CN103675244B

CN103675244B - 一种混凝土匀质性测试方法

Info

Publication number: CN103675244B
Application number: CN201310642486.4A
Authority: CN
Inventors: 王军; 刘离; 杨文�; 李�杰
Original assignee: China Construction Ready Mixed Concrete Co Ltd
Current assignee: China Construction Ready Mixed Concrete Co Ltd
Priority date: 2013-12-03
Filing date: 2013-12-03
Publication date: 2015-04-15
Anticipated expiration: 2033-12-03
Also published as: CN103675244A

Abstract

本发明涉及一种建筑材料测试领域。一种混凝土匀质性测试方法，其特征在于，它包含以下步骤：1）准备混凝土匀质性测试装置，它包括：长支架、短支架、台秤、料筒；2）称量没装料时的料筒的重量，记为G₀；将料筒置于长支架和短支架上，读取电子秤示数，记为G₁；将料筒垂直放置，打开上方的料盖，将待测混凝土装满料筒后盖上料盖；将装满待测混凝土的料筒置于长支架和短支架上，立即读取电子秤示数，记为G_x；然后称量装满待测混凝土的料筒的重量，记为G₂；按照如下公式计算并表征被测混凝土匀质性C_v：C_v数值越接近1，混凝土匀质性越好。该方法测试快捷，结果准确，操作简便、易于推广。

Description

一种混凝土匀质性测试方法

技术领域

本发明涉及一种建筑材料测试领域，具体涉及一种混凝土匀质性测试方法。

背景技术

混凝土是当今应用最广泛的建筑材料之一，通常混凝土由水泥、矿物掺合料、碎石、砂、水、外加剂这六种组分均匀混合而成。混凝土在初凝之前被称为新拌混凝土，由于新拌混凝土具有流动性和可塑性，因此新拌混凝土中的各组分在受到重力、振动、泵送压力等作用下会发生相对运动，由于这些组分密度不一，其运动的趋势和速度也有所不同，例如：在重力或振动作用下，密度较大的砂石更易下沉，密度较小的自由水和水泥浆体更易上浮，这种不同的运动趋势导致了混凝土内部组分的分层现象。当混凝土置于形状规则的容器中时，若混凝土未出现分层，则混凝土的重心应与容器重心重合，若混凝土的重心与容重重心偏离越大，则说明混凝土中各组分分层越严重。

混凝土内组分常见的分层现象有：离析、泌水、骨料下沉等，当混凝土出现这些现象时，往往工作性和可泵性不佳，混凝土难以填充满模板、难以穿过钢筋间隙，在泵送时也容易引起堵泵，在混凝土硬化后也会导致蜂窝、麻面、骨料外露等缺陷，严重影响了混凝土的强度和耐久性，对建筑工程质量和人民生命财产安全带来了极大的隐患。因此，人们希望混凝土能够保持其内部各组分分布均匀、不易分层，即具有良好的匀质性。良好的匀质性应包括：①混凝土内各组分的密度差应尽可能小，以削弱各组分分层运动的趋势；②混凝土具有良好的粘聚性，以增加各组分分层运动的阻力；③混凝土具有良好的保水性，以防止混凝土内自由水的析出。

随着混凝土外加剂技术的不断发展，高效减水剂的应用得到普及，一方面降低了混凝土的水灰比、改善了混凝土的工作性和可泵性，为高强混凝土的配制和混凝土的泵送施工带来了便利，但另一方面高效减水剂对材料适应性和掺量的敏感性很高，进一步增大了混凝土分层离析的风险。另外，不同的建筑施工工艺以及不同的建筑结构部位对混凝土提出了不同的要求，一些新型的混凝土得到了广泛的发展与应用，如轻骨料混凝土和重晶石混凝土。轻集料混凝土和重晶石混凝土分别以表观密度较小的轻集料（例如陶粒、浮石）和表观密度较大的重晶石替代普通混凝土中的集料，以实现提高混凝土比强度、降低结构自重，阻挡辐射射线等功能。但这些特殊集料与普通砂石相比，与混凝土中的其它组分密度差更大，更易出现匀质性不良的问题。因此，混凝土的匀质性的控制和改进愈发得到了人们的重视，而混凝土匀质性控制和改进的基础则是混凝土匀质性的测试。

然而，目前国内外仍然还没有评价和测试混凝土匀质性的统一方法和装置。依据现有的实验研究和工程实践经验，人们往往通过利用测试混凝土坍落度、坍落拓展度、倒坍落度筒流空时间的方法测试混凝土的粘聚性和保水性，并辅以测试者的感官来判断混凝土是否离析泌水、集料是否上浮或下沉，再根据这些来综合评价混凝土的匀质性。这种方法虽然操作简单，但只能定性而不能定量判断混凝土的匀质性，测试者的主观感受或判断也会对测试结果造成影响。

从理论上讲，测试混凝土匀质性的理想方法是分别测量混凝土不同部位的组分比例和质量差，混凝土内不同部位的组分比例和质量差越小，混凝土匀质性越好。据此一些学者提出了一种混凝土匀质性测试方法，即在硬化后的混凝土中钻芯取样后，将芯样切成大小一致的圆饼，分别称量各圆饼的质量，并观察切面的集料分布密集程度，以此来评价、测定混凝土的匀质性，这种方法虽然能较准确的测试混凝土的匀质性，但该方法必须待混凝土硬化后进行，而且混凝土的钻芯和切割过程耗时长，能耗高，工作量和危险性大。中国专利200710053100.0提出了一种轻骨料混凝土匀质性测试方法，该方法通过让轻集料混凝土流入若干个叠放一起的分层度筒中，经振动一定时间后将各个分层度筒中的混凝土分别取出，清洗出每层混凝土中的轻集料，烘干至衡重后称重，再以此计算混凝土的分层度，该方法虽然在混凝土未硬化前即可较准确的测试出混凝土的匀质性，但该方法装置复杂，不易携带，操作过程十分繁琐，在操作中混凝土易发生漏洒，另外，位于不同分层度筒分界面上的集料的从属难以界定。中国专利201210136478.8提出了一种轻骨料混凝土匀质性的测试方法，该方法将轻骨料混凝土试件沿垂直于浇筑面的平面剖开，取其断面。对其断面进行采像，分别把断面上、下两部分的图像输入图像分析软件，计算上、下两部分的轻骨料的数量和面积。分析断面轻骨料分布情况，以此判断混凝土的匀质性，该方法虽操作比较简单，但也需待混凝土硬化后才能进行，剖开混凝土的过程工作量巨大，而且该方法中的装置复杂，成本高，不易推广。

综上所述，学术界和工程界都迫切需要一种测试快捷，结果准确，操作简便、易于推广的混凝土匀质性测试方法及装置。

发明内容

本发明的目的在于提供一种混凝土匀质性测试方法，该方法测试快捷，结果准确，操作简便、易于推广。

为达到上述目的，本发明所采取的技术方案为：一种混凝土匀质性测试方法，其特征在于，它包含以下步骤：

1）准备混凝土匀质性测试装置，它包括：长支架、短支架、台秤、料筒；料筒的一端部搁置在长支架上，料筒的另一端部搁置在短支架上，短支架放置在台秤上，料筒的端部设有料盖；料筒水平放置在长支架和短支架上（即长支架的顶端高度与短支架的顶端高度相等）；

2）按照上述方法准备好混凝土匀质性测试装置后，称量没装料时的料筒（带有料盖）的重量，记为G₀；将料筒置于长支架和短支架上，读取电子秤示数，记为G₁；将料筒垂直放置，打开上方的料盖，将待测混凝土装满料筒后盖上料盖；将装满待测混凝土的料筒置于长支架和短支架上，立即读取电子秤示数，记为G_x；然后称量装满待测混凝土的料筒的重量，记为G₂；按照如下公式计算并表征被测混凝土匀质性C_v：

C_{v} = \frac{2 (G_{x} - G_{1})}{G_{2} - G_{0}}

C_v数值越接近1，混凝土匀质性越好。

按照上述方案，其特征在于：所述的料筒为等内径、等外径的均匀料筒。

按照上述方案，其特征在于：所述的台秤在空载和达到最大量程之间的应变小于2mm。

按照上述方案，其特征在于：所述的台秤最大量程不小于短支架与装满被测混凝土的料筒的重量之和。

按照上述方案，其特征在于：所述的台秤为机械式或电子式台秤。

按照上述方案，其特征在于：所述的料盖设置在料筒的一端或两端。

按照上述方案，其特征在于：所述的长支架具有升降功能（包含有升降杆、基杆，升降杆插入基杆中由螺母锁紧）。

与现有技术相比，本发明的有益效果有：

1）测试快捷：混凝土拌合完成后即可进行测试且在短时间内就可得到测试结果；

2）结果准确：能够准确定量测得被测混凝土的匀质性；

3）操作简便：测试装置安装、操作过程简单，测试人员经简单培训后即可掌握；

4）易于推广：测试装置廉价易得，携带方便。

5）特别适用于大流动性混凝土、轻集料混凝土、重晶石混凝土的匀质性控制。

附图说明

图1为本发明一种具体实施例的混凝土匀质性测试装置的主视图。

图2为本发明长支架的侧视图。

图3为本发明短支架的侧视图。

图4为本发明料筒的侧视图。

图中标记说明：1-长支架，2-短支架，3-电子式台秤，4-料筒，5-料盖。

具体实施方式

为了更好的理解本发明，下面结合实施例和附图对本发明作进一步的描述。

请参阅图1-图4，混凝土匀质性测试装置，它包括：能升降的长支架1、短支架2、电子式台秤（电子台秤）3和料筒4；料筒4的左端部搁置在能升降的长支架1上，料筒4的右端部搁置在短支架2上，短支架2放置在电子式台秤3上，料筒4的左端和右端均设有料盖5；长支架的顶端高度与短支架的顶端高度相等（调节长支架，即使料筒水平）。

为便于测试完成后将料筒中的被测混凝土取出和清洗料筒，料筒的两端（或称左右两侧）均设有料盖（或称筒盖）5，为避免测试过程中出现漏浆，料筒的筒身与料盖之间密封性良好。将短支架置于电子台秤上，调整长支架上的升降杆使长支架与短支架顶端高度一致；调整长支架与短支架之间的距离，使料筒搁置在两个支架上时，两个支架恰好能支撑料筒的两端并使料筒保持水平；

按照上述方法准备好混凝土匀质性测试装置后，称量没装料（空料）时的料筒（带有2个料盖，因本实例图中采用2个料盖）的重量，记为G₀；将料筒置于长支架1和短支架2上，读取电子秤示数，记为G₁；将料筒垂直放置，打开上方的料盖，将待测混凝土装满料筒后盖上料盖；将装满待测混凝土的料筒置于长支架1和短支架2上，立即读取电子秤示数，记为G_x；然后称量装满待测混凝土的料筒的重量，记为G₂；按照如下公式计算并表征被测混凝土匀质性C_v：

C_{v} = \frac{2 (G_{x} - G_{1})}{G_{2} - G_{0}}

当被测混凝土各部分组分均匀，各组分未发生分层，匀质性良好时，料筒中混凝土的重心与料筒的中心重合，C_v数值应等于1；当被测混凝土匀质性不良，发生分层时，料筒中混凝土的重心会发生偏移，C_v数值也会发生改变，C_v数值与1相差越大，被测混凝土匀质性越差（C_v数值越接近1，混凝土匀质性越好）。

下面将结合实施例来进一步具体说明本发明。

表1为用来测试混凝土匀质性的实施例1-6的混凝土的配合比。其中实施例1-2为C30普通混凝土；实施例3-4为C60高强混凝土；实施例4-5为轻集料混凝土，轻集料为800级页岩陶粒，表观密度1300kg/m³；实施例6为轻集料混凝土，轻集料为700级页岩陶粒，表观密度1160kg/m³。

表1

表2为表1所列实施例1～6中的混凝土经上述方法测试得到的试验数据：

实施例	G₀（kg）	G₁（kg）	G₂（kg）	G_x（kg）
					1	1.50	0.75	23.01	12.26
2	1.50	0.75	23.01	12.80
					3	1.50	0.75	23.28	11.97
4	1.50	0.75	18.42	7.94
					5	1.50	0.75	18.42	7.18
6	1.50	0.75	18.24	7.45

将表2中的试验数据按照本发明中的公式计算得到实施例1～6中的混凝土匀质性的结果见表3：

表3

实施例	C_v	新拌混凝土性状描述
			1	1.07	混凝土流动性好，粘度较小，不泌水，不离析
2	1.12	混凝土离析，粗骨料外露明显，泌水，抓底
			3	1.03	混凝土流动性好，粘度大，不泌水，不离析
4	0.85	混凝土流动性好，轻集料轻微上浮
			5	0.76	混凝土流动性好，粘度小，轻集料严重上浮
6	0.80	混凝土流动性好，轻集料上浮

表3中“C_v”一列为利用本发明测得的混凝土匀质性结果，“新拌混凝土性状描述”一列为具有混凝土检测资质的试验员对各实施例中的新拌混凝土进行目测及用小铲进行手动拌制后进行的性状描述。

根据试验数据，实施例1～6的C_v值与1分别相差0.07、0.12、0.03、0.15、0.24、0.20。因此，实施例1～6中的被测混凝土匀质性由优到劣依次为实施例3、实施例1、实施例2、实施例4、实施例6、实施例5；各实施例中新拌混凝土的性状描述与利用本发明测得的测试结果相符。

由此可知，通过上述方法可快速、便捷的测得混凝土的匀质性。

本发明的保护范围并不限于上述实施例，其它与本发明实质相同的技术方案都属于本发明保护的范围。

Claims

1.一种混凝土匀质性测试方法，其特征在于，它包含以下步骤：

1)准备混凝土匀质性测试装置，它包括：长支架、短支架、台秤、料筒；料筒的一端部搁置在长支架上，料筒的另一端部搁置在短支架上，短支架放置在台秤上，料筒的端部设有料盖；料筒水平放置在长支架和短支架上；

2)按照上述方法准备好混凝土匀质性测试装置后，称量没装料时的料筒的重量，记为G₀；将料筒置于长支架和短支架上，读取台秤示数，记为G₁；将料筒垂直放置，打开上方的料盖，将待测混凝土装满料筒后盖上料盖；将装满待测混凝土的料筒置于长支架和短支架上，立即读取台秤示数，记为G_x；然后称量装满待测混凝土的料筒的重量，记为G₂；按照如下公式计算并表征被测混凝土匀质性C_v：

C_{v} = \frac{2 (G_{x} - G_{1})}{G_{2} - G_{0}}

C_v数值越接近1，混凝土匀质性越好。

2.根据权利要求1所述的一种混凝土匀质性测试方法，其特征在于：所述的料筒为等内径、等外径的均匀料筒。

3.根据权利要求1所述的一种混凝土匀质性测试方法，其特征在于：所述的台秤在空载和达到最大量程之间的应变小于2mm。

4.根据权利要求1所述的一种混凝土匀质性测试方法，其特征在于：所述的台秤最大量程不小于短支架与装满被测混凝土的料筒的重量之和。

5.根据权利要求1所述的一种混凝土匀质性测试方法，其特征在于：所述的台秤为机械式或电子式台秤。

6.根据权利要求1所述的一种混凝土匀质性测试方法，其特征在于：所述的料盖设置在料筒的一端或两端。

7.根据权利要求1所述的一种混凝土匀质性测试方法，其特征在于：所述的长支架具有升降功能。