一種混凝土和易性定量測(cè)試裝置及測(cè)試方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種混凝土和易性定量測(cè)試裝置及測(cè)試方法。本發(fā)明所述測(cè)試裝置由支架、刻度盤、指針、卡盤、可拆卸式密封圓柱體模具組成，其中支架上安裝有軸承座,卡盤上設(shè)有偏心軸，刻度盤固定在支架上；所述偏心軸與支架通過(guò)軸承構(gòu)成轉(zhuǎn)動(dòng)連接，所述指針與卡盤的偏心軸固定連接,所述可拆卸式密封圓柱體模具通過(guò)卡盤上的緊固螺栓固定，可拆卸式密封圓柱體模具與卡盤、指針同步轉(zhuǎn)動(dòng)。采用本發(fā)明的測(cè)試裝置及測(cè)試方法能夠?qū)崿F(xiàn)新拌混凝土和易性的快速準(zhǔn)確測(cè)量，從而指導(dǎo)泵送混凝土施工，同時(shí)本發(fā)明也可用于外加劑對(duì)混凝土和易性影響的評(píng)價(jià)。
【專利說(shuō)明】
一種混凝土和易性定量測(cè)試裝置及測(cè)試方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及一種測(cè)試裝置及測(cè)試方法，具體涉及一種混凝土和易性的定量測(cè)試裝 置及測(cè)試方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 栗送施工已成為混凝土施工廣泛使用的技術(shù)。它具有施工速度快、質(zhì)量好，節(jié)省人 工、施工方便等特點(diǎn)，因此廣泛應(yīng)用建筑工程施工中。新拌混凝土和易性是關(guān)系到栗送混凝 土施工效率的一項(xiàng)重要的技術(shù)指標(biāo)，包含流動(dòng)性、粘聚性和保水性三個(gè)方面的技術(shù)性能。流 動(dòng)性是指新拌混凝土在自重或機(jī)械振搗的作用下，能產(chǎn)生流動(dòng)，并均勻密實(shí)地填滿模板的 性能。流動(dòng)性反映出拌合物的稀稠程度。若混凝土拌合物太干稠，則流動(dòng)性差，難以振搗密 實(shí);若拌合物過(guò)稀，雖然流動(dòng)性好，但容易出現(xiàn)分層離析現(xiàn)象，造成塞管、堵栗。粘聚性是指 新拌混凝土的組成材料之間有一定的粘聚力，在施工過(guò)程中，不致發(fā)生分層和離析現(xiàn)象的 性能。粘聚性反映混凝土拌合物的均勻性。若混凝土拌合物粘聚性不好，則混凝土中集料與 水泥漿容易分離，造成混凝土不均勻，振搗后會(huì)出現(xiàn)蜂窩和空洞等現(xiàn)象。保水性是指在新拌 混凝土具有一定的保水能力，在施工過(guò)程中，不致產(chǎn)生嚴(yán)重泌水現(xiàn)象的性能。保水性反映混 凝土拌合物的穩(wěn)定性，保水性差的混凝土內(nèi)部易形成透水通道，影響混凝土的密實(shí)性，并降 低混凝土的強(qiáng)度和耐久性。
[0003] 目前，新拌混凝土性能測(cè)試方法中，缺乏一種較為全面判別混凝土和易性的方法 和裝置。實(shí)驗(yàn)室和施工現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試混凝土和易性的方法有坍落度法(擴(kuò)展度)和維勃稠度法。 坍落度法是采用塌落筒通過(guò)混凝土塌落高度來(lái)度量和易性的方法，操作簡(jiǎn)易，也便于在工 地現(xiàn)場(chǎng)使用，但是坍落度方法更多的是反映混凝土的流動(dòng)性，對(duì)于粘聚性、保水性等指標(biāo)還 是依靠肉眼觀察，定性判斷，不能給出定量數(shù)據(jù)。維勃稠度法是通過(guò)一定的做功結(jié)合流動(dòng)性 而最終用時(shí)間來(lái)度量和易性的方法，但它只能反映出塑性粘度，對(duì)于混凝土的流動(dòng)性、保水 性等指標(biāo)難以給出定量的數(shù)據(jù)。此外，混凝土流變儀也被用于測(cè)試新拌混凝土的性能，然而 混凝土流變儀往往體積龐大、價(jià)格昂貴，而且操作繁瑣，對(duì)于快速判定混凝土和易性進(jìn)而指 導(dǎo)混凝土施工存在一定的缺陷。
[0004] 為此人們也嘗試開(kāi)發(fā)了各種用于混凝土和易性的測(cè)試裝置，如中國(guó)專利 20140835435.8公布了一種用于混凝土和易性的測(cè)試裝置，其主要原理是通過(guò)測(cè)試攪拌裝 置在拌合混凝土過(guò)程中的扭矩來(lái)反映混凝土的粘度。但混凝土攪拌過(guò)程中砂石材料與機(jī)械 之間摩擦的力的不確定性會(huì)影響測(cè)試的精度，而且該裝置對(duì)于混凝土的保水性及粘聚性也 難以給出準(zhǔn)確的響應(yīng)。中國(guó)專利201210030075.5公布了一種混凝土粘度的測(cè)量裝置，其主 要原理是測(cè)量鋼柱在混凝土運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的摩擦力，進(jìn)而反映混凝土的粘度，然而該方法測(cè) 試過(guò)程中，需要人工控制鋼柱的運(yùn)動(dòng)速度，而且混凝土材料與鋼柱的摩擦力也并不能完全 反映混凝土的粘度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 為了解決現(xiàn)有測(cè)試手段不能定量表征和易性的問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種測(cè)試原理 科學(xué)可靠，操作簡(jiǎn)單，能夠定量測(cè)試混凝土和易性的測(cè)試裝置。
[0006] 基本原理:新拌混凝土是由砂、石、膠凝材料、水等材料組成的具有多種顆粒級(jí)配 的多相濃懸浮液流體，各種材料的密度存在著明顯的差異。當(dāng)和易性較差時(shí)，新拌混凝土表 現(xiàn)為離析、泌水等分層現(xiàn)象。在一定的放置時(shí)間或振動(dòng)條件下這種分層現(xiàn)象越嚴(yán)重，混凝土 的和易性越差。懸浮液分層直觀表現(xiàn)為上下層密度的變化，隨著下層密度增加，上層密度降 低，一定容器內(nèi)新拌混凝土的重心將會(huì)下降，若能夠測(cè)試到重心的變化即可反映和易性的 差異。
[0007] 本發(fā)明的具體技術(shù)方案如下：
[0008] 本發(fā)明提供了一種混凝土和易性定量測(cè)試裝置，由支架、刻度盤、指針、卡盤、可拆 卸式密封圓柱體模具組成，其中支架上安裝有軸承座，卡盤上設(shè)有偏心軸，刻度盤固定在支 架上；
[0009] 所述可拆卸式密封圓柱體模具為一端封閉的模具底，另一端為通過(guò)螺紋擰緊的模 具蓋，中間設(shè)有模具定位槽；
[0010] 所述偏心軸與支架通過(guò)軸承構(gòu)成轉(zhuǎn)動(dòng)連接，所述指針與卡盤的偏心軸固定連接， 所述可拆卸式密封圓柱體模具的模具定位槽通過(guò)卡盤上的緊固螺栓固定，可拆卸式密封圓 柱體模具與卡盤、指針同步轉(zhuǎn)動(dòng)；
[0011] 所述偏心軸距離卡盤水平軸心的距離為卡盤內(nèi)徑的1/4-1/2。
[0012] 所述模具蓋中心設(shè)有排氣孔，排氣孔的直徑小于0.5_。
[0013] 所述可拆卸式密封圓柱體模具的長(zhǎng)徑比為6:1-8:1，卡盤固定可拆卸式密封圓柱 體模具的位置位于可拆卸式密封圓柱體模具的長(zhǎng)度方向的中心或略偏向模具蓋方向，距可 拆卸式密封圓柱體模具中心的距離為模具總長(zhǎng)的0-1/50。
[0014] 所述可拆卸式密封圓柱體模具的材質(zhì)可以選自鋁合金、工程塑料。
[0015] 本發(fā)明還提供了一種使用所述測(cè)試裝置的混凝土和易性測(cè)試方法包括:將新拌混 凝土或砂漿裝滿所述可拆卸式密封圓柱體模具并密封，放入卡盤中并固定，使其保持垂直 靜置5分鐘；當(dāng)新拌混凝土出現(xiàn)分層后，分層程度隨和易性變差而逐漸增加，固定在卡盤中 的模具會(huì)發(fā)生轉(zhuǎn)動(dòng)，相對(duì)于空模具的平衡狀態(tài)，通過(guò)連接在卡盤的偏心軸上的指針指示旋 轉(zhuǎn)的角度來(lái)反映模具重心的變化，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)定量測(cè)試混凝土的和易性;此外也可測(cè)定新拌 混凝土或砂漿在振動(dòng)條件下的和易性保持變化，振動(dòng)時(shí)間數(shù)可根據(jù)具體的測(cè)試需求任意確 定。
[0016] 本發(fā)明所述混凝土和易性測(cè)試方法，具體步驟如下：
[0017] (1)將空的可拆卸式密封圓柱體模具放在卡盤中，松開(kāi)模具使其自由轉(zhuǎn)動(dòng)，待模具 達(dá)到平衡位置停止轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)記錄初始角度值m;
[0018] (2)將可拆卸式密封圓柱體模具垂直放置，打開(kāi)上蓋，將新拌混凝土或砂漿倒入模 具中，確?；炷裂b滿模具后擰緊模具蓋，將其放在卡盤中，使其停止在平衡位置，記錄角 度值β2;
[0019] (3)將步驟(2)中的模具保持在垂直位置并靜置5min，然后使其停止在平衡位置， 記錄角度值β3;
[0020] (4)此外，也可以測(cè)試新拌混凝土或砂漿在振動(dòng)條件下的和易性變化情況，只需將 裝滿混凝土或砂漿的模具放在振動(dòng)臺(tái)上振動(dòng)30s，然后放入卡盤中固定，使其停止在平衡位 置后記錄相應(yīng)的角度Μ。
[0021] 上述步驟中測(cè)得的各角度值，其中β2-β1反映砂漿攪拌結(jié)束時(shí)的和易性;β3-β1反 映砂漿在放置過(guò)程中的和易性變化;M-m反映砂漿在振動(dòng)條件下的和易性。
[0022] 本發(fā)明的有益效果為:解決了現(xiàn)有測(cè)試手段不能定量表針和易性的問(wèn)題，采用本 發(fā)明的裝置及測(cè)試方法能夠?qū)崿F(xiàn)新拌混凝土和易性的快速準(zhǔn)確測(cè)量，從而指導(dǎo)栗送混凝土 施工，同時(shí)本發(fā)明也可用于外加劑對(duì)混凝土和易性影響的評(píng)價(jià)。
【附圖說(shuō)明】
[0023]圖1為測(cè)試基本原理。
[0024]圖2為本發(fā)明所述測(cè)試裝置的主視圖。
[0025]圖3為本發(fā)明所屬測(cè)試裝置的側(cè)視圖。
[0026] 圖4為本發(fā)明所述可拆卸式圓柱體模具垂直放置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0027] 圖1~圖4中各標(biāo)注為：1卡盤、2指針、3可拆卸式圓柱體模具、4刻度盤、5支架、6軸 承座、7偏心軸、8緊固螺栓、9模具底、10模具蓋、11模具定位槽、12排氣孔。
【具體實(shí)施方式】
[0028] 為了使本發(fā)明更加易于理解，以下結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】進(jìn)行進(jìn)一步的描述：
[0029] 借助于圖1對(duì)本發(fā)明的技術(shù)原理進(jìn)行說(shuō)明：如圖所示可拆卸式密封圓柱體空模具 的重心位于0點(diǎn)，裝滿混凝土或砂漿時(shí)，隨著新拌混凝土的分層，整個(gè)模具的重心下降至A 點(diǎn)，若在B點(diǎn)通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)方式支撐模具，使其能夠繞著B(niǎo)點(diǎn)自由旋轉(zhuǎn)，則隨著重心的下降，模具 會(huì)繞著B(niǎo)點(diǎn)完成角度為β的旋轉(zhuǎn)。根據(jù)三角函數(shù)原理，β越大，則0A越長(zhǎng)，表明分層越嚴(yán)重，因 此測(cè)量β角即可定量反映出混凝土的和易性。其中Β點(diǎn)位置與測(cè)試精度相關(guān)。
[0030] 結(jié)合圖2至圖4,本發(fā)明的測(cè)試裝置包括卡盤1，指針2,可拆卸式密封圓柱體模具3， 刻度盤4、支架5組成。其中，在支架5上安裝有軸承座6,卡盤1的偏心軸7與支架通過(guò)軸承構(gòu) 成轉(zhuǎn)動(dòng)連接，其中偏心軸距離卡盤水平軸心的距離為卡盤內(nèi)徑的1/4-1/2;可拆卸式密封圓 柱體模具3的模具定位槽11通過(guò)卡盤上的緊固螺栓8固定?？潭缺P4通過(guò)螺栓固定在支架1 上，指針2通過(guò)螺母固定在卡盤4的偏心軸上，能夠與卡盤同步轉(zhuǎn)動(dòng)。模具一端封閉，另一端 為通過(guò)螺紋擰緊的蓋子10,蓋子中心設(shè)有排氣孔，排氣孔的直徑應(yīng)小于0.5mm。其中，模具的 長(zhǎng)徑比為6:1-8:1，卡盤固定模具的位置位于模具的長(zhǎng)度方向的中心或略偏向模具的蓋子 方向，距模具中心的距離模具總長(zhǎng)的0-1/50。本發(fā)明裝置可根據(jù)測(cè)試對(duì)象混凝土或砂漿最 大骨料粒徑選擇模具的尺寸，進(jìn)而等比例放大或縮小整個(gè)裝置。其中模具的內(nèi)徑應(yīng)大于混 凝土或砂漿骨料最大粒徑的3倍。
[0031] 實(shí)施例1
[0032] 采用小野田PII52.5水泥，ISO標(biāo)準(zhǔn)砂，可商購(gòu)的聚羧酸減水劑PCAWI:，含固量20%， 按照下表所示的配比配制砂漿，進(jìn)行流動(dòng)度、和易性的測(cè)試，另外，羥丙基甲基纖維素醚 (HPMC)作為混凝土技術(shù)領(lǐng)域常用的和易性調(diào)節(jié)劑應(yīng)用在砂漿中，用以調(diào)節(jié)砂漿的和易性。 表1中列出了對(duì)應(yīng)配比砂漿的流動(dòng)度及和易性描述。
[0033] 表1砂漿配比
[0035] 采用內(nèi)徑為48mm，長(zhǎng)度為350mm的模具進(jìn)行和易性試驗(yàn)，卡盤偏心軸距水平軸心線 的距離為6mm，卡盤固定于模具中心。測(cè)試步驟如下：
[0036] (1)將空模具放入卡盤中，并使其垂直，松開(kāi)模具使其自由轉(zhuǎn)動(dòng)，待停止轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)記 錄初始角度值m;
[0037] (2)將圓柱形模具垂直放置，打開(kāi)上蓋，將新拌砂漿快速加入模具中，確保砂漿裝 滿具后擰緊上蓋，將其放在卡盤中，使其停止在平衡位置，記錄角度值似；
[0038] (3)保持模具在垂直位置并靜置5min，然后使其停止在平衡位置，記錄角度值β3;
[0039] (4)將模具從垂直方向取出，放置在砂漿振動(dòng)臺(tái)上振動(dòng)30s，放入卡盤中固定，然后 使其停止在平衡位置，記錄角度值M。
[0040] 表2測(cè)試結(jié)果如下:單位(度）
[0043] 以上試驗(yàn)結(jié)果可以看出，隨著外加劑的摻量增加，砂漿的流動(dòng)度逐漸增加，當(dāng)超過(guò) 飽和摻量后，砂漿流動(dòng)幾乎不再增加，而是出現(xiàn)了泌水現(xiàn)象，而且逐漸變嚴(yán)重，砂漿的和易 性逐漸變差。采用本發(fā)明裝置的測(cè)試結(jié)果表明，所述砂漿和易性與β2、β3、β4有著明顯的對(duì) 應(yīng)關(guān)系。模具偏轉(zhuǎn)角度逐漸增加，表明砂漿中密度較大的砂沉降逐漸嚴(yán)重，漿體對(duì)骨料的懸 浮能力變差。其中β2_β1反映砂漿攪拌結(jié)束時(shí)的和易性;β3_β1反映砂漿在放置過(guò)程中的和 易性變化;M-m反映砂漿在振動(dòng)條件下的和易性。
[0044] 實(shí)施例2
[0045] 采用小野田PII52.5水泥，5-25_連續(xù)級(jí)配石灰?guī)r質(zhì)碎石，細(xì)度模數(shù)為2.6的中砂， 滿足國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的一級(jí)粉煤灰，S95磨細(xì)礦渣粉，可商購(gòu)的聚羧酸減水劑PCA?I，（含固量 20% )，配制普通C30混凝土栗送混凝土。通過(guò)改變外加劑的摻量以及使用和易性調(diào)節(jié)劑羥 丙基甲基纖維素醚(HPMC)制備不同和易性的栗送混凝土?；炷僚浜媳燃靶掳栊阅芤?jiàn)下 表：
[0046] 表3混凝土配合比（kg)
[0048] 表4新拌混凝土性能
[0051]采用內(nèi)徑為95mm，長(zhǎng)度為695mm的模具進(jìn)行混凝土和易性測(cè)試，卡盤偏心軸距水平 軸心線的距離為23mm，卡盤固定位置距模具中心10mm。測(cè)試步驟如下：
[0052] (1)將空模具放入卡盤中，并使其垂直，松開(kāi)模具使其自由轉(zhuǎn)動(dòng)，待停止轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)記 錄初始角度值m;
[0053] (2)將圓柱形模具垂直放置，打開(kāi)上蓋，將新混凝土快速加入模具中，確保砂漿裝 滿具后擰緊上蓋，將其放在卡盤中，使其停止在平衡位置，記錄角度值似；
[0054] (3)保持模具在垂直位置并靜置5min，然后使其停止在平衡位置，記錄角度值β3;
[0055] (4)將模具從垂直方向取出，放置在混凝土振動(dòng)臺(tái)上振動(dòng)30s，放入卡盤中固定，然 后使其停止在平衡位置，記錄角度值Μ。
[0056]表4測(cè)試結(jié)果:單位(度）

[0058]以上測(cè)試結(jié)果可以看出，本發(fā)明的混凝土和易性測(cè)試裝置能夠定量測(cè)試混凝土的 和易性指標(biāo)D
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種混凝土和易性定量測(cè)試裝置，其特征在于：由支架(5)、刻度盤(4)、指針(2)、卡 盤（1)、可拆卸式密封圓柱體模具(3)組成，其中支架(5)上安裝有軸承座(6)，卡盤(4)上設(shè) 有偏心軸(7)，刻度盤(4)固定在支架(5)上； 所述可拆卸式密封圓柱體模具(3)為一端封閉的模具底(9)，另一端為通過(guò)螺紋擰緊的 模具蓋(10)，中間設(shè)有模具定位槽(11); 所述偏心軸（7 )與支架（5 )通過(guò)軸承構(gòu)成轉(zhuǎn)動(dòng)連接，所述指針（2 )與卡盤(4 )的偏心軸 (7)固定連接，所述可拆卸式密封圓柱體模具(3)的模具定位槽（11)通過(guò)卡盤(4)上的緊固 螺栓(8)固定，可拆卸式密封圓柱體模具(3)與卡盤(1)、指針(2)同步轉(zhuǎn)動(dòng)； 所述偏心軸(7)距離卡盤(1)水平軸心的距離為卡盤(1)內(nèi)徑的1/4-1/2。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種混凝土和易性定量測(cè)試裝置，其特征在于，所述模具蓋 (10)中心設(shè)有排氣孔(12)，排氣孔(12)的直徑小于0.5mm。3. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種混凝土和易性定量測(cè)試裝置，其特征在于，所述可拆卸式 密封圓柱體模具(3)的長(zhǎng)徑比為6:1-8:1，卡盤固定可拆卸式密封圓柱體模具(3)的位置位 于可拆卸式密封圓柱體模具（3)的長(zhǎng)度方向的中心或略偏向模具蓋（10)方向，距可拆卸式 密封圓柱體模具(3)中心的距離為模具總長(zhǎng)的0-1/50。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種混凝土和易性定量測(cè)試裝置，其特征在于，所述可拆卸式 密封圓柱體模具(3)的材質(zhì)可以選自鋁合金、工程塑料。5. -種使用權(quán)利要求1至4任一項(xiàng)所述測(cè)試裝置的混凝土和易性測(cè)試方法，其特征在 于，包括如下步驟： (1) 將空的可拆卸式密封圓柱體模具(3)放在卡盤（1)中，松開(kāi)模具使其自由轉(zhuǎn)動(dòng)，待模 具達(dá)到平衡位置停止轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)記錄初始角度值m; (2) 將可拆卸式密封圓柱體模具（3)垂直放置，打開(kāi)上蓋，將新拌混凝土或砂漿倒入模 具中，確?；炷裂b滿模具后擰緊模具蓋(10)，將其放在卡盤(1)中，使其停止在平衡位置， 記錄角度值β2; (3) 將步驟（2)中的模具保持在垂直位置并靜置5min，然后使其停止在平衡位置，記錄 角度值β3; (4) 此外，也可以測(cè)試新拌混凝土或砂漿在振動(dòng)條件下的和易性變化情況，只需將裝滿 混凝土或砂漿的模具放在振動(dòng)臺(tái)上振動(dòng)30s，然后放入卡盤（1)中固定，使其停止在平衡位 置后記錄相應(yīng)的角度Μ。
【文檔編號(hào)】G01N11/00GK106018177SQ201610570516
【公開(kāi)日】2016年10月12日
【申請(qǐng)日】2016年7月19日
【發(fā)明人】張建綱, 黃振, 楊勇, 冉千平, 曹攀攀, 毛永琳
【申請(qǐng)人】江蘇蘇博特新材料股份有限公司, 南京博特新材料有限公司