用振動台製作無坍度混凝土的圓柱試體方法
PROCEDURE FOR CASTING NO-SLUMP CONCRETE IN CYLINDER MOLDS USING VIBRATORY TABLE
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1. 範圍
1.1 本標準涵蓋無坍度混凝土製造圓柱形試樣的試驗程序，是當USBR 4031和4192所述的標準程序藉由搗實和內部振動是不可行時。
- 注意1 - 本程序適用於粗骨料含量最大尺寸小於2 in(50 mm)的塑性混凝土。 如果粗骨料大於2 in，則該程序適於用通過2 in篩的混凝土部分材料，依照USBR 4172除去較大的骨料，除了使用2 in篩替代 1½ in(37.5 mm)。
1.2 本程序用於測試滾壓密實混凝土，可適用於測試其他類型的混凝土，如水泥攪拌的骨材料，和類似於土壤水泥拌合料。
1.3方法A敘述在Vebe振動台上的鋼模具中製備試樣的程序。
方法B描述了在插入到連接到Vebe振動台的剛性套筒中的一次性塑料模具中製作試樣的程序。
1.4本試驗程序的推薦振動表是Vebe振動台。 是目前本局所有測試都使用這個測試裝置進行。
如果其他振動台符合Vebe裝置正弦振動規範，則可以用替代振動台代替，如第9.2.1節所示。
2.適用文件
2.1 USBR程序：
4031 現場製造和固化混凝土試樣
4039 混凝土圓柱試體的抗壓強度
4172 新拌混凝土取樣
4192 在實驗室中製作和養護混凝土試樣
4496 混凝土圓柱試體的劈裂抗拉強度
2.2 ASTM標準：
C 470 垂直圓柱型混凝土試驗模具的標準規格1
C 1170 使用振動台測定滾壓混凝土的稠度和密度的標準試驗方法
C 1176 使用振動台在圓柱模具中製作滾壓混凝土的標準做法1
E 11 用於測試目的的編織試驗篩標準規範2
2.3 ACI標準：
207.5R-89 滾壓混凝土3
211.3-75R-89 無坍度混凝土配合比例設計標準程序3
3. 程序摘要
3.1 本試驗程序用於使用Vebe振動台製造混凝土圓柱試樣。
測試樣品垂直地澆注在以20 lbm(9.07 kg)額外加載在振動台上的圓柱模具中以促進固結。
4. 意義和使用
4.1 本程序目的在用於通常用於壓實混凝土結構的硬到極乾的混凝土拌合材料。 這個過程被用來替代當鐵棒或內部振動不能適當地搗實這樣稠度的混凝土的方法。
- 注意2 - 這樣稠度的混凝土在ACI 207.5R-89和211.3-75(R 1989)3 有進一步描述。 混凝土的稠度可以根據ASTM C 1170測定。
- 1 ASTM年刊標準，vol. 04.02。
- 2 ASTM年刊標準，vols. 05.03,14.03。
- 3 ASTM年刊標準，vols 04.01,04.06,04.07,05.05,14.02。
- 4 ACI混凝土操作手冊(Manual of Concrete Practice)，part 1，1990. Available from American Concrete Institute, PO Box 19150, Redford Station, Detroit, MI 48219。
5.術語
5.1壓路機壓實混凝土- 零坍度稠度混凝土，在鬆散地放置在水平昇層並經光滑振動鋼輪滾壓固結而成。
6.裝置
6.1模具：
6.1.1 A型模具 - 符合ASTM C 470要求的圓柱模具，用於直徑為6 in(152 mm)，高度為12 in(305 mm)可重複使用模具。模具應由不易被水泥漿侵蝕的鋼或其他硬金屬製成。不應使用鋁模。模具在基板上配備永久固定的金屬開槽支架，以便模具可以堅固夾緊在振動台上。模具的頂部邊緣應是光滑的、平面的、並且平行於模具的底部。模具的底部應可防水密封。
6.1.2 B型模具 - 直徑為6 in，高度為12 in(152×305 mm)的一次性塑料圓柱模具。模具規格應符合ASTM C 470的一次性塑料模具。
6.1.2.1模具套筒-B型圓柱模具應插入剛性圓柱套筒中，底部基座夾緊在振動台上。模具套筒應由鋼或其他硬金屬製成，不與波特蘭或其他水硬水泥的混凝土發生不良反應。套筒應能夠牢固和垂直地將塑料模具保持在適當位置而不變形，並且應該用可調節夾具垂直式開槽，以可圍繞模具以緊固。套筒應鉸接，以便可以打開以移除模具(圖1)，並且還應該長時間緊緊固定開槽金屬支架，使得套筒可以堅固地夾緊在振動台上。模具套筒的最小壁厚為1/8 in(3.2 mm)，最小底板厚度為1/4 in(6.4 mm)。模具套筒的內徑應比B型模具的外徑大1/8 ± 1/16 in(3.2 ± 1.6 mm)，並且具有1/2至1/4 in(12.8至6.4 mm)的高度)小於B型模具的高度。
6.2 Vebe振動台一種振動台，帶有3/4 in(19 mm)厚鋼板，長15 in，寬10¼ in，高12 in(381- 260 - 305 mm)。
振動台的結構應防止工作台在工作時彎曲。 檯面藉由電動振動器驅動。這振動器和工作台的總質量約為210 lbm(95kg)。 檯面應水平並緊固在混凝土地板或基礎板上，基礎版應其具有足夠的重量以防止在測試的執行期間裝置的位移。
- 注意3：本試驗程序推薦的振動台是Vebe振動台4 ，目前，已有使用該裝置執行試驗實績。
只要符合9.3小節Vebe裝置中正弦振動頻率的規格，並且符合第11節和第12節的替代測試要求，可以使用另一種振動台代替Vebe裝置(圖1)。Vebe裝置包括圓柱形 模具和導向套筒，由Dynapac Maskin(以前的Vibro-Verken), PO Box 1103, 5-171-22, Solna, Sweden; Dynapac Manufacturing, Inc., Stanhope NJ 07874; and Soiltest, Inc., 86 Albrecht Drive, PO Box 8004, Lake Bluff IL 60044-9902
- 4 Vebe振動台，包括圓柱模具和導套，由Soiltest，86 Albrecht Drive，PO Box 8004，Lake Bluff製造IL 60044-9902。
6.3 旋轉臂和導向套管 - 具有夾具組件或其他合適的支持裝置的金屬導向套管安裝在旋轉臂上。旋轉臂和導向套筒必須能夠在垂直於振動表面的位置保持連接到20 lbm(9.1 kg) 圓柱形質量的金屬軸，這允許軸在夾具被放鬆時自由滑動。旋轉臂必須能夠將導向套筒保持位置在振動試樣的中心正上方的鎖定位置。旋轉臂還應能夠旋轉離開工作台的中心。
- 注意4：Vebe振動台配有旋轉臂和導向套。
6.4 額外加載 - 圓柱形額外加載，其金屬軸桿至少18 in(457 mm)長，直徑5/8 ± 1/16 in(16 ±2 mm) ，垂直安裝在板上，並通過額外加載的中心嵌入。軸應通過導向套滑動，不會有結合或過大的間隙。額外加載的底部應具有5¾ ± 1/8 in(146±3 mm)的直徑。額外加載的質量為20 ± 0.5 lbm(9.1 ± 0.25kg)，包括金屬軸的質量(圖1)。
如果額外加載是用手持的，則軸的長度可以減小到12 in(305 mm)並且用“T”或“D”手柄製造
抓住額外加載的軸，避免手滑。
6.5篩 - 符合ASTM E11的2 in(50 mm)篩。
6.6 小工具= 鏝刀、方形鏟和手鏟、鋼鏝刀、木製鏝刀、扳手，搗棒和手電筒。
7.注意事項
7.1 本試驗程序可能涉及危險材料、危險和設備，並且未完全敘明解決與其使用相關的所有安全問題。
使用者應自負和建立適當的安全和健康作法，並確定使用前安全措施限制的適用性。
8. 取樣、試驗樣品和部分取樣
8.1 新拌混凝土樣品應根據USBR 4172獲得。
8.2 混凝土樣品應具有2 in(50 mm)或更小的標稱最大尺寸骨料。 如果混凝土的骨料大於2 in，樣品應根據USBR 4172通過2 in篩進行濕篩。
8.3 混凝土樣品測試應在拌合完成後45分鐘內完成，除非另有規定。
9.校準和標準化
9.1 執行第2章適用文件所列的測試中所使用的設備或設備的校準和標準，是直接或藉由參考的特定程序或標準。
9.2振動台- 振動台的頻率和振幅應根據下表確定初始使用前的模擬試驗條件，以及之後的年度(注意5)。頻率和幅度應根據USBR 4031或4192程序校準。
注意5 - 這校準可由本局的丹佛辦事處的材料工程處[代碼D-3735]的人員進行，並應與其他振動試驗設備的校準調整。
9.2.1振動台應產生頻率至少為3600轉±100次的正弦振動運動
振動每分鐘(60 ± 1.67Hz)，振動振幅為0.0085 ± 0.0015 in(0.22 ± 0.04 mm)時，一個60.0 ± 2.5 1bm(27.2 ± 1.1 kg)的額外加載用螺栓固定在桌子中心。
9.3圓柱模具 - 圓柱模具應符合ASTM C 470的尺寸要求。
9.5 至少在每3個月連續使用後，振動檯面的下側應檢查和清潔任何硬化的混凝土或水泥塊，這可能會干擾桌面的自由移動。
10.調整
10.1 本程序不需要特殊的調整節過程。
11. 程序
11.1 方法A - A型模具：
11.1.1 A型模具在澆鑄試樣前使用穩定的潤滑劑或脫膜劑的塗層模具，以便於從模具中移除。
11.1.2將模具放在Vebe工作台上，並使額外加載居中，使塑料板的邊緣不接觸模具的內壁。降低額外加載到模具中檢查適當的間隙。將模具連接到Vebe工作台，並牢固鎖緊蝶形螺母。將額外加載移出模具。
11.1.3在模具中放入足夠的混凝土，以使模具在鎖緊固定後填充至其體積的三分之一約9.5 lbm(4.3kg)。 在添加鬆散混凝土時，可以使用搗固棒來分佈鬆散混凝土。在填充期間，使用方型鏟子和鏟子處理混凝土以獲得代表性樣品，以使較大尺寸的粗骨料顆粒不會與砂漿分離。
11.1.4將額外加載裝置移到模具中心，鬆開導向套夾螺絲，將額外加載輕輕放在鬆散的混凝土面上。額外加載應該保持能夠垂直滑動而不束縛在導套上。
11.1.5 如果額外加載不能固定在模具中心不與模具內壁碰觸，將額外加載直接放在模具中的試樣上而不使用導向套，並將額外加載垂直於表。在振動樣品時手動握住額外加載上的軸桿。
11.1.6 啟動振動器，允許混凝土在額外加載下合併。使用手電筒觀察在額外加載裝置的邊緣和模具的內壁之間的環形空間中混凝土。當混凝土固化時，砂漿將填充在額外加載裝置的外邊緣和內部模具壁之間的環形空間中。觀察砂漿，直到它形成圍繞額外加載裝置的整個周長的環。當砂漿環完全圍繞額外加載裝置形成時，停止振動器。如果翼型螺母在固結試樣時鬆動，則重新鎖緊蝶形螺母，然後繼續振動以確保試樣完全固結。
11.1.7如果粗骨材集中抑止砂漿環在一個小區域形成，而其他所有位置形成砂漿環，振動器是可以停止，並且添加另一層混凝土。如果砂漿環的大區域無法形成，則這表明混凝土可能是因為不當的採樣、材料西離離或不適當的材料配比而發生砂漿不足情況。
在這些情況下，混凝土樣品應在從模具中剝離後進行目視檢查，然後決定是接受還是拒絕樣品。
11.1.8 第二次混凝土升層，重複11.1.3至11.1.7中的程序，將模具填充至其體積的三分之二。對於第三次升層，混凝土填滿來填充過量出模具頂部上方的。同樣，將額外加載放在鬆散的混凝土面上並固結。
如果額外加載裝置將混凝土固結在模具頂部以下，關閉振動台；增補混凝土材料放在模具中，以使當固結時，混凝土將在模具頂部上方約1/8 in(3 mm)。
繼續振動，將額外加載在模具頂部前後滑動，直到壓實混凝土面與模具頂部齊平；這代表了砂漿漂移，因硬的混凝土是不能容易地漂浮。
當混凝土完成時，不允許額外加載裝置維持在位置上，因為這可能導致級配材料被迫沉降，迫使砂漿離開模具，導致非代表性的試樣。在表面已經用額外加載裝置整平之後，振動試樣4±1秒，除非預期振動器的大振幅振盪對試樣造成損壞而額外加載裝置沒有需再填充表面裂紋。
11.1.8.1 使用替代型振動台來製作試樣時，可能不能在沒有額外加載的情況下振動試樣。這是由於在振動器關閉後發生大振幅，低頻振盪時造成壓實樣品的擾動。 如果發生這種情況，請保持額外加載，直到振動台完全停止。
11.1.9 從振動台上取下帶有固結試樣的模具，用鋼鏝刀或木製鏝刀修整試樣的頂面。
當使用木製鏝刀時，避免從表面移除骨材顆粒。
11.2 方法B - B型模具：
11.2.1 按照11.1製造混凝土試樣在B型模具中。 在製作試樣前先將B型模具放入金屬套筒中，確保緊密相合，但不使塑料模具變形。
由現有的鋼製圓柱形模具製成的套筒組件如圖1所示。將整個組件堅固地夾緊在Vebe工作台，並按照11.1.2至11.1.9的步驟製作試樣。
12.養護
12.1 除非另有規定，所有試樣應按照USBR 4031或4192中適用的養護規定內容進行養護。樣品測試抗壓強度和劈裂抗拉強度應分別符合USBR 4039和4496規定。
13.計算
13.1 本試驗程序中沒有涉及計算。
14.報告
14.1 本程序不需要報告表。
15.精度和誤差
15.1 目前，本程序的精度和誤差是未知的。
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