CN102590036B - 混凝土粘度仪 - Google Patents
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Abstract
混凝土粘度仪，它涉及一种用于测量混凝土流变参数的仪器，以解决现有流变仪的搅拌桨在搅动过程中易使骨料与浆体分离，不能使混凝土形成稳定的均质层流状态的问题。圆筒形容器的上端与上盖法兰连接，上盖上装有压力表和阀门，圆筒形容器下端的锥形体与弯管上端连接，弯管的下端设置在支架外，弯管末端的内孔中装有插板，圆筒形容器的中心处装有竖管，竖管的下端与钢柱体的上端连接，钢柱体的下部穿出弯管的管壁，钢柱体的下端与套管螺纹连接，套管的下端由电子天平支承，电子天平置于钢板上，钢板由支架上的角钢支承，每个筋板的一个直角边焊接在圆筒形容器的外壁上，每个筋板的斜边卡在支架上的方形框架上。本发明用于新拌混凝土塑性粘度的测定。
Description
技术领域
本发明涉及一种用于测量混凝土流变参数的仪器。
背景技术
新拌混凝土属于宾汉姆体，符合流变方程：τ＝τ0+η(dγ/dt)，式中：τ为剪切应力，τ0为屈服应力，η为塑性粘度，(dγ/dt)为剪切速率，新拌混凝土的流变性能至少要用屈服应力τ0和塑性粘度η这两个参数来表征。简言之，屈服应力是使材料发生变形所需的最小应力；塑性粘度是反映作用力与流动速率之间关系的参数。
国外学者为了测量这两个参数，各国学者对已有的传统回转粘度计做了大量的改进工作，如G.H.Tattersall和他的学生们早在20世纪70年代改进了流变仪的结构，设计了不同型式的搅拌桨。但是，至今各国学者有关混凝土流变参数的实验报告和相关曲线相差甚远，实验报告的结论很不一致，造成这一现象的主要原因是现有的流变仪的搅拌桨在搅动过程中易使骨料与浆体分离，不能使混凝土形成稳定的均质的层流状态，剪切力矩的测量不很准确等问题。
发明内容
本发明的目的是为解决现有流变仪的搅拌桨在搅动过程中易使骨料与浆体分离，不能使混凝土形成稳定的均质层流状态，进而无法获得准确的新拌混凝土塑性粘度和屈服应力的问题，而提供一种混凝土粘度仪。
本发明为解决上述问题采取的技术方案是：
一种混凝土粘度仪，所述混凝土粘度仪包括支架、圆筒形容器、上盖、压力表、阀门、弯管、钢盘、插板、竖管、钢柱体、套管、电子天平、钢板、固定板、储料桶和四个筋板，圆筒形容器的上端与上盖法兰连接，上盖上装有压力表和阀门，圆筒形容器的下端为锥形体，锥形体的下端直径小于上端直经，锥形体的下端与弯管上端连接，弯管的下端设置在支架外，弯管末端的内孔中设有与弯管的轴线垂直的插板，且插板的一端露在弯管外面，圆筒形容器的中心处固定装有竖管，竖管的下端与钢柱体的上端连接，钢柱体的下部穿出弯管的管壁，钢柱体的下端设有外螺纹，钢柱体的下端与套管螺纹连接，套管的下端由电子天平支承，电子天平置于钢板上，钢板由支架上的角钢支承，四个筋板沿圆筒形容器的外壁均布设置，每个筋板为直角三角形的钢板，每个筋板的一个直角边焊接在圆筒形容器的外壁上，每个筋板的斜边卡在支架上的方形框架上，固定板的一端与圆筒形容器的内壁连接，固定板的另一端与竖管连接，钢盘的端面上靠近边缘处沿同一圆周均布设有四至八个孔，钢盘套装在竖管的上端，弯管的下端为排料口，排料口的下方设有一个储料桶。
本发明的有益效果是：一、利用本发明装置可以测量新拌混凝土的塑性粘度和屈服应力，尤其是在测量过程中，新拌混凝土流过钢柱体的状态为层流状态，克服了同轴回转粘度计中混凝土易发生分散分离，不易形成均质的稳定层流状态的问题。二、通过电子天平测量钢柱体受到的摩擦力，又通过记录混凝土的流出时间，获知流量，用流量除流体通过的横截面积，可知混凝土的流速，建立钢柱体受到的摩擦力与混凝土流速的关系曲线，可获得准确的新拌混凝土塑性粘度和屈服应力。用电子天平测量摩擦力，精度高，测量误差小于5g，计时可以精确到0.1秒，因此，本发明结构简单、制造容易、操作方便、造价低。
附图说明
图1是本发明的主视图。
具体实施方式
具体实施方式一：结合图1说明，本实施方式的混凝土粘度仪，所述混凝土粘度仪包括支架1、圆筒形容器2、上盖3、压力表4、阀门5、弯管6、钢盘7、插板8、竖管9、钢柱体10、套管11、电子天平12、钢板13、固定板15、储料桶17和四个筋板14，圆筒形容器2的上端与上盖3法兰连接，上盖3上装有压力表4和阀门5，阀门5与空气压缩机的输出端连接，圆筒形容器2的下端为锥形体2-1，锥形体2-1的下端直径小于上端直经，锥形体2-1的下端与弯管6上端连接，弯管6的下端设置在支架1外，弯管6末端的内孔中设有与弯管6的轴线垂直的插板8，且插板8的一端露在弯管6外面，圆筒形容器2的中心处固定装有竖管9，竖管9的下端与钢柱体10的上端连接，钢柱体10的下部穿出弯管6的管壁，钢柱体10的下端设有外螺纹，钢柱体10的下端与套管11螺纹连接，套管11的下端由电子天平12支承，电子天平12置于钢板13上，钢板13由支架1上的角钢1-3支承，四个筋板14沿圆筒形容器2的外壁均布设置，每个筋板14为直角三角形的钢板，每个筋板14的一个直角边焊接在圆筒形容器2的外壁上，每个筋板14的斜边卡在支架1上的方形框架1-1上，固定板15的一端与圆筒形容器2的内壁连接，固定板15的另一端与竖管9连接，固定板15使竖管9中心轴线与圆筒形容器2的中心轴线重合，钢盘7的端面上靠近边缘处沿同一圆周均布设有四至八个孔7-1，钢盘7套装在竖管9的上端，弯管6的下端为排料口，排料口的下方设有一个储料桶17。
具体实施方式二：结合图1说明，本实施方式的支架1包括方形框架1-1、四个立柱1-2和四个角钢1-3，四个立柱1-2竖直平行设置并组成矩形，方形框架1-1设置在四个立柱1-2的上端，方形框架1-1与四个立柱1-2焊接，四个角钢1-3设置在立柱1-2的下部，每相邻两个立柱1-2之间焊接一个角钢1-3。本实施方式具有结构简单、工作稳定的特点。其它组成及连接关系与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：结合图1说明，本实施方式的钢柱体10由上段10-1和下段10-2组成，上段10-1与下段10-2上下设置且制成一体，上段10-1的直径大于下段10-2的直径，下段10-2的下端外表面上设有外螺纹。套管11和10-2的下端靠螺纹连接，便于长度调整。其它组成及连接关系与具体实施方式一相同。
具体实施方式四：结合图1说明，本实施方式与具体实施方式一、二或三不同的是它还增加有密封胶片16，密封胶片16设置在弯管6内，密封胶片16套装在钢柱体10上，且密封胶片16位于钢柱体10穿过弯管6的管壁处。胶片16可对弯管6起到密封的作用。其它组成及连接关系与具体实施方式一、二或三相同。
具体实施方式五：结合图1说明，本实施方式与具体实施方式四不同的是它还增加有括密封垫18，密封垫18设置在圆筒形容器2上端的法兰与上盖3法兰之间。密封垫18可增加圆筒形容器2与上盖3之间的密封效果。其它组成及连接关系与具体实施方式四相同。
实施例：圆筒形容器2采用钢质材料制成，圆筒形容器2的外径为450mm、内径为438mm、高为600mm；直管6的外径为100mm、内径为90mm；竖管9的外径为30mm、内径为24mm、长度为500mm；钢柱体10的上段10-1直径为30mm、长度为300mm，钢柱体10的下段10-2直径为20mm、长度为180mm；钢盘7的直径为430mm、厚度为5mm、钢盘7的中心孔直径为31mm；孔7-1的直径为10mm。
本发明的使用方法：首先将一定体积V的新拌混凝土20装入圆筒形容器2内，钢盘7置于新拌混凝土20上面，钢盘7上方容积占圆筒形容器2容积的1/3，通过阀门5向圆筒形容器2内充入空气至某一气压值为(0.2MPa～0.6MPa)为止，关闭阀门5，抽出插板8开始计时，新拌混凝土20流入储料桶17内，记录新拌混凝土20全部流出所需的时间t，V/t即为混凝土的流量Q；又已知流量等于流速乘以流体通过的横截面积，混凝土流经弯管6上的直管部分的流速就等于流量Q除以横截面积(弯管6的内横截面积减去钢柱体10的上段10-1的横截面积)。利用电子天平12测量新拌混凝土20流动过程钢柱体10所受的摩擦力。
改变圆筒形容器2内气压的大小，重复上述试验步骤，可以测量出新拌混凝土20不同流速下钢柱体10受到的摩擦力，建立钢柱体10的摩擦力与新拌混凝土流速的关系曲线，拟合该关系曲线得一线性方程，该线性方程的斜率可表征混凝土的塑性粘度，其截距可表征混凝土的屈服应力。
仪器的标定方法：选用一已知粘度系数η0的标准流体如蓖麻油，利用本发明的测量装置，按照上述操作过程，建立摩擦力和标准流体的流动速率之间的关系曲线，以标准流体的流动速率为横坐标，摩擦力为纵坐标作图，线性拟合后所得一元线性方程的斜率与已知标准流体粘度值的比例系数即为仪表常数κ。用新拌混凝土中摩擦力和混凝土下沉速率的线性关系曲线中的斜率除以仪表常数κ，即可得出新拌混凝土的塑性粘度。
Claims (5)
1.一种混凝土粘度仪，所述混凝土粘度仪包括支架(1)、圆筒形容器(2)、上盖(3)、压力表(4)、阀门(5)、插板(8)和储料桶(17)，圆筒形容器(2)的上端与上盖(3)法兰连接，上盖(3)上装有压力表(4)和阀门(5)，圆筒形容器(2)的下端为锥形体(2-1)，锥形体(2-1)的下端直径小于上端直经，其特征在于：所述混凝土粘度仪还包括弯管(6)、钢盘(7)、竖管(9)、钢柱体(10)、套管(11)、电子天平(12)、钢板(13)、固定板(15)和四个筋板(14)，锥形体(2-1)的下端与弯管(6)上端连接，弯管(6)的下端设置在支架(1)外，弯管(6)末端的内孔中设有与弯管(6)的轴线垂直的插板(8)，且插板(8)的一端露在弯管(6)外面，圆筒形容器(2)的中心处固定装有竖管(9)，竖管(9)的下端与钢柱体(10)的上端连接，钢柱体(10)的下部穿出弯管(6)的管壁，钢柱体(10)的下端设有外螺纹，钢柱体(10)的下端与套管(11)螺纹连接，套管(11)的下端由电子天平(12)支承，电子天平(12)置于钢板(13)上，钢板(13)由支架(1)上的角钢(1-3)支承，四个筋板(14)沿圆筒形容器(2)的外壁均布设置，每个筋板(14)为直角三角形的钢板，每个筋板(14)的一个直角边焊接在圆筒形容器(2)的外壁上，每个筋板(14)的斜边卡在支架(1)上的方形框架(1-1)上，固定板(15)的一端与圆筒形容器(2)的内壁连接，固定板(15)的另一端与竖管(9)连接，钢盘(7)的端面上靠近边缘处沿同一圆周均布设有四至八个孔(7-1)，钢盘(7)套装在竖管(9)的上端，弯管(6)的下端为排料口，排料口的下方设有一个储料桶(17)。
2.根据权利要求1所述混凝土粘度仪，其特征在于：所述支架(1)包括方形框架(1-1)、四个立柱(1-2)和四个角钢(1-3)，四个立柱(1-2)竖直平行设置并组成矩形，方形框架(1-1)设置在四个立柱(1-2)的上端，四个角钢(1-3)设置在立柱(1-2)的下部，每相邻两个立柱(1-2)之间焊接一个角钢(1-3)。
3.根据权利要求1所述混凝土粘度仪，其特征在于：所述钢柱体(10)由上段(10-1)和下段(10-2)组成，上段(10-1)与下段(10-2)上下设置且制成一体，上段(10-1)的直径大于下段(10-2)的直径，下段(10-2)的下端外表面上设有外螺纹。
4.根据权利要求1或2或3所述混凝土粘度仪，其特征在于：所述混凝土粘度仪还包括密封胶片(16)，密封胶片(16)设置在弯管(6)内，密封胶片(16)套装在钢柱体(10)上，且密封胶片(16)位于钢柱体(10)穿过弯管(6)的管壁处。
5.根据权利要求4所述混凝土粘度仪，其特征在于：所述混凝土粘度仪还包括密封垫(18)，密封垫(18)设置在圆筒形容器(2)上端的法兰与上盖(3)法兰之间。
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