混凝土澆築質量測試儀的製作方法

2023-06-03 19:19:46 1

專利名稱：混凝土澆築質量測試儀的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種混凝土澆築質量測試裝置，更具體地說，涉及通過測試澆築混凝土電阻率特徵值表徵澆築均勻性和密實性的裝置。
背景技術：
水泥混凝土是最大宗的人造材料，在建築工業中得到廣泛的應用。混凝土結構長期耐久性是決定其服役可靠性和安全性的關鍵，提高混凝土長期耐久性已成為當今國際關注的重大技術問題。美國混凝土協會(ACI)指出優良的振搗澆築質量是混凝土結構獲得低滲透性，抵抗侵蝕劣化的前提條件(ACI 201. 2R-2008)。振搗澆築可排出成型混凝土內部粗大氣泡，提高密實性，決定了硬化混凝土孔結構的形成和發展，澆築過程應保持組分分布均勻，避免泌水、離析和粗骨料沉降等問題。可見，提升混凝土澆注質量的核心問題是實現澆注密實和均勻，首要任務是正確測試澆築均勻性和密實性。現行混凝土施工技術標準所給出的振搗澆築質量的判別標準是基於表象的判別， 現有技術中缺乏分層澆築質量的定量測試裝置。現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於測試混凝土易密實性或均勻性保持能力，不適用於測試澆築均勻性和密實性的原因為(1)其測試目標為評價新拌混凝土材料性能，以及控制生產質量，振搗條件對澆築質量存在顯著影響，因此需要結合振搗工藝評定和控制澆築質量；(2)測試裝置尺寸小，不適用於採用內部高頻振搗澆築混凝土的測試；(3 )測試效率低，準確性低。現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於評價澆築質量，但其局限性在於(1)測試時間長， 效率低；(2)測試過程相對複雜，測試準確性受操作人員水平限制。

實用新型內容本實用新型提供了一種混凝土澆築質量測試儀，要解決現有的混凝土澆築質量測試方法適用性低、測試時間長、效率低、準確性低、測試過程相對複雜，測試準確性受操作人員水平限制的技術問題。為實現上述目的，本實用新型採用如下技術方案一種混凝土澆築質量測試儀，包括分層測試容器，其特徵在於，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壁上均有對稱的兩個插孔， 兩插孔內各安置一個測試電極，兩測試電極之間由絕緣筒側壁隔離，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，測試電極位於單層圓筒 1/2高度處，並且測試電極位於截圓直徑的兩端，測試電極直徑為10mm，單層圓筒內測試電極長度為直徑的1/8 1/4，單層圓筒外為20mm，測試電極優選紫銅製備，測試電極位於筒外側部分套有橡膠保護套。[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形夾具，環形夾具為開口環形，開口的一端與連接杆的內端鉸接，開口的另一端鉸接扳手的內端，連接杆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，所述的電源轉換單元將直流電轉換為特定電壓和頻率的交流電，所述的控制單元與電源轉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，所述的控制單元用於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分層電阻值和測試電極常數計算分層電阻率， 並且根據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將運算元件的計算結果輸出到客戶端顯示屏。所述電源轉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築質量，也是影響新鮮混凝土電阻率的關鍵因素，本實用新型通過測試新鮮混凝土電阻率反映澆築均勻性和密實性，無需直接測試澆注均勻性和密實性的物理指標，而代之以測試澆注混凝土電阻率，利用電阻率特徵值表徵澆注均勻性和密實性。分層測試容器為三層組合結構，分層電阻率測試儀用於建立分層物理指標與電阻率特徵值相關關係，其工作電壓為50V 110V，本實用新型為時間點測試，測試時間要求不大於10分鐘，測試效率高，用時短。該測試方法還具有測試準確性高、測試結果穩定、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。
以下結合附圖，通過實施例對本實用新型進一步說明。圖1是分層測試容器的組裝示意圖。圖2是環形夾具的示意圖。圖3是本實用新型的結構示意圖。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性測試結果。圖6電阻率分層度與容重分層度相關性測試結果。圖7電阻率分層度與粗骨料含量分層度相關性測試結果。


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 —環形夾具、9 一連接杆、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3，一種混凝土澆築質量測試儀，包括由絕緣材料製成的分層測試容器，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的筒側壁上均有對稱的兩個插孔，兩插孔內各安置一個測試電極6，兩測試電極6之間由絕緣筒側壁隔離，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位於單層圓筒1/2高度處，並且測試電極6位於截圓直徑的兩端，測試電極6直徑為10mm，單層圓筒內測試電極6長度為直徑的1/8 1/4，單層圓筒外為20mm，測試電極6優選紫銅製備，測試電極6位於筒外側部分套有橡膠保護套。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的上面套箍有環形夾具，環形夾具為開口環形，開口的一端與連接杆9的內端鉸接，開口的另一端鉸接扳手10的內端，連接杆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。所述電源轉換單元將直流電轉換為特定電壓和頻率的交流電，所述電源轉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，運算單元根據分層電阻值和測試電極常數計算分層電阻率，進一步根據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電導率公式(1)F=JCxG公式 1式中F—電導率；K一測試電極常數；G —電導。因為電阻與電導互為倒數，電導率與電阻率互為倒數，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。25°C時，採用0. lmol/L氯化鉀溶液作為標定溶液，其電導率為1. 288s/m,根據公式2，得測試電極常數計算公式^=1·288 ,公式 3式中Ctl一標定溶液電阻。根據公式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；(；一標定溶液電阻。所述的控制單元用於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分層電阻值和測試電極常數計算分層電阻率，並且根據分層電阻率計算分層電阻率平均值和電阻率分層度。最後，輸出單元能夠將運算元件的計算結果輸出到客戶端顯示屏。圖2表示環形夾具8。環形夾具8作用在於使單層圓筒組成澆築分層裝置，使用時將環形夾具扳手10打開並套於法蘭上，按下扳手10，帶動連接杆9，使環形夾具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製備環形夾具8，如不鏽鋼等。最好在環形夾具7內側設置適當厚度和彈性的墊圈。 一種測量混凝土澆築均勻性和密實性測試方法，應用所述的一種混凝土澆築質量測試儀，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，將兩個環形夾具8的扳手10打開並套於上下兩層法蘭邊4上，按下扳手10，帶動連接杆9，使環形夾具8 夾緊法蘭邊，在上分層筒1、中分層筒2和下分層筒3的插孔內各安置一個測試電極6，測定測試電極常數，測試電極常數的方法用導線連接測試電極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，通過輸入面板設置測試電極常數為1，調節控制面板，將50V 110V，IkHz依次施加於上、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K=L 288C0 ；(b)、製備混凝土，結合振搗工藝，澆築成型於分層測試容器中，具體振搗工藝如振搗方式、振搗頻率和振搗時間等，最後抹平表面；(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，將轉換交流電依次施加於各測試電極6，通過輸入面板設置測試電極常數，調節控制面板，依次測定分層測試容器上層、中層和下層電阻值，測試時間不宜大於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表徵澆築密實性，電阻率分層度Ef表徵澆築均勻性。圖5表示分層電阻率平均值與相對密實性負線性相關，說明分層電阻率平均值表徵混凝土澆築密實性具有可靠性，其中相對密實度為容重與理論最大密堆積結構容重的比值，可定量表徵混凝土密實性。圖6表示電阻率分層度與容重分層度正線性相關，說明電阻率分層度表徵混凝土澆築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，可定量表徵容重的均勻性。[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，說明電阻率分層度表徵混凝土澆築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量差與上層和下層粗骨料質量平均值的百分比，可定量表徵容重的均勻性圖5、圖6、圖7共同說明電阻率分層度表徵混凝土澆築均勻性具有可靠性。
權利要求1.一種混凝土澆築質量測試儀，包括分層測試容器，其特徵在於，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) 的筒側壁上均有對稱的兩個插孔，兩插孔內各安置一個測試電極(6)，兩測試電極(6)之間由絕緣筒側壁隔離，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.根據權利要求1所述的混凝土澆築質量測試儀，其特徵在於，所述單層圓筒直徑為 350mm 500mm，高度100 150mm，測試電極(6)位於單層圓筒1/2高度處，並且測試電極 (6)位於截圓直徑的兩端，測試電極(6)直徑為10mm，單層圓筒內測試電極(6)長度為直徑的1/8 1/4，單層圓筒外為20mm，測試電極(6)優選紫銅製備，測試電極(6)位於筒外側部分套有橡膠保護套。
3.根據權利要求1或2所述的混凝土澆築質量測試儀，其特徵在於，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)穿過上下兩個對應的連接孔(5)將將三層圓柱筒定位。
4.根據權利要求3所述的混凝土澆築質量測試儀，其特徵在於，所述的定位件(7)為銷釘或螺栓。
5.根據權利要求4所述的混凝土澆築質量測試儀，其特徵在於，所述法蘭邊(4)的上面套箍有環形夾具(8)，環形夾具(8)為開口環形，開口的一端與連接杆(9)的內端鉸接，開口的另一端鉸接扳手(10)的內端，連接杆(9)的外端與扳手(10)的中段鉸接。
6.根據權利要求5所述的混凝土澆築質量測試儀，其特徵在於，所述分層電阻率測試儀(12)，包括外殼、電源轉換單元、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，所述的電源轉換單元將直流電轉換為特定電壓和頻率的交流電，所述的控制單元與電源轉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，所述的控制單元用於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將運算單元的計算結果輸出到客戶端顯示屏。
7.根據權利要求6所述的混凝土澆築質量測試儀，其特徵在於，所述電源轉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築質量測試儀，包括分層測試容器，其特徵在於，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壁上均有對稱的兩個插孔，兩插孔內各安置一個測試電極，兩測試電極之間由絕緣筒側壁隔離，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築均勻性和密實性，測試結果穩定、準確，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 優先權日2011年5月10日
發明者餘力, 傅宇方, 張守祺, 陳海波 申請人:交通運輸部公路科學研究所