專利名稱：混凝土澆筑質(zhì)量測試儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種混凝土澆筑質(zhì)量測試裝置，更具體地說，涉及通過測試澆筑混凝土電阻率特征值表征澆筑均勻性和密實性的裝置。
背景技術(shù)：
水泥混凝土是最大宗的人造材料，在建筑工業(yè)中得到廣泛的應(yīng)用?；炷两Y(jié)構(gòu)長期耐久性是決定其服役可靠性和安全性的關(guān)鍵，提高混凝土長期耐久性已成為當(dāng)今國際關(guān)注的重大技術(shù)問題。美國混凝土協(xié)會(ACI)指出優(yōu)良的振搗澆筑質(zhì)量是混凝土結(jié)構(gòu)獲得低滲透性，抵抗侵蝕劣化的前提條件(ACI 201. 2R-2008)。振搗澆筑可排出成型混凝土內(nèi)部粗大氣泡，提高密實性，決定了硬化混凝土孔結(jié)構(gòu)的形成和發(fā)展，澆筑過程應(yīng)保持組分分布均勻，避免泌水、離析和粗骨料沉降等問題?？梢姡嵘炷翝沧①|(zhì)量的核心問題是實現(xiàn)澆注密實和均勻，首要任務(wù)是正確測試澆筑均勻性和密實性?，F(xiàn)行混凝土施工技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)所給出的振搗澆筑質(zhì)量的判別標(biāo)準(zhǔn)是基于表象的判別， 現(xiàn)有技術(shù)中缺乏分層澆筑質(zhì)量的定量測試裝置?，F(xiàn)有的新鮮混凝土測試方法中，如各種工作性測試、容重、含氣量、泌水率和粗骨料沉降量等測試方法通常用于測試混凝土易密實性或均勻性保持能力，不適用于測試澆筑均勻性和密實性的原因為(1)其測試目標(biāo)為評價新拌混凝土材料性能，以及控制生產(chǎn)質(zhì)量，振搗條件對澆筑質(zhì)量存在顯著影響，因此需要結(jié)合振搗工藝評定和控制澆筑質(zhì)量；(2)測試裝置尺寸小，不適用于采用內(nèi)部高頻振搗澆筑混凝土的測試；(3 )測試效率低，準(zhǔn)確性低?，F(xiàn)有的硬化混凝土測試方法中，如超聲波探測、 容重和粗骨料沉降的圖形分析等可用于評價澆筑質(zhì)量，但其局限性在于(1)測試時間長， 效率低；(2)測試過程相對復(fù)雜，測試準(zhǔn)確性受操作人員水平限制。

實用新型內(nèi)容本實用新型提供了一種混凝土澆筑質(zhì)量測試儀，要解決現(xiàn)有的混凝土澆筑質(zhì)量測試方法適用性低、測試時間長、效率低、準(zhǔn)確性低、測試過程相對復(fù)雜，測試準(zhǔn)確性受操作人員水平限制的技術(shù)問題。為實現(xiàn)上述目的，本實用新型采用如下技術(shù)方案一種混凝土澆筑質(zhì)量測試儀，包括分層測試容器，其特征在于，所述分層測試容器由上分層筒、中分層筒和下分層筒疊置組合連接的三層圓柱筒，所述下分層筒有底，上分層筒和中分層筒無底，所述上分層筒、中分層筒和下分層筒的筒側(cè)壁上均有對稱的兩個插孔， 兩插孔內(nèi)各安置一個測試電極，兩測試電極之間由絕緣筒側(cè)壁隔離，各測試電極的引線分別與分層電阻率測試儀的接線端連接。所述單層圓筒直徑為350mm 500mm，高度100 150mm，測試電極位于單層圓筒 1/2高度處，并且測試電極位于截圓直徑的兩端，測試電極直徑為10mm，單層圓筒內(nèi)測試電極長度為直徑的1/8 1/4，單層圓筒外為20mm，測試電極優(yōu)選紫銅制備，測試電極位于筒外側(cè)部分套有橡膠保護(hù)套。[0008]所述上分層筒的下邊緣、中分層筒的上下兩邊緣和下分層筒的上邊緣帶有法蘭邊，法蘭邊上分布有連接孔，由定位件穿過上下兩個對應(yīng)的連接孔將將三層圓柱筒定位。所述的定位件為銷釘或螺栓。所述法蘭邊的上面套箍有環(huán)形夾具，環(huán)形夾具為開口環(huán)形，開口的一端與連接桿的內(nèi)端鉸接，開口的另一端鉸接扳手的內(nèi)端，連接桿的外端與扳手的中段鉸接。所述分層電阻率測試儀，包括外殼、電源轉(zhuǎn)換單元、控制單元、運算單元和輸出單元，各測試電極的引線分別通過接線端與控制單元連接，所述的電源轉(zhuǎn)換單元將直流電轉(zhuǎn)換為特定電壓和頻率的交流電，所述的控制單元與電源轉(zhuǎn)換單元和運算單元相連，運算單元的輸入端與輸出單元連接，所述的控制單元用于依次在所述的測試電極上施加交流電， 測量分層電阻值，所述的運算單元能夠根據(jù)分層電阻值和測試電極常數(shù)計算分層電阻率， 并且根據(jù)分層電阻率計算分層電阻率平均值和電阻率分層度，所述的輸出單元能夠?qū)⑦\算元件的計算結(jié)果輸出到客戶端顯示屏。所述電源轉(zhuǎn)化單元的特定電壓為50V 110V，所述的特定頻率為IkHz。氣泡含量和組分分布決定了混凝土澆筑質(zhì)量，也是影響新鮮混凝土電阻率的關(guān)鍵因素，本實用新型通過測試新鮮混凝土電阻率反映澆筑均勻性和密實性，無需直接測試澆注均勻性和密實性的物理指標(biāo)，而代之以測試澆注混凝土電阻率，利用電阻率特征值表征澆注均勻性和密實性。分層測試容器為三層組合結(jié)構(gòu)，分層電阻率測試儀用于建立分層物理指標(biāo)與電阻率特征值相關(guān)關(guān)系，其工作電壓為50V 110V，本實用新型為時間點測試，測試時間要求不大于10分鐘，測試效率高，用時短。該測試方法還具有測試準(zhǔn)確性高、測試結(jié)果穩(wěn)定、測試過程相對容易、操作方便、快捷、不受操作人員水平限制的優(yōu)點，可用于振搗工藝條件下混凝土澆注均勻性和密實性的檢測。
以下結(jié)合附圖，通過實施例對本實用新型進(jìn)一步說明。圖1是分層測試容器的組裝示意圖。圖2是環(huán)形夾具的示意圖。圖3是本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。圖4是分層電阻率測試儀的方框圖。圖5電阻率與相對密實度相關(guān)性測試結(jié)果。圖6電阻率分層度與容重分層度相關(guān)性測試結(jié)果。圖7電阻率分層度與粗骨料含量分層度相關(guān)性測試結(jié)果。


1 一上分層筒、2 —中分層筒、3 —下分層筒、4 一法蘭邊、5 —連接孔、 6 一測試電極、7 —定位件、8 —環(huán)形夾具、9 一連接桿、10 —扳手、11 一引線、12 —分層電阻率測試儀、13—接線端。
具體實施方式
實施例參見圖1、圖3，一種混凝土澆筑質(zhì)量測試儀，包括由絕緣材料制成的分層測試容器，所述分層測試容器由上分層筒1、中分層筒2和下分層筒3疊置組合連接的三層圓柱筒，所述下分層筒3有底，上分層筒1和中分層筒2無底，所述上分層筒1、中分層筒2和下分層筒3的筒側(cè)壁上均有對稱的兩個插孔，兩插孔內(nèi)各安置一個測試電極6，兩測試電極6之間由絕緣筒側(cè)壁隔離，各測試電極的引線11分別與分層電阻率測試儀12的接線端 13連接。所述單層圓筒直徑為350mm 500mm，高度100 150mm，測試電 極6位于單層圓筒1/2高度處，并且測試電極6位于截圓直徑的兩端，測試電極6直徑為10mm，單層圓筒內(nèi)測試電極6長度為直徑的1/8 1/4，單層圓筒外為20mm，測試電極6優(yōu)選紫銅制備，測試電極6位于筒外側(cè)部分套有橡膠保護(hù)套。所述上分層筒1的下邊緣、中分層筒2的上下兩邊緣和下分層筒3的上邊緣帶有法蘭邊4，法蘭邊4上分布有連接孔5，由定位件7穿過上下兩個對應(yīng)的連接孔將三層圓柱筒定位。所述的定位件7為銷釘或螺栓。銷釘7與連接孔5配合以實現(xiàn)臨近層間測試電極夾角為90°。所述法蘭邊4的上面套箍有環(huán)形夾具，環(huán)形夾具為開口環(huán)形，開口的一端與連接桿9的內(nèi)端鉸接，開口的另一端鉸接扳手10的內(nèi)端，連接桿9的外端與扳手10的中段鉸接。參見圖3、圖4，所述分層電阻率測試儀12，包括外殼、電源轉(zhuǎn)換單元、控制單元、運算單元和輸出單元，各測試電極的引線分別通過接線端13與控制單元連接。所述電源轉(zhuǎn)換單元將直流電轉(zhuǎn)換為特定電壓和頻率的交流電，所述電源轉(zhuǎn)化單元的特定電壓為50V 110V，所述的特定頻率為1kHz。該頻率交流電可消除測試電極極化對電阻率測試的影響。所述控制單元與電源轉(zhuǎn)換單元和運算單元相連，依次在所述的測試電極上施加交流電，測試分層電阻值。運算單元的輸入端與輸出單元連接，運算單元根據(jù)分層電阻值和測試電極常數(shù)計算分層電阻率，進(jìn)一步根據(jù)分層電阻率計算分層電阻率平均值和電阻率分層度。電阻率測試原理如下根據(jù)電導(dǎo)率公式(1)F=JCxG公式 1式中F—電導(dǎo)率；K一測試電極常數(shù)；G —電導(dǎo)。因為電阻與電導(dǎo)互為倒數(shù)，電導(dǎo)率與電阻率互為倒數(shù)，由公式1得公式2 ^ = I公式 2式中E —電阻率；C一電阻；K一測試電極常數(shù)。25°C時，采用0. lmol/L氯化鉀溶液作為標(biāo)定溶液，其電導(dǎo)率為1. 288s/m,根據(jù)公式2，得測試電極常數(shù)計算公式^=1·288 ,公式 3式中Ctl一標(biāo)定溶液電阻。根據(jù)公式2和公式3，得電阻率公式￡=θΙ 公式 4式中Ε—混凝土電阻率；C一混凝土電阻；(；一標(biāo)定溶液電阻。所述的控制單元用于依次在所述的測試電極上施加交流電，測量分層電阻值，所述的運算單元能夠根據(jù)分層電阻值和測試電極常數(shù)計算分層電阻率，并且根據(jù)分層電阻率計算分層電阻率平均值和電阻率分層度。最后，輸出單元能夠?qū)⑦\算元件的計算結(jié)果輸出到客戶端顯示屏。圖2表示環(huán)形夾具8。環(huán)形夾具8作用在于使單層圓筒組成澆筑分層裝置，使用時將環(huán)形夾具扳手10打開并套于法蘭上，按下扳手10，帶動連接桿9，使環(huán)形夾具8夾緊法蘭。最好在組合前使用密封材料提高法蘭間密封效果，如凡士林等。最好使用剛性較高的金屬材料制備環(huán)形夾具8，如不銹鋼等。最好在環(huán)形夾具7內(nèi)側(cè)設(shè)置適當(dāng)厚度和彈性的墊圈。 一種測量混凝土澆筑均勻性和密實性測試方法，應(yīng)用所述的一種混凝土澆筑質(zhì)量測試儀，測試步驟如下(a)、組裝分層測試容器，將上分層筒1、中分層筒2和下分層筒3疊置組合連接成三層圓柱筒，由定位件7穿過上下法蘭邊4上的連接孔5使三層圓柱筒定位，將兩個環(huán)形夾具8的扳手10打開并套于上下兩層法蘭邊4上，按下扳手10，帶動連接桿9，使環(huán)形夾具8 夾緊法蘭邊，在上分層筒1、中分層筒2和下分層筒3的插孔內(nèi)各安置一個測試電極6，測定測試電極常數(shù)，測試電極常數(shù)的方法用導(dǎo)線連接測試電極6和電源接孔13。在25°C條件下，將0. lmol/L氯化鉀溶液注滿分層裝置11，通過輸入面板設(shè)置測試電極常數(shù)為1，調(diào)節(jié)控制面板，將50V 110V，IkHz依次施加于上、中和下層測試電極6，測試分層電阻，此時液晶顯示屏上電阻率與電阻顯示值相同，記為Ctl，則測試電極常數(shù)K=L 288C0 ；(b)、制備混凝土，結(jié)合振搗工藝，澆筑成型于分層測試容器中，具體振搗工藝如振搗方式、振搗頻率和振搗時間等，最后抹平表面；(C)、將各測試電極的引線11分別與分層電阻率測試儀12的接線端13連接，將轉(zhuǎn)換交流電依次施加于各測試電極6，通過輸入面板設(shè)置測試電極常數(shù)，調(diào)節(jié)控制面板，依次測定分層測試容器上層、中層和下層電阻值，測試時間不宜大于5min ；(d)、由步驟(a)和(C)確定分層電阻率；(e)、按公式5計算分層電阻率平均值，公式6計算電阻率分層度；
E +E + E1B11 = ^~I^公式 5Ef = 2(H)xl00%公式 6式中Ea—分層電阻率平均值；Ef_電阻率分層度；EU—上層電阻率；Em—中層電阻率；Ed_下層電阻率；(f )、由步驟(e )中分層電阻率平均值Ea表征澆筑密實性，電阻率分層度Ef表征澆筑均勻性。圖5表示分層電阻率平均值與相對密實性負(fù)線性相關(guān)，說明分層電阻率平均值表征混凝土澆筑密實性具有可靠性，其中相對密實度為容重與理論最大密堆積結(jié)構(gòu)容重的比值，可定量表征混凝土密實性。圖6表示電阻率分層度與容重分層度正線性相關(guān)，說明電阻率分層度表征混凝土澆筑的容重均勻性具有可靠性，其中容重分層度為上層和下層容重差與上層和下層容重平均值的百分比，可定量表征容重的均勻性。[0059]圖7表示電阻率分層度與粗骨料含量分層度正線性相關(guān)，說明電阻率分層度表征混凝土澆筑的粗骨料分布均勻性具有可靠性，其中粗骨料含量分層度為上層和下層粗骨料質(zhì)量差與上層和下層粗骨料質(zhì)量平均值的百分比，可定量表征容重的均勻性圖5、圖6、圖7共同說明電阻率分層度表征混凝土澆筑均勻性具有可靠性。
權(quán)利要求1.一種混凝土澆筑質(zhì)量測試儀，包括分層測試容器，其特征在于，所述分層測試容器由上分層筒(1)、中分層筒(2)和下分層筒(3)疊置組合連接的三層圓柱筒，所述下分層筒(3) 有底，上分層筒(1)和中分層筒(2)無底，所述上分層筒(1)、中分層筒(2)和下分層筒(3) 的筒側(cè)壁上均有對稱的兩個插孔，兩插孔內(nèi)各安置一個測試電極(6)，兩測試電極(6)之間由絕緣筒側(cè)壁隔離，各測試電極(6)的引線(11)分別與分層電阻率測試儀(12)的接線端 (13)連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的混凝土澆筑質(zhì)量測試儀，其特征在于，所述單層圓筒直徑為 350mm 500mm，高度100 150mm，測試電極(6)位于單層圓筒1/2高度處，并且測試電極 (6)位于截圓直徑的兩端，測試電極(6)直徑為10mm，單層圓筒內(nèi)測試電極(6)長度為直徑的1/8 1/4，單層圓筒外為20mm，測試電極(6)優(yōu)選紫銅制備，測試電極(6)位于筒外側(cè)部分套有橡膠保護(hù)套。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的混凝土澆筑質(zhì)量測試儀，其特征在于，所述上分層筒(1) 的下邊緣、中分層筒(2)的上下兩邊緣和下分層筒(3)的上邊緣帶有法蘭邊(4)，法蘭邊(4) 上分布有連接孔(5)，由定位件(7)穿過上下兩個對應(yīng)的連接孔(5)將將三層圓柱筒定位。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的混凝土澆筑質(zhì)量測試儀，其特征在于，所述的定位件(7)為銷釘或螺栓。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的混凝土澆筑質(zhì)量測試儀，其特征在于，所述法蘭邊(4)的上面套箍有環(huán)形夾具(8)，環(huán)形夾具(8)為開口環(huán)形，開口的一端與連接桿(9)的內(nèi)端鉸接，開口的另一端鉸接扳手(10)的內(nèi)端，連接桿(9)的外端與扳手(10)的中段鉸接。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的混凝土澆筑質(zhì)量測試儀，其特征在于，所述分層電阻率測試儀(12)，包括外殼、電源轉(zhuǎn)換單元、控制單元、運算單元和輸出單元，各測試電極的引線分別通過接線端(13)與控制單元連接，所述的電源轉(zhuǎn)換單元將直流電轉(zhuǎn)換為特定電壓和頻率的交流電，所述的控制單元與電源轉(zhuǎn)換單元和運算單元相連，運算單元的輸入端與輸出單元連接，所述的控制單元用于依次在所述的測試電極上施加交流電，測量分層電阻值，所述的輸出單元能夠?qū)⑦\算單元的計算結(jié)果輸出到客戶端顯示屏。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的混凝土澆筑質(zhì)量測試儀，其特征在于，所述電源轉(zhuǎn)化單元的特定電壓為50V 110V，所述的特定頻率為IkHz。
專利摘要一種混凝土澆筑質(zhì)量測試儀，包括分層測試容器，其特征在于，所述分層測試容器由上分層筒、中分層筒和下分層筒疊置組合連接的三層圓柱筒，所述下分層筒有底，上分層筒和中分層筒無底，所述上分層筒、中分層筒和下分層筒的筒側(cè)壁上均有對稱的兩個插孔，兩插孔內(nèi)各安置一個測試電極，兩測試電極之間由絕緣筒側(cè)壁隔離，各測試電極的引線分別與分層電阻率測試儀的接線端連接。本實用新型可以測量工程振搗條件下混凝土澆筑均勻性和密實性，測試結(jié)果穩(wěn)定、準(zhǔn)確，且操作方便、快捷。
文檔編號G01N27/20GK202126425SQ201120146560
公開日2012年1月25日 申請日期2011年5月10日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月10日
發(fā)明者余力, 傅宇方, 張守祺, 陳海波 申請人:交通運輸部公路科學(xué)研究所