AVA 新拌混凝土氣孔結構分析儀

AVA 新拌混凝土氣孔結構分析儀
在混凝土中加入大量微小、緊密排列的氣泡（氣孔）可以提高其抗凍融循環的耐久性。在結冰過程中，只要孔隙的間距和大小分布在一定范圍內，水泥毛細孔中形成的冰就會擴展到鄰近的孔隙中。通過間距系數(水泥漿中任一點到氣孔邊界的最大距離)和比表面積（氣孔表面積與其體積的比）可以表征孔隙的特性。通常來說，高質量、抗凍性強的混凝土要求間距系數小于0.2mm，而比表面積大于25mm-1。
通常情況下，混凝土中氣孔的間距系數和比表面積是根據ASTM C457“硬化混凝土中氣孔參數的微觀測定方法”，或者類似方法EN 480-11“混凝土、砂漿、灰漿混合物測試方法-第11部分：測定硬化混凝土中的氣孔特性”來測定。這些測試方法要求在現場對混凝土進行鉆芯取樣，然后在實驗室中進行樣品打磨，如左圖所示。然后通過顯微鏡手動或者自動圖像分析系統用線性橫線法測量間距系數和比表面積。這種方法測得的氣孔結構，不能在施工時及時提供信息，如果測得的參數超出范圍時，則無法對混凝土配比進行修正。
及時獲得信息是非常重要的。實踐證明在施工過程中，加氣劑引起的氣孔結構很容易改變。其影響因素包括：正常或高范圍減水劑的類型和用量，水泥材料的來源，混凝土泵送過程中的壓力，高水壓或過分振搗。使用AVA，氣孔結構于混凝土剛澆注但未凝結的狀態下測量，因此可以及時提供現場澆注混凝土的氣孔結構的間距系數和比表面積信息。測試所需時間少于25分鐘。

原理
通過采樣工具從新拌混凝土中獲得的砂漿試樣，其中是含有氣泡的。當攪拌砂漿時，試樣中的氣泡會進入藍色的AVA釋放液中。如果該釋放液有合適的粘度和親水性，砂漿中釋放出的氣泡就會保持其原始尺寸，既不會凝聚也不會分裂成更小的氣泡。
在藍色的AVA釋放液上面有一段水柱，氣泡通過水柱上升。根據斯托克定律，大氣泡上升比小氣泡快。
通過水柱上升的氣泡被收集到一個倒置的皿（浮皿）中，這個皿是浸在水中并且連接到一個靈敏的天平。當氣泡聚集在皿上時，由于水被空氣替代，皿的表觀質量會降低。皿的表觀質量會隨時間記錄下來。
根據所記錄的皿的表觀質量的變化，通過公式可計算出所收集氣泡的尺寸大小分布。根據尺寸分布，可計算氣泡的間距系數和比表面積。所用算法確保能與ASTM C457的線性橫線測量法相同。

AVA-3000系統特性
AVA-3000是全新的第二代系統，相比第一代有較大的提高。其第一代是基于十九世紀八十年代的Dansk Beton Teknik (BTK)設計。
AVA-3000的特性包括:
? 一套完整的系統，包括電腦、升浮管、浮皿、天平，以及采樣裝置；
? 預裝AVA-3000軟件的筆記本電腦；
? 微處理器技術，零部件尺寸小、數量少；
? 筆記本電腦和主機通過一根USB連接即可；
? 包括一個迷你天平，非常耐久，適于運輸和長時間試驗；
? 排除了外部震動對測試結果的影響，包括在升浮管上端放置擋風屏；
? 改進的攪拌操作，保持轉速均勻，和施加在攪拌器上的力無關；
? 包含一個35升的恒溫箱，自動除氣，并控制升浮管中水以及AVA釋放液的的溫度。該容器同時具有穩定主機的功能；
? 除了可以計算弦長小于2mm的氣孔的間距系數和比表面積，AVA-3000也可計算如新的ASTM C457標準所要求的，弦長小于1mm的氣孔的參數。