ICAR Plus流变仪是一种坚固耐用的便携式仪器，用于测量新拌混凝土的基本流动（流变）特性。该仪器由位于德克萨斯大学奥斯汀分校的国际骨料研究中心 (International Center for Aggregate Research，简称ICAR) 研发，旨在满足对表征混凝土混合物真实流动行为的方法的需求。传统的坍落度或坍落度流动测量方法无法表征混凝土在搅拌、运输和浇筑过程中的基本流变特性。因此，这些基于坍落度的传统方法无法测量创新混凝土混合物的真实性能。ICAR Plus流变仪首次提供了一种成本低、操作简单的仪器，可用于以下方面：

①研究和开发新型材料对混凝土流变性影响的特性；

②优化混合物配比，使混凝土既易于流动，又不易产生离析（对自密实混凝土尤为重要）；

③现场质量控制；

新拌混凝土可视为流体，这意味着它在剪应力作用下会流动。混凝土的流动行为可以用以下双参数关系来表示：

此关系即Bingham模型，t₀参数是屈服应力，表示开始流动所需的剪切应力。线的斜率是塑性粘度μ，它影响超过屈服应力后的流动阻力。这两个参数定义了流动曲线，完整地描述了混凝土混合物的流动行为。

然而，混凝土并不是一种简单的流体，因为它具有触变性，也就是说，当混凝土处于“静止”状态时，启动流动所需的剪应力较高，而一旦开始流动，则需要较低的剪应力来维持流动。左边的示意图概括了这种行为，它显示了在缓慢施加剪切应变的情况下，剪应力随时间的变化。开始时，剪应力随时间逐渐增加，但没有流动。当应力达到静屈服应力时，混凝土开始流动，维持流动所需的应力减小到动态屈服应力。如果去除施加的剪切应变，让混凝土静置，颗粒间的作用力会形成一个薄弱的框架，从而恢复静屈服应力。随着时间的推移，静屈服应力和动屈服应力会随着减水剂效果的减弱和水化作用的进行而增加，这就是通常所说的 “坍落度损失”。

ICAR Plus流变仪用于测定混凝土的静态屈服应力、动态屈服应力和塑性粘度。高静态屈服应力是可取的，因为它可以降低模板压力，增加抗离析能力。但为了便于泵送、浇筑和自固结，则需要较低的动态屈服应力。动态粘度具有粘聚性，有助于减少混凝土流动时的离析。右侧的示意图显示了传统混凝土和不同类型自密实混凝土 (SCC) 混合物的动态流动曲线。传统混凝土的动态屈服应力较高，在混凝土浇筑入模后需要额外的能量（振动）进行固结。自密实混合物的动态屈服应力都较低，会因自重而固结，但它们的流变特性不同。塑性粘度高的自密实混合物（红线）粘性大，难以收光。另一方面，塑性粘度低的混合物（绿线）容易产生离析。因此，通过测定具有不同混合比例和外加剂类型的混凝土的动态流动曲线，可以实现流动性和抗离析性之间的最佳平衡。传统的坍落度试验无法进行这类测定。

ICAR Plus流变仪由一个用于盛放新拌混凝土的容器、一个包括电动机和扭矩计的驱动头、一个由驱动头上的卡盘固定的四叶叶片、一个用于将驱动头/叶片组件固定到容器顶部的框架，以及一台用于操作驱动头、记录测试期间的扭矩和计算流动参数的笔记本电脑组成。容器四周有一系列垂直杆，以防止混凝土在试验过程中沿容器壁滑动。容器的尺寸和叶片轴的长度是根据骨料的标称最大尺寸来选择的。叶片的直径和高度均为 127 毫米。

ICAR Plus流变仪可以进行两种类型的测试。第一种是应力增长试验，叶片以0.025 转/秒的恒定慢速旋转。测量扭矩的初始增长与时间的函数关系。测试期间测得的最大扭矩用于计算静态屈服应力。另一种试验是流动曲线试验，用于确定动态屈服应力和塑性粘度。流动曲线测试开始时有一个“破坏 ”期，叶片以最大速度旋转。这样做是为了破坏可能存在的触变结构，并在测量Bingham参数之前提供一致的剪切历史。然后，叶片速度按指定步数下降，步数由用户选择，但建议至少六步。在每个步骤中，速度保持不变，并记录平均速度和扭矩。扭矩与叶片旋转速度的关系曲线即为流量曲线。

ICAR Plus流变仪软件执行所有必要的功能：操作驱动器、记录扭矩、计算测试结果和存储数据。为简单起见，整个程序在一个屏幕上操作，如下图所示。用户定义测试流程并提供测试参数，以运行流动曲线测试。只需按下 “开始 ”按钮即可启动测试，整个过程不到 1 分钟。

左图显示的是应力增长测试的结果。峰值扭矩和测试曲线用于计算静屈服应力，该值显示在计算机显示屏的底部。右图显示的是在叶片速度下降的六个步骤中测得的平均扭矩和平均叶片旋转转速的曲线图。软件根据数据计算出一条最佳拟合线，并将截距和斜率作为相关参数进行报告。软件还能计算Bingham参数：动态屈服应力和塑性粘度。