CN108627442A - 一种多孔混凝土孔隙率快速测试装置 - Google Patents
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Abstract
本发明属于孔隙率测定技术领域，公开了一种多孔混凝土孔隙率快速测试装置，由悬挂系统和称量系统构成；悬挂系统由悬丝、受力支架构成；称量系统由悬浮试件、水槽、计量秤构成；悬浮试件通过悬丝悬挂固定在受力支架上，悬浮试件悬浸于水槽中，水槽置于计量秤上，水槽内部栓接有超声波震动器。本发明采用超声波震动装置，将试块中的气泡通过震动快速排出，节省试验过程时间，减小由于气泡排出不完全造成测试浮力增大带来的试验误差，将计量秤放置在测量的最底层，通过直接测量浮力来实现测量数据，能减少测量次数，节约试验时间，提高检测效率，使试验数据更准确。
Description
技术领域
本发明属于孔隙率测定技术领域，尤其涉及一种多孔混凝土孔隙率快速测试装置。
背景技术
目前，业内常用的现有技术是这样的：
在常规孔隙率测定时利用计量秤称量悬浮试件在悬浮状态下对应的悬浮拉力质量(m1)，以及空气中试件质量(m2)，该系统平衡公式为F拉＝G重力-F浮力，根据公式Q孔隙率＝[1-(m2-m1)/(ρ溶液×V试件体积)]×100％计算得出孔隙率值。在测量悬浮质量(m1)过程中,计量称需要安放在悬浮试块及悬浮水槽的顶上，通过放在称量面上的悬吊装置来进行称量，在此过程中悬吊设备在秤的称量面上不稳定，及悬吊装置会在称量操作的过程中出现摆动现象，容易造成悬吊装置碰到计量秤或与周围的障碍物碰撞摩擦等造成称量结果不准确。另外在此过程中需要使用计量秤称量两次质量，一次是空气质量m2，另一次是悬浮拉力质量m1，在两次质量测量中一方面会重复引入设备误差，另一方面是在试验操作时不方便，引入操作误差，造成测量结果不准确。
另一个问题，现有的多孔混凝土孔隙率的测定方法中，在测定过程中因无法准确确定试验结束时间，造成试验的可操作性不高，如规程CJJ/T253-2016中附录A的方法为将烘干后的试件浸入水中，直至没有气泡逸出时，即可判断试验结束。在实际的试验过程中发现，将试件浸入液体中后会不断有气泡逸出，分别观察了10min，30min，60min，180min时的气泡逸出情况，试验发现，气泡的逸出速度逐渐变慢可是一直有气泡不断逸出，所以根据标准中的规定，无法准确的判断出试验可以结束的时间点。
综上所述，现有技术存在的问题是：
(1)在常规孔隙率测定时需要使用计量秤称量两次质量，会重复引入设备误差，另一方面是在试验操作时不方便，引入操作误差，造成测量结果不准确。
(2)试件中的气泡逸出太慢，无法准确的判断出试验可以结束的时间点，浪费实验时间。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种多孔混凝土孔隙率快速测试装置，利用阿基米德原理，试件的浮力等于排开水的体积F浮力＝ρ液gV排，F浮力＝F秤的支持力，F秤的支持力可以由计量秤称量出质量，根据公式F秤的支持力＝m秤量g，再根据孔隙率Q＝[1-m秤量/(ρ液·V总)]×100％进行计算试件的孔隙率。该技术在试验操作过程中一块试样只需称量一次，读出称量数据，即可通过孔隙率公式计算得出试验结果，可大大提高试验效率。
本发明是这样实现的，一种多孔混凝土孔隙率快速测试装置由悬挂系统和称量系统构成；
悬挂系统独立于称量系统之外，称量系统与悬挂系统构筑完整的受力体系；
悬挂系统由悬丝、受力支架构成；
称量系统由悬浮试件、水槽、计量秤构成；
悬浮试件通过悬丝悬挂固定在受力支架上，悬浮试件悬浸于水槽中，水槽置于计量秤上。
进一步，水槽内部栓接有超声波震动器，用于通过震动将悬浮试件中的气泡排出。
进一步，悬浮试件放置在悬吊笼中，通过悬吊笼悬挂在悬丝下端。
本发明的另一目的在于提供一种利用多孔混凝土孔隙率快速测试装置的测试方法，所述利用多孔混凝土孔隙率快速测试装置的测试方法根据力的相互作用，悬浮试件的重力等于所受浮力和拉力之和，悬浮试件浮力等于水槽底面向下作用于计量秤称量面的压力，悬浮试件浮力等于重力与拉力之差，即计量秤显示的读数。
进一步，所述利用多孔混凝土孔隙率快速测试装置的测试方法包括以下步骤：
(1)将悬吊笼进行标定，记录悬吊笼在溶液中的悬浮浮力m笼浮标；该标定为周期性标定，一个悬吊笼只需要在一定周期内或有质量或体积变动的情况下标定一次即可，可作为常量。
(2)计量悬浮试件的总体积V总；
(3)将水槽注入水，注水高度达到水位线即可，水位线可根据试验情况自行定位，以将悬浮试件完全浸入水中并不接触底面为宜；
(4)将注入水后的水槽重量在计量秤上清零；
(5)将处理完毕的悬浮试件放入悬吊笼中；
(6)将悬吊笼连同悬浮试件缓慢的浸入溶液中，直至悬浮试件完全浸没并不接触底面及水槽四周槽壁为宜；
(7)升起水槽，使水槽底部脱离计量秤表面后，启动超声波震动器，将悬浮试件中的气泡震动排出完毕；
(8)停止超声波震动，恢复水槽至初始位置，待到水槽中液面稳定后，读取并记录计量秤上的读数m总浮；
(9)测试结束后将水槽中液体排空；
(10)计量水的温度，查表与该温度对应的水的密度ρ液；
(11)根据公式计算，F浮力＝(m总浮-m笼浮标)×g，m秤量＝(m总浮-m笼浮标)；
(12)孔隙率Q＝[1-m秤量/(ρ液·V总)]×100％。
进一步，计量悬浮试件总体积的计量器具为精度为0.02mm，经计量检定合格后的游标卡尺。
综上所述，本发明的优点及积极效果为：
1、采用超声波震动装置，将试块中的气泡通过震动快速排出，节省试验过程时间，减小由于气泡排出不完全造成测试浮力增大带来的试验误差；
2、将计量秤放置在测量的最底层，通过直接测量浮力来实现测量数据，能减少测量次数，节约试验时间，提高检测效率，使试验数据更准确；
3、按照现有规程CJJ/T253-2016中附录A的试验方法进行试验，每组试验由三个试块组成，每一块试件均需要测试，每一块试件需要测量两次质量(注：一次是测量悬浮质量，一次是测量干重质量)，一共需要测试六次质量；每一次悬浮质量测试时间至少需要控制在20min，每组试验需要测试时间至少为60min。如利用本发明提供的测试装置试验时间可以缩短至20min内即可完成。
附图说明
图1是本发明实施例提供的多孔混凝土孔隙率快速测试装置结构示意图；
图中：1、受力支架；2、悬丝；3、悬吊笼；4、悬浮试件；5、水槽；6、超声波震动器；7、计量秤。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明实施例提供的多孔混凝土孔隙率快速测试装置由悬挂系统和称量系统构成；
悬挂系统独立于称量系统之外，称量系统与悬挂系统构筑完整的受力体系；
悬挂系统由悬丝2、受力支架1构成；
称量系统由悬浮试件4、水槽5、计量秤7构成；
悬浮试件4通过悬丝2悬挂固定在受力支架1上，悬浮试件4悬浸于水槽5中，水槽5置于计量秤7上。
作为优选实施例，水槽5内部栓接有超声波震动器6，用于通过震动将悬浮试件4中的气泡排出。
作为优选实施例，悬浮试件4放置在悬吊笼3中，通过悬吊笼3悬挂在悬丝2下端。
本发明的另一目的在于提供一种利用多孔混凝土孔隙率快速测试装置的测试方法，所述利用多孔混凝土孔隙率快速测试装置的测试方法根据力的相互作用，悬浮试件4的重力等于所受浮力和拉力之和，悬浮试件4浮力等于水槽5底面向下作用于计量秤7称量面的压力，悬浮试件4浮力等于重力与拉力之差，即计量秤7显示的读数。
利用多孔混凝土孔隙率快速测试装置的测试方法包括以下步骤：
(1)将悬吊笼3进行标定，记录悬吊笼3在溶液中的悬浮浮力m笼浮标；
(2)计量悬浮试件4的总体积V总；
(3)将水槽5注入水，注水高度达到水位线即可，水位线可根据试验情况自行定位，以将悬浮试件4完全浸入水中并不接触底面为宜；
(4)将注入水后的水槽5重量在计量秤7上清零；
(5)将处理完毕的悬浮试件4放入悬吊笼3中；
(6)将悬吊笼3连同悬浮试件4缓慢的浸入溶液中，直至悬浮试件4完全浸没并不接触底面及水槽5四周槽壁为宜；
(7)升起水槽5，使水槽5底部脱离计量秤7表面后，启动超声波震动器6，将悬浮试件4中的气泡震动排出完毕；
(8)停止超声波震动6，恢复水槽5至初始位置，待到水槽5中液面稳定后，读取并记录计量秤7上的读数m总浮；
(9)测试结束后将水槽5中液体排空；
(10)计量水的温度，查表与该温度对应的水的密度ρ液；
(11)根据公式计算，F浮力＝(m总浮-m笼浮标)×g，m秤量＝(m总浮-m笼浮标)；
(12)孔隙率Q＝[1-m秤量/(ρ液·V总)]×100％。
作为优选实施例，计量悬浮试件4总体积的计量器具为精度为0.02mm，经计量检定合格后的游标卡尺。
按照现有规程CJJ/T253-2016中附录A的试验方法进行试验，每组试验由三个试块组成，每一块试件均需要测试，每一块试件需要测量两次质量(注：一次是测量悬浮质量，一次是测量干重质量)，一共需要测试六次质量；每一次悬浮质量测试时间至少需要控制在20min，每组试验需要测试时间至少为60min，利用本发明提供的测试装置试验时间可以缩短至20min内即可完成。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种多孔混凝土孔隙率快速测试装置，其特征在于，所述多孔混凝土孔隙率快速测试装置由悬挂系统和称量系统构成；
悬挂系统独立于称量系统之外，称量系统与悬挂系统构筑完整的受力体系；
悬挂系统由悬丝、受力支架构成；
称量系统由悬浮试件、水槽、计量秤构成；
悬浮试件通过悬丝悬挂固定在受力支架上，悬浮试件悬浸于水槽中，水槽置于计量秤上。
2.如权利要求1所述的多孔混凝土孔隙率快速测试装置，其特征在于，水槽内部栓接有超声波震动器，用于通过震动将悬浮试件中的气泡排出。
3.如权利要求1所述的多孔混凝土孔隙率快速测试装置，其特征在于，悬浮试件放置在悬吊笼中，通过悬吊笼悬挂在悬丝下端。
4.一种利用如权利要求1-3所述的多孔混凝土孔隙率快速测试装置的测试方法，其特征在于，利用多孔混凝土孔隙率快速测试装置的测试方法根据力的相互作用，悬浮试件的重力等于所受浮力和拉力之和，悬浮试件浮力等于水槽底面向下作用于计量秤称量面的压力，悬浮试件浮力等于重力与拉力之差，即计量秤显示的读数。
5.如权利要求4所述的利用多孔混凝土孔隙率快速测试装置的测试方法，其特征在于，所述利用多孔混凝土孔隙率快速测试装置的测试方法包括以下步骤：
(1)将悬吊笼进行标定，记录悬吊笼在溶液中的悬浮浮力m笼浮标；
计量悬浮试件的总体积V总；
(3)将水槽注入水，注水高度达到水位线即可，水位线可根据试验情况自行定位，以将悬浮试件完全浸入水中并不接触底面为宜；
(4)将注入水后的水槽重量在计量秤上清零；
(5)将处理完毕的悬浮试件放入悬吊笼中；
(6)将悬吊笼连同悬浮试件缓慢的浸入溶液中，直至悬浮试件完全浸没并不接触底面及水槽四周槽壁为宜；
(7)升起水槽，使水槽底部脱离计量秤表面后，启动超声波震动器，将悬浮试件中的气泡震动排出完毕；
(8)停止超声波震动，恢复水槽至初始位置，待到水槽中液面稳定后，读取并记录计量秤上的读数m总浮；
(9)测试结束后将水槽中液体排空；
(10)计量水的温度，查表与该温度对应的水的密度ρ液；
(11)根据公式计算，F浮力＝(m总浮-m笼浮标)×g，m秤量＝(m总浮-m笼浮标)；
(12)孔隙率Q＝[1-m秤量/(ρ液·V总)]×100％。
6.如权利要求5所述的利用多孔混凝土孔隙率快速测试装置的测试方法，其特征在于，计量悬浮试件总体积的计量器具为精度为0.02mm，经计量检定合格后的游标卡尺。
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