CN105806745A - 一种透水混凝土工作性测定装置和测试方法 - Google Patents

一种透水混凝土工作性测定装置和测试方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种透水混凝土工作性测定装置和测试方法，该测定装置包括：坍落度筒；喂料斗，喂料斗用于向塌落度筒送入透水混凝土试样；成型筒，成型筒为圆筒结构；底部支撑装置，底部支撑装置包括底板和弧形定位板；弧形定位板固定在底板的边缘，用于限定成型筒的位置；平板振动器，平板振动器包括圆形的振动板和振动器，振动器固定在振动板的一侧；振动板的直径小于成型筒的内径；透水混凝土刮平装置，透水混凝土刮平装置包括中轴、刮板、把手和横梁，刮板固定在中轴的下端。本发明装置解决了透水混凝土混合料量化评价的技术难题，为业内透水混凝土的研究和应用提供了一个实用、简便、科学有效的测试与评价方法。

Description

一种透水混凝土工作性测定装置和测试方法
技术领域
本发明属于透水混凝土性能测试技术领域，特别是涉及一种透水混凝土工作性测定装置，以及利用该装置完成的透水混凝土工作性能测试方法。
背景技术
近年来随着我国提出海绵城市建设的规划，业内对透水混凝土路面施工与测试技术的需求迅速上升，而透水混凝土在我国研究和应用起步比较晚，更缺乏有针对性的透水混凝土性能测试方法。
由于透水混凝土是干硬性混凝土，混凝土骨料颗粒之间是点接触，传统的普通混凝土坍落度的测试方法是测定混凝土混合料自重作用下混凝土坍落的高度，称为坍落度。而对于透水混凝土，由于其干硬性和粘稠性，在很多情况没有坍落度，即便是有，由于其值很小，多数情况下难于对不同工作性的混凝土加以区别。
在普通混凝土的性能测试方法里有一个对稠度测试的方法-维勃稠度法,这一测试方法与透水混凝土混合料的特点不相吻合,试验时在下方对透水混凝土拌合物进行振动，受振动强弱和重力的影响，包裹骨料的浆体有明显的向下流动趋势，造成浆体在透水混凝土的底部汇集，混凝土透水性降低。而在透水混凝土实际施工时，与普通混凝土施工的振动器插入式振动不同，透水混凝土施工是以振动辊碾压、平板振动器振动或磨光机整平的方法从上方施加振动力，包裹骨料的浆体有向上流动的趋势，在使浆体向下流动趋势的重力共同作用下，形成整体均匀的多孔结构。因此，若用传统的维勃稠度法测试透水混凝土工作性与其施工性能关联度不高。
国外对透水混凝土混合料的评价，采用经验直观的方法，即手捏能成团与否来判断，这种方法没有量化指标，受操作者的主观因素的影响。
发明内容
本发明的第一目的是提供一种透水混凝土工作性测定装置。
本发明的第二目的是提供一种透水混凝土工作性测定方法。
为了实现上述第一目的，本发明提供一种透水混凝土工作性测定装置，其包括：
坍落度筒，其包括圆台结构的筒体，筒体的上口直径小于下口直径；
喂料斗，所述喂料斗用于向所述塌落度筒送入透水混凝土试样；
成型筒，所述成型筒为圆筒结构，坍落度筒能够放入所述成型筒；
底部支撑装置，所述底部支撑装置包括底板和弧形定位板；所述弧形定位板固定在所述底板的边缘，用于限定所述成型筒的位置；
平板振动器，所述平板振动器包括圆形的振动板和振动器，所述振动器固定在所述振动板的一侧；所述振动板的直径小于所述成型筒的内径；
透水混凝土刮平装置，所述透水混凝土刮平装置包括中轴、刮板、横梁,和把手，所述刮板固定在中轴的下端，所述把手固定在中轴的上端，横梁与中轴固定连接，位于刮板和把手之间。
根据权利要求1所述的透水混凝土工作性测定装置，其特征在于，所述塌落度筒还包括两个提手，所述提手位置对称地固定在筒体的外壁。
本发明如上所述的透水混凝土工作性测定装置，进一步，所述喂料斗为空心圆台结构，喂料斗的上口直径大于下口直径；喂料斗的下端与坍落度筒的上端可拆卸连接。
本发明如上所述的透水混凝土工作性测定装置，进一步，所述底部支撑装置的弧形定位板数量为2～3个；所述弧形定位板相互间隔的固定在所述底板的边缘。
本发明如上所述的透水混凝土工作性测定装置，进一步，成型筒、底部支撑装置的底板和平板振动器的振动板由无色透明的有机玻璃板制成，有机玻璃板厚度为5～8mm。
本发明如上所述的透水混凝土工作性测定装置，进一步，坍落度筒的上口内径为100mm,下口内径为200mm,高度为300mm；成型筒的内径240mm，高度200mm；振动板的直径比成型筒的内径小2mm。
为了实现上述第二目的，本发明提供一种透水混凝土工作性测试方法，所述测试方法利用如上任一项所述的透水混凝土工作性测定装置完成，包括以下步骤：
步骤1，把透水混凝土工作性测定装置放置在坚实的水平的地面上，用湿布把喂料斗内壁、坍落度筒内壁、成型筒内壁、底部支撑装置的底板及其它用具表面润湿；
步骤2，将坍落度筒放置在底部支撑装置的弧形定位板内，喂料斗安装在塌落度筒顶端，用手压住坍落度筒保持坍落度筒在装料时位置固定；
步骤3，将待测透水混凝土试样分层装满坍落度筒；
步骤4，清除底部支撑装置的底板上的混凝土后，垂直平稳地提起坍落度筒；坍落度筒的提离过程应在10秒内完成；
步骤5，记录坍落值SL，单位mm；
步骤6，将透水混凝土刮平装置放入成型筒内后手动使其旋转，刮板将待测透水混凝土试样均匀的平铺在成型筒内，测量待测透水混凝土试样的高度H1，H1为待测透水混凝土试样的虚铺高度；
步骤7，采用平板振动器放置在混凝土上方开始振动，同时开启秒表记录时间，振动过程中禁止手扶振动器，到混凝土振平停止秒表计时，记录时间秒数Sv,作为待测透水混凝土试样工作性稠度指标；
步骤8，脱去成型筒，观察记录混凝土表面、侧壁和底面的状态，记录混凝土的成型高度H2，通过计算获得试样的富余系数Hr=V1/V2；V1为坍落度筒的容积，V2为步骤8中振动成型后柱形混凝土的体积，通过成型筒的横截面积和高度H2计算得出。
优选地，步骤3的具体过程为：将待测透水混凝土试样分三层装入坍落度筒，每层混凝土高度约为坍落度筒高度的三分之一；每层用混凝土捣棒插捣均匀，每层插捣25次;沿螺旋方向由外向中心进行，各次插捣应在截面上均匀分布，插捣底层混凝土时捣棒应贯穿整个深度，插捣第中层混凝土和顶层混凝土时，捣棒应插透本层混凝土至下一层混凝土的上表面；浇至顶层混凝土时，混凝土需高出坍落度筒的筒口，插捣顶层混凝土过程中，如混凝土低于坍落度筒的筒口，则应随时添加，顶层插捣完后，刮去多余的混凝土，禁止将高出筒口的混凝土拍打压入坍落度筒内。
本发明的有益效果是：
本发明采用平板振动器放置在混凝土上方开始振动，记录振动时间作为待测透水混凝土试样工作性稠度指标；该测试过程与透水混凝土施工过程一致，以振动辊碾压、平板振动器振动或磨光机整平的方法从上方施加振动力，包裹骨料的浆体有向上流动的趋势，在使浆体向下流动趋势的重力共同作用下，形成整体均匀的多孔结构。测试透水混凝土稠度指标与其施工性能关联度高。同时，采用量化的虚铺高度及富余系数指标，避免了采用经验直观的方法，受操作者的主观因素的影响的缺陷。本发明测定透水混凝土稠度指标的装置和方法契合透水混凝土的特点，实践证明可以准确评价透水混凝土混合料的稠度,并在实际应用中取得了理想的效果。
附图说明
通过结合以下附图所作的详细描述，本发明的上述和/或其他方面和优点将变得更清楚和更容易理解，这些附图只是示意性的，并不限制本发明，其中：
图1为本发明一种实施例的透水混凝土工作性测定装置的整体结构示意图；
图2为本发明一种实施例的喂料斗示意图；
图3为本发明一种实施例的坍落度筒示意图；
图4为本发明一种实施例的成型筒示意图；
图5为本发明一种实施例的底部支撑装置示意图；
图6为本发明一种实施例的平板振动器示意图；
图7为本发明一种实施例的透水混凝土刮平装置示意图。
附图中，各标号所代表的部件列表如下：
1、喂料斗；
2、坍落度筒，21、筒体，22、提手；
3、成型筒；
4、底部支撑装置，41、底板，42、弧形定位板；
5、平板振动器，51、振动板，52、振动器；
6、透水混凝土刮平装置，61、中轴，62、刮板，63、横梁，64、把手。
具体实施方式
在下文中，将参照附图描述本发明的透水混凝土工作性测定装置和测试方法的实施例。
在此记载的实施例为本发明的特定的具体实施方式，用于说明本发明的构思，均是解释性和示例性的，不应解释为对本发明实施方式及本发明范围的限制。除在此记载的实施例外，本领域技术人员还能够基于本申请权利要求书和说明书所公开的内容采用显而易见的其它技术方案，这些技术方案包括采用对在此记载的实施例的做出任何显而易见的替换和修改的技术方案。
本说明书的附图为示意图，辅助说明本发明的构思，示意性地表示各部分的形状及其相互关系。请注意，为了便于清楚地表现出本发明实施例的各部件的结构，各附图之间并未按照相同的比例绘制。相同的参考标记用于表示相同的部分。
图1示出本发明一种实施例的透水混凝土工作性测定装置，其包括：
坍落度筒2，如图3所示，其包括圆台结构的筒体21，筒体的上口直径小于下口直径；在优选的实施例中，如图3所示，所述塌落度筒还包括两个提手22，所述提手22位置对称地固定在筒体21的外壁。
喂料斗1，所述喂料斗用于向所述塌落度筒2送入透水混凝土试样；
成型筒3，如图4所示，所述成型筒3为圆筒结构，坍落度筒2能够放入所述成型筒3；
底部支撑装置4，如图5所示，所述底部支撑装置4包括底板41和弧形定位板42；所述弧形定位板42固定在所述底板41的边缘，用于限定所述成型筒3的位置；
平板振动器5，如图6所示，所述平板振动器5包括圆形的振动板51和振动器52，所述振动器52固定在所述振动板51的一侧；所述振动板51的直径小于所述成型筒3的内径；
透水混凝土刮平装置6，如图7所示，所述透水混凝土刮平装置6包括中轴61、刮板62、横梁63和把手64，所述刮板62固定在中轴61的下端，所述把手64固定在中轴61的上端，横梁63与中轴61固定连接，位于刮板62和把手64之间。横梁的作用是把刮平装置架在成型筒上,便于中轴61转动。
在本发明如上所述的透水混凝土工作性测定装置中，如图2所示，所述喂料斗1为空心圆台结构，喂料斗1的上口直径大于下口直径；喂料斗1的下端与坍落度筒的上端可拆卸连接。例如喂料斗1的下端与坍落度筒2的上端通过适配的螺纹实现可拆卸连接。
在本发明如上所述的透水混凝土工作性测定装置中，如图5所示，所述底部支撑装置4的弧形定位板42数量为2～3个；所述弧形定位板42相互间隔的固定在所述底板41的边缘。
在本发明如上所述的透水混凝土工作性测定装置中，为了便于进行透水混凝土工作性测定，便于观察混凝土实时状态，测定装置的成型筒3、底部支撑装置4的底板41和平板振动器5的振动板51由无色透明的有机玻璃板制成，有机玻璃板厚度为5～8mm。
在本发明如上所述的透水混凝土工作性测定装置中，各组成部件具有以下优选尺寸：坍落度筒的上口内径为100mm,下口内径为200mm,高度为300mm；成型筒的内径240mm，高度200mm；振动板的直径比成型筒的内径小2mm。
透水混凝土的工作性测试利用上述实施例的装置，并按照以下试验步骤进行：
步骤1，把透水混凝土工作性测定装置放置在坚实的水平的地面上，用湿布把喂料斗内壁、坍落度筒内壁、成型筒内壁、底部支撑装置的底板及其它用具表面润湿；
步骤2，将坍落度筒放置在底部支撑装置4的弧形定位板42内，喂料斗安装在塌落度筒顶端，用手压住坍落度筒2保持坍落度筒2在装料时位置固定；
步骤3，将待测透水混凝土试样分层装满坍落度筒2；在一种具体实施例中，步骤3的具体过程为：将待测透水混凝土试样分三层装入坍落度筒2，每层混凝土高度约为坍落度筒2高度的三分之一；每层用混凝土捣棒插捣均匀，插捣沿螺旋方向由外向中心进行，每层插捣25次;各次插捣应在截面上均匀分布，插捣底层混凝土时捣棒应贯穿整个深度，插捣第中层混凝土和顶层混凝土时，捣棒应插透本层混凝土至下一层混凝土的上表面；浇至顶层混凝土时，混凝土需高出坍落度筒2的筒口，插捣顶层混凝土过程中，如混凝土低于坍落度筒2的筒口，则应随时添加，顶层插捣完后，刮去多余的混凝土，禁止将高出筒口的混凝土拍打压入坍落度筒2内。
步骤4，清除底部支撑装置4的底板上的混凝土后，垂直平稳地提起坍落度筒；坍落度筒2的提离过程应在10秒内完成；
步骤5，记录坍落值SL，单位mm；
步骤6，将透水混凝土刮平装置放入成型筒3内后手动使其旋转，刮板将待测透水混凝土试样均匀的平铺在成型筒3内，测量待测透水混凝土试样的高度H1，H1为待测透水混凝土试样的虚铺高度；
步骤7，采用平板振动器5放置在混凝土上方开始振动，同时开启秒表记录时间，振动过程中禁止手扶振动器，到混凝土振平停止秒表计时，记录时间秒数Sv,作为待测透水混凝土试样工作性稠度指标；
步骤8，脱去成型筒3，观察记录混凝土表面、侧壁和底面的状态，记录混凝土的成型高度H2，通过计算获得试样的富余系数Hr=V1/V2；V1为坍落度筒的容积，V2为步骤8中振动成型后柱形混凝土的体积，通过成型筒的横截面积和高度H2计算得出。
实施例1
原材料：骨料5～10mm，水泥P.O42.5，聚羧酸减水剂(液)，减水率35%。
表1试验混凝土配合比1
配合比1的骨料/胶材比为3.8，测试表明，混凝土成型性能良好，形成均匀分布孔隙，振平秒数Sv与可施工性有较好的对应性,Sv值在12～16(秒),混凝土可施工性能良好。
实施例2
原材料：骨料5～10mm，水泥P.C42.5，聚羧酸减水剂(液)，减水率35%
表2试验混凝土配合比2
配合比2的骨料/胶材比为4.22，混凝土的振平秒数Sv较配合比1的长，表明实际施工时需施加的振动能高，相对于配合比1工作性差。
上述披露的各技术特征并不限于已披露的与其它特征的组合，本领域技术人员还可根据发明之目的进行各技术特征之间的其它组合，以实现本发明之目的为准。

Claims (8)

1.一种透水混凝土工作性测定装置，其特征在于，包括：
坍落度筒，其包括圆台结构的筒体，筒体的上口直径小于下口直径；
喂料斗，所述喂料斗用于向所述塌落度筒送入透水混凝土试样；
成型筒，所述成型筒为圆筒结构，坍落度筒能够放入所述成型筒；
底部支撑装置，所述底部支撑装置包括底板和弧形定位板；所述弧形定位板固定在所述底板的边缘，用于限定所述成型筒的位置；
平板振动器，所述平板振动器包括圆形的振动板和振动器，所述振动器固定在所述振动板的一侧；所述振动板的直径小于所述成型筒的内径；
透水混凝土刮平装置，所述透水混凝土刮平装置包括中轴、刮板、横梁,和把手，所述刮板固定在中轴的下端，所述把手固定在中轴的上端，横梁与中轴固定连接，位于刮板和把手之间。
2.根据权利要求1所述的透水混凝土工作性测定装置，其特征在于，所述塌落度筒还包括两个提手，所述提手位置对称地固定在筒体的外壁。
3.根据权利要求1所述的透水混凝土工作性测定装置，其特征在于，所述喂料斗为空心圆台结构，喂料斗的上口直径大于下口直径；喂料斗的下端与坍落度筒的上端可拆卸连接。
4.根据权利要求1所述的透水混凝土工作性测定装置，其特征在于，所述底部支撑装置的弧形定位板数量为2～3个；所述弧形定位板相互间隔的固定在所述底板的边缘。
5.根据权利要求1所述的透水混凝土工作性测定装置和测试方法，其特征在于，成型筒、底部支撑装置的底板和平板振动器的振动板由无色透明的有机玻璃板制成，有机玻璃板厚度为5～8mm。
6.根据权利要求1～5任一项所述的透水混凝土工作性测定装置，其特征在于，坍落度筒的上口内径为100mm,下口内径为200mm,高度为300mm；成型筒的内径240mm，高度200mm；振动板的直径比成型筒的内径小2mm。
7.一种透水混凝土工作性测试方法，其特征在于：所述测试方法利用权利要求6所述的透水混凝土工作性测定装置完成，包括以下步骤：
步骤1，把透水混凝土工作性测定装置放置在坚实的水平的地面上，用湿布把喂料斗内壁、坍落度筒内壁、成型筒内壁、底部支撑装置的底板及其它用具表面润湿；
步骤2，将坍落度筒放置在底部支撑装置的弧形定位板内，喂料斗安装在塌落度筒顶端，用手压住坍落度筒保持坍落度筒在装料时位置固定；
步骤3，将待测透水混凝土试样分层装满坍落度筒；
步骤4，清除底部支撑装置的底板上的混凝土后，垂直平稳地提起坍落度筒；坍落度筒的提离过程应在10秒内完成；
步骤5，记录坍落值SL，单位mm；
步骤6，将透水混凝土刮平装置放入成型筒内后手动使其旋转，刮板将待测透水混凝土试样均匀的平铺在成型筒内，测量待测透水混凝土试样的高度H1，H1为待测透水混凝土试样的虚铺高度；
步骤7，采用平板振动器放置在混凝土上方开始振动，同时开启秒表记录时间，振动过程中禁止手扶振动器，到混凝土振平停止秒表计时，记录时间秒数Sv,作为待测透水混凝土试样工作性稠度指标；
步骤8，脱去成型筒，观察记录混凝土表面、侧壁和底面的状态，记录混凝土的成型高度H2，通过计算获得试样的富余系数Hr=V1/V2；V1为坍落度筒的容积，V2为步骤8中振动成型后柱形混凝土的体积，通过成型筒的横截面积和高度H2计算得出。
8.根据权利要求7所述的透水混凝土工作性测试方法，其特征在于，步骤3的具体过程为：将待测透水混凝土试样分三层装入坍落度筒，每层混凝土高度约为坍落度筒高度的三分之一；每层用混凝土捣棒插捣均匀，插捣沿螺旋方向由外向中心进行，每层插捣25次;各次插捣应在截面上均匀分布，插捣底层混凝土时捣棒应贯穿整个深度，插捣第中层混凝土和顶层混凝土时，捣棒应插透本层混凝土至下一层混凝土的上表面；浇至顶层混凝土时，混凝土需高出坍落度筒的筒口，插捣顶层混凝土过程中，如混凝土低于坍落度筒的筒口，则应随时添加，顶层插捣完后，刮去多余的混凝土，禁止将高出筒口的混凝土拍打压入坍落度筒内。
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