CN104048899A - 一种堆石混凝土密实度测定装置及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种堆石混凝土密实度测定装置及其方法，所述测定装置包括测试杆及套装在测试杆上部的固定臂，所述测试杆下端安装有压力表，上端安装有测试仪器；所述测定方法为在堆石混凝土堆放好块石后，采用固定臂固定好测试点处的压力表及测试杆，测量测试杆水平面夹角；等待浇筑完成混凝土表面相对稳定后，通过测试仪器读取单位面积的压力值、测试杆掩埋段长度等测试参数；使用相同的混凝土在浇筑现场制作混凝土标准试块，获取标准试块的密度值；利用检测参数可计算出测试点堆石混凝土的密实度值。该方法使用方便，精度高，工作效率高，综合使用成本低，可用于大型工程、复杂工程多测试点的检测工作。

Description

一种堆石混凝土密实度测定装置及其方法

技术领域

本发明属于工程建筑技术领域，涉及一种工程建筑物工程质量检测方法，具体是涉及一种堆石混凝土密实度测定装置及其方法。

背景技术

在水利水电坝体、复杂构筑物和地基基础等工程中，堆石混凝土作为填筑材料的使用越来越广泛。堆石混凝土是利用自密实混凝土的高流动、抗分离性能好以及自流动的特点，在粒径较大的块石内随机充填自密实混凝土而形成的堆石混凝土体。它具有水泥用量少、水化温升小、综合成本低、施工速度快、良好的体积稳定性、层间抗剪能力强等优点。然而，密实度对堆石混凝土的性能影响是非常显著的，是施工质量的主要控制指标之一，特别是对于免振捣混凝土、钢管混凝土和异形混凝土构件等特殊的混凝土及混凝土构件尤其重要。因此，为保证施工填筑质量，根据相关技术要求，需要对堆石混凝土密实度进行实时检测。

目前，常用的混凝土密实度检测方法主要有：外观检查法、钻孔取芯检查法、超声波检查法、预埋管件无损检查法等，上述方法均有其局限性，且均需要在混凝土凝固成型后才能检测，对于混凝土是否存在缺陷无法进行实时判定。例如，公开号为CN202939133U的中国专利公开了一种堆石混凝土密实度红外摄像头成像检测装置，该装置包括外表带有刻度的钢管、摄像头外罩、调焦镜头、红外摄像头、螺杆、数据线和笔记本电脑，所述红外摄像头设置在摄像头外罩内，红外摄像头的前部设有调焦镜头，螺杆固定在摄像头外罩的上部，外表带有刻度的钢管与螺杆旋接，数据线的一端与红外摄像头相连接，数据线的另一端与笔记本电脑相连接，使用该装置可以简捷与客观的对堆石混凝土密实度检测。但是该装置是采用红外摄像，对某一混凝土表面进行红外照片，通过照片观察出混凝土的密实情况，估算混凝土的空隙率，属于外观检查法中的一种特殊方法，检测结果受个人的技术水平与判断方式影响较大，因此检测结果不理想。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种堆石混凝土密实度测定装置及其方法。

本发明是通过如下技术方案予以实现的。

一种堆石混凝土密实度检测装置，包括测试杆及套装在测试杆上部的固定臂，所述测试杆下端安装有压力表，上端安装有测试仪器。

所述固定臂与水平面平行。

作为本发明的另一目的，还提供了一种采用上述装置测定堆石混凝土密实度的方法，该方法主要包括如下步骤：

(1)测量测试杆与水平面的夹角α：在堆石混凝土堆放好块石后，确定测试点，采用固定臂固定好测试点处的压力表及测试杆，然后测量测试杆水平面的夹角α；

(2)测试单位面积的混凝土压力及测试杆的掩埋长度：待混凝土浇筑完成，混凝土表面相对稳定后，通过测试仪器读取单位面积的混凝土压力值P，并以压力表中心为零起点，读取混凝土测试杆掩埋段长度L；

(3)制作混凝土标准块：使用相同的混凝土在浇筑现场制作混凝土标准试块，并采用重量与体积比的方法测量混凝土标准试块的密度值ρ₀；

(4)确定堆石混凝土的密实度K：堆石混凝土的密实度K如下式所示：

$K=n\frac{P}{{\mathrm{\ρ}}_{0}L\sin \left(a\right)}$

式中，P为测试点处测试的单位面积压力值，单位为g/cm²；ρ₀为混凝土标准试块的密度值，单位为g/cm³；L为测试杆掩埋段长度，单位为cm；α为测试杆与水平面的夹角，单位为度；n为深度校正系数；

所述深度校正系数n如下式所示：

$n=K\frac{{\mathrm{\ρ}}_{0}L\sin \left(a\right)}{P}$

式中：K为已知测试点的混凝土密实度，P为测试点处测试的单位面积压力值；ρ₀为混凝土标准试块的密度值；L为测试杆掩埋段长度；α为测试杆与水平面的夹角。

本发明的有益效果是：

与现有技术相比，本发明由于是采用一种非破坏性的地球物理探测方法，可以安全地用于正在建设中的工程现场的各种工作场地条件，适应性和干扰性强，具有较好的测试分辨率和精度；采用本发明所述堆石混凝土密实度检测方法，在测定堆石混凝土密实度时，只要得到的单位面积的压力值P、测试杆掩埋段长度L、测试杆与水平面夹角α、混凝土标准试块的密度值ρ₀，就可以较准确地计算出测试点堆石混凝土的密实度；该方法操作简单，现场仅需1～2人即可工作。试验证明，本发明的方法具有理想的测定结果，而且工作量小，工作效率高，综合使用成本低，可用于大型工程、复杂工程多测试点的检测工作，同时，工作原理更加简单并易于理解，可在工程建筑物勘测检测技术领域广泛推广应用。

附图说明

图1为本发明所述检测装置的结构示意图；

图2为采用本发明所述方法对堆石混凝土密实度的测定示意图。

图中：1-压力表，2-测试仪器，3-测试杆，4-堆石混凝土，5-固定臂。

具体实施方式

下面结合附图进一步描述本发明的技术方案，但要求保护的范围并不局限于所述。

如图1所示，本发明所述的一种堆石混凝土密实度检测装置，包括测试杆3及套装在测试杆3上部的固定臂5，所述测试杆3下端安装有压力表1，上端安装有测试仪器2；所述固定臂5与水平面平行，用于测试时固定测试点处的压力表1。

如图2所示，采用如图1所述的测定装置测定堆石混凝土密实度的方法，该方法主要包括如下步骤：

(1)在堆石混凝土4堆放好块石后，确定测试点，采用固定臂5固定好测试点处的压力表1及测试杆3，测量测试杆水平面夹角α；

(2)等待混凝土浇筑完成，混凝土表面相对稳定后，即通过测试仪器2读取单位面积的压力值P，并以压力表1中心为零起点，读取混凝土测试杆3掩埋段长度L；

(3)使用相同的混凝土在浇筑现场制作混凝土标准试块，采用常规的重量与体积比的方法测量混凝土标准试块的密度值ρ₀；

(4)将上述步骤得到的单位面积的压力值P、测试杆掩埋段长度L、测试杆水平面夹角α、混凝土标准试块的密度值ρ₀代入下式，得出堆石混凝土4的密实度K如下式所示：

$K=n\frac{P}{{\mathrm{\ρ}}_{0}L\sin \left(a\right)}$

上式中，K为测试点的密实度；P为测试点处测试的单位面积压力值，单位为g/cm²；ρ₀为混凝土标准试块的密度值，单位为g/cm³；L为测试杆掩埋段长度，单位为cm；α为测试杆与水平面的夹角，单位为度；n为深度校正系数；

在本技术方案中，深度校正系数n的确定方法如下：

在相同深度的堆石混凝土4上选择三个测试点，在三个测试点分别按照上述方法步骤进行测试，得到混凝土标准试块的密度值为ρ₀；单位面积压力值分别为P₁、P₂、P₃；测试杆3掩埋段长度分别为L₁、L₂、L₃；测试杆3与水平面的夹角分别为α₁、α₂、α₃。

等待堆石混凝土4凝固后，采用钻孔取芯的方法在三个测试点位置钻孔取芯，利用常规的室内试验获得三个测试点的K₁、K₂、K₃。

将上述步骤得到的三个测试点的测试参数值ρ₀和P、L、α、K代入以下公式，分别得到三个测试点的深度校正系数n₁、n₂、n₃。

$n=K\frac{{\mathrm{\ρ}}_{0}L\sin \left(a\right)}{P}$

在上式中，n为深度校正系数；K为测试点的密实度；P为测试点处测试的单位面积压力值，单位为g/cm²；ρ₀为标准试块的密度值，单位为g/cm³；L为测试杆掩埋段长度，单位为cm；α为测试杆与水平面的夹角，单位为度；

根据上述步骤求出的三个测定的率定参数n₁、n₂、n₃，取三个率定参数的算术平均值作为该堆石堆石体的深度校正系数n。

在实际应用中，深度校正系数n可以通过更多测试点反复计算确定，若测试深度变化较大，可以采用同样的方法确定不同深度的深度校正系数n。深度校正系数n计算选取的测试点数按照一定的百分比在总测试点数中确定，以5％～15％为宜。

Claims (4)

1.一种堆石混凝土密实度检测装置，其特征在于：包括测试杆(3)及套装在测试杆(3)上部的固定臂(5)，所述测试杆(3)下端安装有压力表(1)，上端安装有测试仪器(2)。 

2.根据权利要求1所述的一种堆石混凝土密实度检测装置，其特征在于：所述固定臂(5)与水平面平行。 

3.一种堆石混凝土密实度测定方法，其特征在于：该方法主要包括如下步骤： 

(1)测量测试杆与水平面的夹角α：在堆石混凝土(4)堆放好块石后，确定测试点，采用固定臂(5)固定好测试点处的压力表(1)及测试杆(3)，然后测量测试杆(3)水平面的夹角α； 

(2)测试单位面积的混凝土压力及测试杆的掩埋长度：待混凝土浇筑完成，混凝土表面相对稳定后，通过测试仪器(2)读取单位面积的混凝土压力值P，并以压力表(1)中心为零起点，读取混凝土测试杆(3)掩埋段长度L； 

(3)制作混凝土标准块：使用相同的混凝土在浇筑现场制作混凝土标准试块，并采用重量与体积比的方法测量混凝土标准试块的密度值ρ₀； 

(4)确定堆石混凝土的密实度K：堆石混凝土(4)的密实度K如下式所示： 

式中，P为测试点处测试的单位面积压力值，ρ₀为混凝土标准试块的密度值，L为测试杆掩埋段长度，α为测试杆与水平面的夹角，n为深度校正系数。 

4.根据权利要求3所述的一种堆石混凝土密实度测定方法，其 特征在于：所述深度校正系数n如下式所示： 

式中：K为已知测试点的混凝土密实度，P为测试点处测试的单位面积压力值；ρ₀为混凝土标准试块的密度值；L为测试杆掩埋段长度；α为测试杆与水平面的夹角。