CN102607997A

CN102607997A - 一种新拌混凝土粘度测量装置

Info

Publication number: CN102607997A
Application number: CN2012100366184A
Authority: CN
Inventors: 杨英姿; 邓宏卫; 高小建
Original assignee: Harbin Institute of Technology
Current assignee: Harbin Institute of Technology
Priority date: 2012-02-17
Filing date: 2012-02-17
Publication date: 2012-07-25

Abstract

一种新拌混凝土粘度测量装置，它涉及一种粘度测量装置。本发明为解决现有的混凝土粘度仪剪切力矩测量不准确以及圆球、圆环、圆锥体沉入法重量单一、测量范围窄的问题。龙门架的横梁上加工有中心孔，所述立杆穿装在龙门架的中心孔上，龙门架横梁的上端面上设置有限位传感器，龙门架横梁的下端面上设置有计时器，所述限位板套装在立杆上且位于计时器的下方，立杆的上半部加工有外螺纹，所述托盘套装在立杆上且与立杆螺纹连接，所述托盘位于限位传感器的上方，所述配重物位于托盘的上端面上。本发明的粘度测量装置用于测量新拌混凝土塑性粘度。

Description

一种新拌混凝土粘度测量装置

技术领域

本发明涉及一种混凝土粘度测量装置。

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。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度之间关系的参数。

国内外学者尝试许多试验方法，常见的如Kelly Ball试验、圆环沉入试验(RingPenetration Test)、锥体沉入试验(Cone Penetration Test)以及动球粘度计(Moving SphereViscometer)等，前三种方法都是以一定重量的球、圆环、圆锥体沉入到新拌混凝土的深度来表征混凝土的工作性，而动球粘度计通过测定把钢球压入混凝土内或将钢球从混凝土内部拉出的力与混凝土粘度相关性来测定新拌混凝土的粘度。但是现有的方法存在以下不足：一、由于球、圆环、圆锥体的重量固定，对于大流动性的混凝土、砂浆、水泥浆沉入深度大，易沉入到容器底部；而对于低塑性的混凝土、砂浆、水泥浆易停滞在试样的表面，导致测量精确低，即现有的方法仅适用一定流动性范围内的混凝土，现有的方法使用范围窄；二、现有方法是一个静态试验，没有考虑实际工程中的新拌混凝土的振捣工艺过程。

还有学者为了测量混凝土流变参数，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问题，而且目前由于混凝土粘度仪结构复杂、造价高、限制其广泛应用。

发明内容

本发明为解决现有的混凝土粘度仪剪切力矩测量不准确以及圆球、圆环、圆锥体沉入法重量单一、测量范围窄的问题，进而提供一种新拌混凝土粘度测量装置。

本发明为解决上述技术问题采取的技术方案是：

本发明所述的新拌混凝土粘度测量装置包括桶体、龙门架、立杆、限位板、计时器、限位传感器、托盘和配重物，龙门架的横梁上加工有中心孔，所述立杆穿装在龙门架的中心孔上，龙门架横梁的上端面上设置有限位传感器，龙门架横梁的下端面上设置有计时器，所述限位板套装在立杆上且位于计时器的下方，立杆的上半部加工有外螺纹，所述托盘套装在立杆上且与立杆螺纹连接，所述托盘位于限位传感器的上方，所述配重物位于托盘的上端面上。

本发明的有益效果是：

本发明的新拌混凝土粘度测量装置通过调整配重物的重量，获得立杆沉入混凝土中不同的下降速率，通过建立配重物重量和立杆下降速率的关系曲线，即可获得新拌混凝土的屈服应力和塑性粘度；只需调整配重物重量和记录下降时间，与现有的混凝土流变仪相比，本发明具有结构简单、造价低、设计合理、测量精确、测量范围宽、应用范围广、适应性强的优点，既适合实验室又适合施工现场的新拌混凝土流变参数的测量；同时，将本发明装置固定在混凝土振动台上，还可以获得振动状态下新拌混凝土的流变参数，模拟了实际工程状况。

附图说明

图1是本发明的混凝土粘度测量装置的主视剖视图。

具体实施方式

具体实施方式一：如图1所示，本实施方式的新拌混凝土粘度测量装置包括桶体1、龙门架2、立杆3、限位板4、计时器5、限位传感器6、托盘7和配重物8，龙门架2的横梁上加工有中心孔2-1，所述立杆3穿装在龙门架2的中心孔2-1上，龙门架2横梁的上端面上设置有限位传感器6，龙门架2横梁的下端面上设置有计时器5，所述限位板4套装在立杆3上且位于计时器5的下方，立杆3的上半部加工有外螺纹3-1，所述托盘7套装在立杆3上且与立杆3螺纹连接，所述托盘7位于限位传感器6的上方，所述配重物8位于托盘7的上端面上。

具体实施方式二：本实施方式所述配重物8为砝码。方便配重。其他组成及连接关系与具体实施方式一相同。

具体实施方式三：本实施方式所述桶体1、限位板4和托盘7均由钢板制成。耐腐蚀，使用寿命长。其他组成及连接关系与具体实施方式一或二相同。

具体实施方式四：本实施方式所述立杆3的直径为25mm～50mm，立杆3伸入混凝土的距离可由托盘7的位置进行调整。其他组成及连接关系与具体实施方式三相同。

具体实施方式五：本实施方式所述混凝土粘度测量装置还包括底座10，所述桶体1位于底座10的上端面上，龙门架2固定在底座10上。如此设计，整体性好，方便移动。其他组成及连接关系与具体实施方式一、二或四相同。

工作原理：

立杆3在限位板4、托盘7和配重物8的作用下，被压入装满新拌混凝土9的桶体1内，记录立杆3在混凝土中下降设定距离所用的时间，可计算出立杆3的下降速率，该下降速率与混凝土的塑性粘度相关，塑性粘度越大，所需的时间越长。通过改变配重物8的重量，可获得立杆3的不同下降速率，绘制总重量(立杆3、限位板4、托盘7和配重物8的重量之和)与立杆3下降速率的关系曲线，该曲线可拟合为一元线性方程，截距可用来表征混凝土的屈服应力，直线的斜率可用来表征混凝土的塑性粘度。将本发明装置固定在混凝土振动台上，还可以获得振动状态下新拌混凝土的流变参数。

具体操作过程：

如图1所示，将立杆3向上提起，直到限位板4与计时器5的计时开关接触为止，此时计时器5的计时开关处于断开状态，然后将桶体1内装满待测的新拌混凝土9，在托盘7上加上设定重量的配重物8，将立杆3松开，立杆3在重力的作用下向下运动，此时限位板4离开计时器5的计时开关，计时器5开始计时，当托盘7的接触到限位传感器6的限位开关时，断开计时器开关，计时结束。限位板4和托盘7之间的距离为立杆3在混凝土内下降的距离，该距离除以下降时间即为立杆3的下降速率。改变托盘7上配重物8的重量，重复上述过程，可获得立杆3的不同下降速率。建立总重量与立杆3下降速率的关系曲线，该曲线可拟合为一元线性方程，截距可用来表征混凝土的屈服应力，直线的斜率可用来表征混凝土的塑性粘度。

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，建立总重量和立杆在蓖麻油中下沉速率之间的关系曲线，以立杆的下沉速率为横坐标，总重量为纵坐标作图，线性拟合后所得一元线性方程的斜率与标准流体粘度值的比例系数即为仪表常数κ。用新拌混凝土中总重量和立杆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。

上述试验中的新拌混凝土是静态的，所获得参数是新拌混凝土静态时的塑性粘度；将本发明装置固定在混凝土振动台上，同样工作原理和工作过程，可获得振动状态下新拌混凝土的塑性粘度。

Claims

1.一种新拌混凝土粘度测量装置，其特征在于：所述混凝土粘度测量装置包括桶体(1)、龙门架(2)、立杆(3)、限位板(4)、计时器(5)、限位传感器(6)、托盘(7)和配重物(8)，龙门架(2)的横梁上加工有中心孔(2-1)，所述立杆(3)穿装在龙门架(2)的中心孔(2-1)上，龙门架(2)横梁的上端面上设置有限位传感器(6)，龙门架(2)横梁的下端面上设置有计时器(5)，所述限位板(4)套装在立杆(3)上且位于计时器(5)的下方，立杆(3)的上半部加工有外螺纹(3-1)，所述托盘(7)套装在立杆(3)上且与立杆(3)螺纹连接，所述托盘(7)位于限位传感器(6)的上方，所述配重物(8)位于托盘(7)的上端面上。

2.根据权利要求1所述的新拌混凝土粘度测量装置，其特征在于：所述配重物(8)为砝码。

3.根据权利要求1或2所述的新拌混凝土粘度测量装置，其特征在于：所述桶体(1)、限位板(4)和托盘(7)均由钢板制成。

4.根据权利要求3所述的新拌混凝土粘度测量装置，其特征在于：所述立杆(3)的直径为25mm～50mm。

5.根据权利要求1、2或4所述的新拌混凝土粘度测量装置，其特征在于：所述塑性粘度测量装置还包括底座(10)，所述桶体(1)位于底座(10)的上端面上，龙门架(2)固定在底座(10)上。