CN109612878B - 一种无需踩踏坍落度筒及其应用 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种无需踩踏坍落度筒，包括空心圆台状的筒体、供筒体抵接的底座和紧固装置，该紧固装置包括设于所述筒体上的紧固开关和滑片以及设于所述底座上的连接片；所述紧固开关上设有环状连接件；所述连接片的一端与所述底座活动连接，另一端设有连接孔；所述滑片上设有第一卡接部和第二卡接部，分别与所述环状连接件和所述连接孔卡接。与现有技术相比，本发明具有操作简单、使用方便、节省人力物理、便于推广、安全性高、试验精度高等优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种混凝土质量检测工具，尤其是涉及一种无需踩踏坍落度筒及其应用。
背景技术
混凝土是由胶凝材料、骨料按适当比例配合，与水拌和制成具有一定可塑性的浆体，经硬化而成的具有一定强度的人造石。混凝土在未凝结硬化之前，称为混凝土拌合物，它必须具有良好的和易性，便于施工，以保证能够获得质量均匀、成型密实的浇筑质量。和易性是一项综合的技术性能，包括流动性、粘聚性和保水性等三方面的含义。影响和易性的因素主要有用水量、水灰比、砂率以及水泥品种、骨料性能、时间和温度、外加剂等几个方面。到目前为止，混凝土拌合物的和易性还没有一个综合的定量指标来衡量。通常采用坍落度仪或维勃稠度仪来定量测量流动性，而粘聚性和保水性主要通过目测观察来判定。
在工地和试验室中，坍落度试验是测定混凝土拌合物流动性最常用的手段，并辅以直观经验评定粘聚性和保水性。坍落度是用一个量化指标来衡量其程度的高低，用于判断能否正常进行施工。它适用于测定最大骨料粒径不大于31.5mm，坍落度不小于10mm的混凝土拌合物的流动性。测定的具体方法是：将混凝土拌合物分三次填装至一个上口100mm、下口200mm、高300mm的喇叭状坍落度筒内，每次填装后，用捣棒沿筒壁由外向内均匀插捣25下，捣实后，抹平。然后垂直向上提起筒，混凝土因自重产生坍落现象，用筒高(300mm)减去坍落后混凝土拌合物最高点的高度，即为坍落度。
传统的坍落度筒其筒顶直径100mm，筒底直径200mm，筒高300mm，筒壁厚不小于1.5mm，端部呈圆形，底面与顶面相互平行。筒底和筒身两侧分别设置有踏板和手提装置，配合漏斗和捣棒一起使用。在使用时，需将坍落度筒润湿并放在不吸水的刚性平板上，漏斗放在坍落度筒上，一人脚踩踏板并持拿捣棒负责插捣，另外一人负责填装混凝土拌合物、抹平并清理筒底周围掉落的混凝土拌合物。该测试方法存在以下问题：①由于该试验必须有一人负责全程踩踏坍落度筒使其紧贴底板，因此本试验必须由至少两人相互配合才能完成，耗费人力，工作效率低；②本试验在操作工程中人机关系设计不合理，操作空间狭小，负责踩踏坍落筒踏板和插捣的试验人员会感觉十分吃力；③在装填过程中，混凝土拌合物很容易掉落到负责踩踏踏板的试验人员的衣物、鞋子上，给混凝土工作人员造成“混凝土成型实验就是脏、累、苦”的不良印象；④踩踏踏板的工作人员在踩踏坍落度筒的同时，插捣振实时很容易因为脚下踩踏不牢或两脚踩踏力量不均衡引起坍落度筒倾斜而导致装填的混凝土拌合物从底部溢出，或者坍落筒被拌合物从底部撑起，使坍落度筒变形，最终导致测量不准甚至试验失败。⑤坍落度筒整个筒身都为金属材质，按照要求“拌合物在装填的过程中分三次插捣，每次装填的高度约占筒高的三分之一”，但由于筒身不透明，很难定量把控每次装填的实际高度，会因为装填高度控制不一致而使插捣对坍落度的测量结果带来影响；⑥不合理的人机关系、狭小的操作空间极易导致在装填过程中铁铲触碰到负责踩踏坍落度筒的试验人员身体，造成人身伤害。因此急需一种可以解决以上所有问题的新型坍落度筒。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种无需踩踏坍落度筒及其应用。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：
一种无需踩踏坍落度筒，包括空心圆台状的筒体、供筒体抵接的底座和紧固装置，该紧固装置包括设于所述筒体上的紧固开关和滑片以及设于所述底座上的连接片；
所述紧固开关上设有环状连接件；
所述连接片的一端与所述底座活动连接，另一端设有连接孔；
所述滑片上设有第一卡接部和第二卡接部，分别与所述环状连接件和所述连接孔卡接。
优选地，所述滑片为C型滑片。
所述紧固装置还包括滑槽，该滑槽固定连接于所述筒体上，并且位于所述紧固开关的下方；
所述滑片上设有与所述滑槽匹配的滑动连接部；所述滑槽与所述滑动连接部在沿所述筒体径向方向上相互卡合；所述滑槽底部设有限位挡板，所述滑动连接部与所述限位挡板接触连接。
所述紧固装置设有若干套，沿所述筒体和底座的周向均匀布置。
优选地，所述紧固装置设有三套。
所述筒体的壁厚不小于1.5mm，所述底座的厚度不大于1.5mm，所述连接片的厚度不大于所述底座的厚度。
进一步的，本发明的坍落度筒为一种无需踩踏坍落度筒，所述筒体上设有矩形状的通孔，该通孔内装有形状匹配的高强度玻璃片，该高强度玻璃片位于所述筒体内部的表面与所述筒体的内壁面齐平；所述通孔的下端部不高于所述筒体高度的1/3处，上端部不低于所述筒体高度的2/3处；所述高强度玻璃片处的筒体上设有三等分刻度线。
所述紧固开关为弹性卡扣，包括卡扣本体和弹性部件，所述卡扣本体的下端部与所述筒体活动连接，所述弹性部件的两端分别与所述卡扣本体和所述筒体连接，为所述卡扣本体的闭合提供回复弹力。
所述环状连接件为钢环，该钢环与所述紧固开关活动连接。
所述筒体上设有手提装置。
本发明提供了一种无需踩踏坍落度筒的应用，所述无需踩踏坍落度筒用于测量混凝土拌合物的流动性，测量方法包括以下步骤：
(1)用湿布润湿筒体、底座、捣棒和底板，保障所述筒体、底座和底板上无明水附着；
(2)将底板放置于水平地面上，将所述底座和所述筒体置于所述底板上；打开紧固开关，将所述滑片的第一卡接部与所述环状连接件卡接，第二卡接部与所述连接孔卡接，关闭紧固开关；
(3)将混凝土拌合物分三次装填入所述筒体内，第一次装填高度为所述筒体的三分之一处，第二次装填高度为所述筒体的三分之二处，第三次装填高度高于所述筒体的筒口；每次装填后采用捣棒插捣若干次，并用混凝土拌合物及时补充至填充高度；将所述筒口端面多余的混凝土拌合物刮平，并清除底板上所述坍落度筒体周围掉落的混凝土拌合物；在将混凝土拌合物填入坍落度筒时，可以通过筒体上的矩形视窗观察混凝土拌合物是否到达坍落度筒筒体的三分之一或三分之二处，保证装填精度，有利于提高实验数据的准确性。
(4)在扶压所述坍落度筒的同时，打开所述紧固开关，使滑片的第二卡接部从连接孔中脱出，并使连接片紧贴底板；在5～10s内垂直提起所述筒体；
(5)将所述筒体置于锥体混凝体拌合物旁边，待混凝土拌合物不在流动时测量所述混凝土拌合物的最高点距离所述筒体筒口端面的距离。
进一步的，还可以观察坍落后的混凝土拌合物的黏聚性及保水性。黏聚性的检查方法是用捣捧在已坍落的混凝土锥体侧面轻轻敲打，此时如果锥体逐渐下沉，则表示黏聚性良好。如果锥体倒塌部分崩裂或出现离析现象，则表示黏聚性不好。保水性以混凝土拌合物析出稀浆的程度来评定，坍落度筒提起后如有较多的稀浆从底部析出，锥体部分的混凝土也因失浆而骨料外露，则表明此混凝土拌合物的保水性能不好。如果坍落度筒提起后无稀浆或仅有少量稀浆自底部析出，则表示此混凝土拌合物保水性良好。
进一步的，还可以测试混凝土拌合物的离析性，当混凝土拌合物的坍落度大于220mm时，用钢尺测量混凝土扩展后最终的最大直径和最小直径，在这两个直径之差小于50mm的条件下用其算术平均值作为坍落扩展度值，否则此次试验无效。坍落扩展度值精确到1mm。如果发现粗骨料在中央集堆或边缘有水泥浆析出，表示此混凝土拌合物抗离析性不好，应予以记录。
进一步的，试验完毕后清洁并清洗坍落度筒及其底座，以及捣棒、漏斗和底板等。
步骤(3)和步骤(4)的操作时间不超过150s。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
1)无需踩踏坍落度筒在使用时，不需要试验人员用脚踩踏就可使筒底紧贴底板，且不会因为试验人员的肢体动作而失衡松动，单人即可完成装填、插捣和坍落度测量等整个试验过程，极大地节省了人力物力，提高了工作效率。
2)无需踩踏坍落度筒筒身设有透明高强玻璃片，且筒身标有刻度，可清晰观察到筒内部混凝土拌合物的装填情况，提高了试验精度。
3)无需踩踏坍落度筒在使用过程中无需踩踏即可牢固固定，操作简单、方便，插捣过程无需担心因脚下松动而导致的坍落度筒鼓起变形浆体外流，甚至装填完混凝土拌合物的坍落度筒可以提起任意移动放置，且整个装填过程及插捣过程不会弄脏操作人员的衣物、鞋子，干净环保。
4)无需踩踏坍落度筒在装填混凝土拌合物过程中人机分离，坍落度筒无需操作人员踩踏固定，避免了装填过程中因铲子触碰到负责踩踏坍落度筒的试验人员而造成的安全事故，从而很大程度上提高了工作效率和试验的安全性。
附图说明
图1为本发明中筒体的结构示意图；
图2为本发明中底座的结构示意图；
图3为本发明中紧固装置的结构示意图；
图中，1为高强度玻璃片，2为紧固装置，3为手提装置，4为底座，5为连接片，6为滑片，61为第一卡接部，62为第二卡接部，7为滑槽，8为钢环，9为紧固开关，10为刻度线。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进。这些都属于本发明的保护范围。
实施例1
一种无需踩踏坍落度筒，包括空心圆台状的筒体，如图1所示，和供筒体抵接的底座4以及紧固装置2，该筒体为上口100mm、下口200mm、高300mm的喇叭状坍落度筒。
紧固装置2共有三个，均匀焊接或者粘接在筒身周围，主要用于连接并固定坍落度筒底座，其结构如图3所示；紧固装置2包括设于筒体上的紧固开关9、滑片6、滑槽7以及设于底座4上的连接片5；紧固开关9上设有钢环8，并且钢环8与紧固开关9的中部铰接，当紧固开关开合过程中，钢环8保持下垂状态；滑槽7固定连接于筒体上，并且位于紧固开关的下方；滑片6在滑槽7内上下滑动，滑片的结构为“C”字型滑片，滑片上设有第一卡接部61、第二卡接部62和与滑槽7匹配的滑动连接部，第一卡接部61与紧固开关9上的钢环8卡合连接，第二卡接部62与底座的连接片卡合连接，滑槽7与滑动连接部在沿筒体径向方向上相互卡合；滑槽7底部设有限位挡板，滑动连接部与限位挡板接触连接。该装置类似工具箱的卡扣，不同之处在于滑片6可以沿滑槽7上下滑动。紧固开关9为弹性卡扣，包括卡扣本体和弹性部件，卡扣本体的下端部与筒体活动连接，弹性部件的两端分别与卡扣本体和所述筒体连接，为卡扣本体的闭合提供回复弹力。
底座上设有连接片5，如图2，底座及连接片为不吸水的刚性钢片或合金片，其厚度不超过1.5mm，以保证其厚度对混凝土坍落度测试结果的影响可以忽略不计，并且连接片5的厚度不大于底座4的厚度。底座4和连接片5之间为铰链连接，可旋转近360°，连接片5上设置有连接孔，用于与筒体上的紧固装置中的第一卡接部62卡接。
筒体上设有矩形状的通孔，该通孔内装有形状匹配的高强度玻璃片1，其规格为200mm×20mm，厚度为3mm，镶嵌固定在筒身上，保持其内部与坍落筒内壁一样平整，该处筒壁的铁皮挖去；通孔的下端部不高于筒体高度的1/3处，上端部不低于筒体高度的2/3处；高强度玻璃片1处的筒体上设有三等分刻度线10，以便观察坍落度筒内混凝土拌合物的装填高度；筒体上设有手提装置3。
本实施例的无需踩踏坍落度筒设置有较薄的底座，装填时与筒身连为一体，不用踩踏固定；筒身设置专门的紧固装置，用于牢固的连接其自带的底座，并承担插捣时底座传来的拉力；在做坍落度试验时，紧固好筒身与底座后，坍落度筒由于“自带底板”，因而无需踩踏即可保障其浆体不外留，且一定条件下装填完混凝土拌合物的坍落度筒可以在空间内平移移动；筒身镶嵌透明的高强玻璃片，可以观察到内部混凝土拌合物的装填情况，筒身标有三等分刻度线，提高测试精度。
经检索，设计一种筒身标有刻度，筒身部分透明，且不需要脚踩，单人即可完成装填、插捣和测量过程的混凝土坍落度测试用的新型无需踩踏坍落度筒，在国内外尚属首次，并且该坍落度筒设计成本较低，技术应用及推广前景广阔。
实施例2
一种无需踩踏坍落度筒的应用，所述无需踩踏坍落度筒用于测量混凝土拌合物的流动性，测量方法包括以下步骤；
(1)试验前先用湿布润湿清洗干净的坍落筒筒体、坍落筒底座、铁铲、捣棒以及底板，保障在坍落度筒内壁、底座和底板上应无明水。底板应放置在坚实水平面上。
(2)将润湿的坍落度筒放置在润湿的底座上，打开紧固开关将底座边缘的钢片连接到紧固装置的滑片上，并关闭紧固开关。将混凝土拌合物用小铲分三次均匀地装入筒内，前两次装填高度分别至筒身的三分之一和三分之二刻度处。每次用捣棒插捣25次。插捣应沿螺旋方向由边缘向中心进行，各次插捣应在截面上均匀分布。插捣筒边混凝土时，捣棒可以稍稍倾斜。插捣底层时，捣棒应贯穿整个高度，插捣第二层和顶层时，捣棒应插透本层至下一层的表面；装填顶层时，混凝土拌合物应装填到高出筒口。插捣过程中如混凝土拌合物沉落到低于筒口，则应随时补充。顶层插捣完后，刮去多余的混凝土拌合物，并用抹刀抹平。在将混凝土拌合物填入坍落度筒时，可以通过筒体上的矩形视窗观察混凝土拌合物是否到达坍落度筒筒体的三分之一或三分之二处，保证装填精度，有利于提高实验数据的准确性。
(3)清除筒边底板上的混凝土后，一手扶压坍落度筒，一手打开紧固装置，并使坍落度筒的底座以及与紧固装置相连的三个铁片紧贴底板，然后垂直平稳地提起坍落度筒，坍落度筒的提离过程应在5-10秒内完成，并使混凝土不受横向及扭力作用。从开始装料到提出坍落度筒整个过程应在150s内完成。
(4)将坍落筒放在锥体混凝土试样一旁，筒顶平放一个朝向拌和物的直尺，用钢尺量出直尺底面到试样最高点的垂直距离，即为该混凝土拌合物的坍落度，精确到1mm。当混凝土拌合物的一侧发生崩坍或一边剪切破坏，则应重新取样另测。如果第二次仍发生上述情况，则表示该混凝土和易性不好，应予记录备查。
(5)观察坍落后的混凝土拌合物的黏聚性及保水性。黏聚性的检查方法是用捣捧在已坍落的混凝土锥体侧面轻轻敲打，此时如果锥体逐渐下沉，则表示黏聚性良好。如果锥体倒塌部分崩裂或出现离析现象，则表示黏聚性不好。保水性以混凝土拌合物析出稀浆的程度来评定，坍落度筒提起后如有较多的稀浆从底部析出，锥体部分的混凝土也因失浆而骨料外露，则表明此混凝土拌合物的保水性能不好。如果坍落度筒提起后无稀浆或仅有少量稀浆自底部析出，则表示此混凝土拌合物保水性良好。
(6)当混凝土拌合物的坍落度大于220mm时，用钢尺测量混凝土扩展后最终的最大直径和最小直径，在这两个直径之差小于50mm的条件下用其算术平均值作为坍落扩展度值，否则此次试验无效。坍落扩展度值精确到1mm。如果发现粗骨料在中央集堆或边缘有水泥浆析出，表示此混凝土拌合物抗离析性不好，应予以记录。
(7)试验完毕，清洁并清洗坍落度筒筒体及其底座，以及捣棒、漏斗和底板等。
实施例3
利用实施例2中的方法，对施工现场或混凝土预拌试验室中常用的普通混凝土、掺聚羧酸系减水剂的混凝土、掺粉煤灰混凝土、掺硅灰混凝土四种类型的混凝土进行了试配试验，选择了每种类型的混凝土5组共计20个配合比进行试验，选材具有较广泛的覆盖性。其原材料性能如下：
水泥：海螺水泥厂生产P·O#42.5水泥；
粗骨料：本次试验粗骨料为江苏昆山产的花岗岩碎石，直径为5mm-20mm，含泥量<1％，压碎指标<13％，坚固性指标为6％；
细骨料：优质河砂，其细度模数为2.0，含泥量5％；
粉煤灰：本试验所用粉煤灰为II级粉煤灰，比表而积为4812cm2/g，表观密度为2.85g/cm3，烧失量为4.62％；
硅灰：灰白色粉末，实测密度为2.21g/cm3，平均粒径为0.12μm，SiO2质量分数大于90％，烧失量为2.12％；
粉煤灰：一级特细灰，实测密度为2.52g/cm3，平均粒径为4.93μm，烧失量为2.23％
外加剂：科之杰公司生产的聚羧酸系高性能减水剂，减水率为25％。
混凝土配合比设计是在收集的搅拌站配合比数据的基础上，通过调整试配确定，每组试验混凝土配制体积为15L。
本实施例用无需踩踏坍落度筒测试普通混凝土坍落度的测试结果，如表1所示。
表1实施例3普通混凝土坍落度测试结果
本实施例用无需踩踏坍落度筒测试掺聚羧酸系高性能减水剂混凝土坍落度的测试结果，如表2所示。
表2实施例3掺聚羧酸系高性能减水剂混凝土坍落度测试结果
本实施例采用无需踩踏坍落度筒测试掺粉煤灰混凝土坍落度的测试结果，如表3所示。
表3实施例3掺粉煤灰混凝土坍落度测试结果
本实施例采用无需踩踏坍落度筒测试掺硅灰混凝土坍落度的测试结果，如表4所示。
表4实施例3掺硅灰混凝土坍落度测试结果
从实施例3中的试验数据可以看出，使用本发明的无需踩踏型坍落度筒进行坍落度测试试验需要的人员数大大减少，并且测试时间与使用普通坍落度筒相差不大，测试结果与普通坍落度筒具有可比性，表明本发明能够有效节省人力物力，并且获得高精度测试结果。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变形或修改，这并不影响本发明的实质内容。
Claims (6)
1.一种无需踩踏坍落度筒，包括空心圆台状的筒体、供筒体抵接的底座(4)和紧固装置(2)，其特征在于，所述紧固装置(2)包括设于所述筒体上的紧固开关(9)和滑片(6)以及设于所述底座(4)上的连接片(5)；
所述紧固开关(9)上设有环状连接件；
所述连接片(5)的一端与所述底座(4)活动连接，另一端设有连接孔；
所述滑片上设有第一卡接部(61)和第二卡接部(62)，分别与所述环状连接件和所述连接孔卡接；
所述紧固装置(2)还包括滑槽(7)，该滑槽(7)固定连接于所述筒体上，并且位于所述紧固开关的下方；
所述滑片(6)上设有与所述滑槽(7)匹配的滑动连接部；所述滑槽(7)与所述滑动连接部在沿所述筒体径向方向上相互卡合；所述滑槽(7)底部设有限位挡板，所述滑动连接部与所述限位挡板接触连接；
所述紧固装置(2)设有若干套；所述紧固装置(2)沿所述筒体和底座(4)的周向均匀布置；
所述筒体的壁厚不小于1.5mm，所述底座(4)与连接片(5)的厚度不大于1.5mm，所述连接片(5)的厚度不大于所述底座(4)的厚度；
所述紧固开关(9)为弹性卡扣，包括卡扣本体和弹性部件，所述卡扣本体的下端部与所述筒体活动连接，所述弹性部件的两端分别与所述卡扣本体和所述筒体连接，为所述卡扣本体的闭合提供回复弹力；
所述环状连接件为钢环(8)，该钢环(8)与所述紧固开关(9)铰接连接。
2.根据权利要求1所述的一种无需踩踏坍落度筒，其特征在于，所述紧固装置(2)设有三套。
3.根据权利要求1所述的一种无需踩踏坍落度筒，其特征在于，所述筒体上设有矩形形状的通孔，该通孔内装有形状匹配的高强度玻璃片(1)，该高强度玻璃片(1)位于所述筒体内部的表面与所述筒体的内壁面齐平；所述通孔的下端部不高于所述筒体高度的1/3处，上端部不低于所述筒体高度的2/3处；所述高强度玻璃片(1)处的筒体上设有三等分刻度线。
4.根据权利要求1所述的一种无需踩踏坍落度筒，其特征在于，所述筒体上设有手提装置(3)。
5.如权利要求1所述的一种无需踩踏坍落度筒的应用，其特征在于，所述无需踩踏坍落度筒用于测量混凝土拌合物的流动性，包括以下步骤：
(1)用湿布润湿筒体、底座、捣棒、铁铲和底板，并保障所述筒体、底座和底板上无明水附着；
(2)将底板放置于水平地面上，将所述底座和所述筒体置于所述底板上；打开紧固开关，将所述滑片的第一卡接部与所述环状连接件卡接，第二卡接部与所述连接孔卡接，关闭紧固开关；
(3)用铁铲将混凝土拌合物分三次装填入所述筒体内，第一次装填高度为所述筒体的三分之一处，第二次装填高度为所述筒体的三分之二处，第三次装填高度高于所述筒体的筒口；每次装填后采用捣棒插捣若干次，并用混凝土拌合物及时补充至填充高度；将所述筒口端面多余的混凝土拌合物刮平，并清除底板上所述坍落度筒体周围掉落的混凝土拌合物；
(4)在扶压所述坍落度筒的同时，打开所述紧固开关，使滑片的第二卡接部从连接孔中脱出，并使连接片紧贴底板；在5～10s内垂直提起所述筒体；
(5)将所述筒体置于锥体混凝体拌合物旁边，待混凝土拌合物不在流动时测量所述混凝土拌合物的最高点距离所述筒体筒口端面的高度。
6.根据权利要求5所述的一种无需踩踏坍落度筒的应用，其特征在于，步骤(3)和步骤(4)的操作时间不超过150s。
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