CN109855518A - 装配式混凝土粗糙度检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及建筑领域，具体涉及一种装配式混凝土粗糙度检测方法，包括以下步骤：将试件待检测表面划分为至少两个待检测区域；对至少两个待检测区域进行粗糙度检测获得粗糙度推定值；计算各待检测区域粗糙度推定值的平均值作为最终装配式混凝土粗糙度。本发明中首次对装配式混凝土提出了用铺砂法检测粗糙度的方法，同时首次引入粗糙度推定值的概念，通过多测区求平均值的方法，更加精确的反应了装配式混凝土的表面情况，降低检测的难度，提高检测的速度和便捷性。

Description

装配式混凝土粗糙度检测方法

技术领域

本发明涉及建筑领域，具体涉及一种装配式混凝土粗糙度检测方法。

背景技术

近年来，我国在装配式混凝土建筑方面的研究逐渐升温，装配式混凝土结构是将预制构件通过混凝土现浇筑成整体，因此在混凝土与预制构件之间就会产生接缝结合面。装配式混凝土构件的稳定性很大程度上取决于接缝结合面抗剪性能和抗震性能，因此往往针对接缝结合面进行抗剪性能的研究，研究过程中涉及到很多因素对接缝结合面抗剪承载力有一定的影响，其中很重要的一个因素就是结合面粗糙度，不同粗糙度的结合面对其抗剪性能有不同的影响，试验过程中往往对结合面粗糙度要进行定量的度量。

目前，国内外学者往往采用下面的方法测量结合面粗糙度。

1.欧洲标准建议用硅粉堆落法把粘结面粗糙度分为粗糙、轻度粗糙和光滑3种，然而上述分类仅仅对粗糙度进行了定性的评价，无法定量的描述混凝土粘结面的粗糙度；

2.日本学者足立一郎用转换器类型的位移计制成一个凸凹仪，沿一个边长方向走出一组凸凹曲线，把每条凸凹曲线附近与处理面最高点相联系的水平面表示在其凸凹曲线图上，得到围成的面积A，A乘以其测定断面的相应间隔B，而后叠加得到体积V＝AB，平均深度为d＝V/A，利用这个深度来定量描述粘结面的粗糙度，该方法操作复杂，速度缓慢，不适合实际工程现场测量；

3.《上海装配整体式混凝土建筑检测技术标准》中研究的是深度尺插入法，其主要思路是需要一个基准板找出构件表面的基准面，然后进行测量最低点的深度，最后进行计算得出粗糙度，而构件整体表面的粗糙程度各不相同，能找出一个具有代表性的基准面或处理面的操作可行性不强；具有同样困扰的还包括在目前试验研究中广泛采用的灌砂法，其中用四片塑料板将混凝土处理面围起来，使塑料板的最高平面和处理面的最高点平齐，在表面上灌入标准砂且与塑料板顶面抹平，然后测得标准砂的体积，则平均灌砂深度可用砂的体积除以处理面的面积来表示，然而实际的混凝土构件表面积较大，处理面最高点难以获取。

鉴于上述问题，本设计人基于从事此类产品工程应用多年丰富的实务经验及专业知识，并配合学理的运用，积极加以研究创新，以期创设一种装配式混凝土粗糙度检测方法，使其更具有实用性。

发明内容

本发明的目的是提供一种装配式混凝土粗糙度检测方法，从而有效提高装配式混凝土粗糙度的检测精度、速度和便捷性。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案是：

装配式混凝土粗糙度检测方法，包括以下步骤：

将试件待检测表面划分为至少两个待检测区域；

对至少两个所述待检测区域进行粗糙度检测获得粗糙度推定值；

计算各所述待检测区域粗糙度推定值的平均值作为最终装配式混凝土粗糙度。

进一步地，对至少两个所述待检测区域采用铺砂法进行粗糙度检测，所述铺砂法包括如下步骤：

对所述待检测区域采用体积为V的砂进行摊铺；

在摊铺过程中将砂抹平，使得构件上表面不留有浮动余砂，以将所述待检测区域表面的凹坑填满且凸起部分裸露为准；

获得摊铺区域的表面积为S；

通过公式u＝V/S求得所述粗糙度推定值。

进一步地，所述砂的粒径为0.075～0.3mm的单一粒径砂或者多粒径砂混合体。

进一步地，所述铺砂法中砂的体积V为300～400mL。

进一步地，进行粗糙度检测的所述待检测区域的数量大于等于3。

进一步地，所述铺砂法采用以下设备进行：

包括导向底座、龙门支架、安装座以及刮板结构；

所述龙门支架沿所述导向底座纵向移动，所述安装座沿所述龙门支架横向移动，所述刮板结构安装于所述安装座上；

其中，所述刮板结构包括螺杆，所述螺杆通过外螺纹与所述安装座上的贯通螺纹孔配合，所述螺杆底部设置有橡胶刮板，所述橡胶刮板在所述螺杆相对于所述安装座转动且下降的过程中将砂旋转摊开，并在所述螺杆的高度稳定后，通过所述龙门支架相对于所述导向底座的移动，以及所述安装座相对于所述龙门支架的移动而将砂均匀摊平。

进一步地，所述导向底座还设置有振动支撑结构，用于对试件进行支撑，包括：

至少三个弹簧支座以及设置于各所述弹簧支座上的支撑板，所述支撑板边缘对称设置有两振动电机，顶部设置有至少两个夹紧气缸，所述夹紧气缸用于对所述试件进行固定，并在所述橡胶刮板将砂旋转摊开的过程中，通过所述振动电机的振动带动所述试件振动。

进一步地，所述夹紧气缸包括缸体、活塞杆和压紧头；

所述活塞杆带动所述压紧头上下运动，其中，二者间设置有贯通腔体，所述贯通腔体的出气口位于所述压紧头靠近所述试件的端面上，所述压紧头用于对所述试件进行挤压的挤压面上设置有活动堵头，所述活动堵头在所述压紧头靠近所述试件时在所述试件的挤压下向所述贯通腔体内缩进而封堵所述贯通腔体，而在所述压紧头远离所述试件时，使得所述贯通腔体导通，从而通过气体对所述试件表面进行清理。

进一步地，所述出气口设置有至少两个，且具有至少两个出气方向。

进一步地，所述出气口为圆柱式、敞口式或螺旋式中的一种或多种。

通过本发明的技术方案，可实现以下技术效果：

首次对装配式混凝土提出了用铺砂法检测粗糙度的方法，同时首次引入粗糙度推定值的概念，通过多测区求平均值的方法，更加精确的反应了装配式混凝土的表面情况，其中，待检测区域的划分数量以及各待检测区域中进行检测的数量比例决定了最终的检测精度，当实际的混凝土构件待检测表面较大时，可在待检测区域划分后，仅对部分具有代表性的区域进行检测，从而降低检测的难度，提高检测的速度和便捷性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明中装配式混凝土粗糙度检测方法的流程图；

图2为铺砂法的流程图；

图3为铺砂法所采用的设备的结构示意图；

图4为图3的正视图；

图5为图4的左视图；

图6为图4的俯视图；

图7为刮板结构的放大图；

图8为夹紧气缸的结构示意图；

图9为夹紧气缸的剖视图；

附图标记：导向底座1、弹簧支座11、支撑板12、振动电机13、夹紧气缸14、缸体14a、活塞杆14b、压紧头14c、贯通腔体14d、活动堵头14e、龙门支架2、安装座3、刮板结构4、螺杆41、橡胶刮板42。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

实施例一

如图1所示，装配式混凝土粗糙度检测方法，包括以下步骤：

S1：将待检测表面划分为至少两个待检测区域；

S2：对至少两个所待检测区域采用铺砂法进行粗糙度检测获得粗糙度推定值，如图2所示，包括如下步骤：

S21：对每一待检测区域采用体积为V的砂进行摊铺；

S22：在摊铺过程中将砂抹平，使得构件上表面不留有浮动余砂，以将待检测区域表面的凹坑填满且凸起部分裸露为准；

S33：获得摊铺区域的表面积为S；

S34：通过公式u＝V/S求得粗糙度推定值。

S3：计算各待检测区域粗糙度推定值的平均值。

在本实施例中，以叠合板为例，将一块叠合板分成若干待检测区域，采用铺砂法对每一区域的粗糙度进行检测获得粗糙度推定值，具体地，对每一测区采用V ml体积的砂在叠合板上摊铺成顶面近似为正方形的矩形体，其中，在摊铺过程中将砂抹平，使得上表面不留有浮动余砂，基本刚好露出石子为宜，测量测区近似为正方形的四边形的近似边长分别为a mm和bmm，从而计算面积(计作S，mm2)，以砂的体积V除以面积S得到一个测区粗糙度推定値u＝1000V/S，单位mm；再计算各个待检测区域粗糙度推定值之和的平均值，单位mm，其中n为待检测区域中已测区域的数量；通过上述方法获得各个测区的粗糙度推定值，从而计算各待检测区域粗糙度推定值的平均值而获得待检测表面整体的粗糙度。

在本实施例中，首次对混凝土叠合板提出了用铺砂法检测粗糙度的方法，同时首次引入粗糙度推定值的概念，通过多测区求平均值的方法，更加精确的反应了叠合板的表面情况，其中，待检测区域的划分数量以及各待检测区域中进行检测的数量比例决定了最终的检测精度，当实际的混凝土构件待检测表面较大时，可在待检测区域划分后，仅对部分具有代表性的区域进行检测，从而降低检测的难度，提高检测的速度和便捷性。

实施例二

在本实施例中，装配式混凝土粗糙度检测方法与实施例一中相同，区别仅在于铺砂法所用砂的粒径，考虑到不同粒径的砂对测试结果会产生变化，本实施例中，优选砂的粒径为0.075～0.3mm的单一粒径砂或者多粒径砂混合体，并通过实验明确单一粒径的优选值：

(1)将实验室用砂进行风干，然后将砂放入摇筛机进行筛分析，依次收集粒径为0.075、0.15、0.3和0.6的砂备用；

(2)将待检测的面积为S mm²的装配式混凝土构件放置于平面上，先用吸尘器将构件测试面清理干净，不得有松动的石子等杂物，四周进行封堵，倒入粒径为0.6mm的砂，用底面粘有橡胶片的刷子，由里向外重复做摊铺运动，稍稍用力将砂细心地尽可能的向外摊开，使砂填入凹凸不平表面的空隙中；

(3)将所倒入的砂抹平，使得上表面不留有浮动余砂，基本刚好露出石子为宜；

(4)收集构件表面的砂；

(5)用量筒量取砂的体积Vml；

(6)通过u＝1000V/S，单位mm计算得出通过粒径为0.6mm的砂所测得的粗糙度推定值；

(7)重复上述操作，依次将粒径为0.075、0.15、0.3和0.6mm的砂在三个构件上重复上述试验步骤，对数据进行整理如下：

由上表数据可知砂的粒径在0.075～0.3时，构件一、二、三所测试的数据相对稳定，偏差的绝对值均不超过0.1mm，当砂的粒径在0.6mm时，数据离散型较大，与0.075mm的偏差达到14％～19％。

为确定混合粒径的砂是否依旧适用，在上述确定的单粒径可用砂范围的基础上，本实施例中还同时混合0.075～0.3mm砂进行试验，以确认单粒径与混合粒径的试验数据是否出现差异。

在同一构件上使用不同的混合比例砂进行摊铺，试验步骤如上进行，对试验数据收集整理如下：

由上述数据可知，四种不同比例的混合砂的试验结果一致，相互之间的误差不超过0.1mm，因此，混合砂的比例对构件表面粗糙度的检测不存在影响，铺砂法的试验选择砂的粒径仅需控制在0.075～0.3mm即可。

实施例三

在本实施例中，装配式混凝土粗糙度检测方法与实施例一中相同，区别仅在于铺砂法中砂的体积V的不同，本实施例中，优选砂的体积V为300～400mL，并通过实验明确上述优选值：

在本优选方案中，分别在4块叠合板上分别通过100、200、300和400ml的砂进行摊铺，测得粗糙度推定值，同时也通过试件的满铺获得粗糙度真值，数据整理如下：

通过比较明确当测区砂的体积在100及200mL时，待检测区域粗糙度推定値的平均值与满铺粗糙度真值的偏差较大，当测区砂的体积达到300及400mL时，粗糙度推定値与真值的误差不大于0.1mm，已经趋于稳定。

同时通过上表还可明确当进行粗糙度检测的待检测区域数量达到3个及以上时，所得平均值与真值的误差不大于0.1mm，因此，本实施例中，优选进行粗糙度检测的待检测区域的数量大于等于3。

实施例四

在本实施例中，装配式混凝土粗糙度检测方法与实施例一中相同，区别仅在于铺砂法所采用的设备如下：

导向底座1、龙门支架2、安装座3以及刮板结构4；龙门支架2沿导向底座1纵向移动，安装座3沿龙门支架2横向移动，刮板结构4安装于安装座3上；其中，刮板结构4包括螺杆41，螺杆41通过外螺纹与安装座3上的贯通螺纹孔配合，螺杆41底部设置有橡胶刮板42，橡胶刮板42在螺杆41相对于安装座3转动且下降的过程中将砂旋转摊开，并在螺杆41的高度稳定后，通过龙门支架2相对于导向底座1的移动，以及安装座3相对于龙门支架2的移动而将砂均匀摊平。

通过采用上述设备，可降低原有通过人工操作的方法而带来的劳动强度，同时有效提高操作精度，在具体实施时，首先将试件放置于导向底座1的平面上，并将砂堆设于待检测表面上，通过移动安装座3将橡胶刮板42移动至砂堆正上方，随后旋转螺杆41从而带动橡胶刮板42缓慢下降，在下降的过程中逐渐将砂堆旋转摊铺开来，此处需注意橡胶刮板42的下降速度以及与砂堆顶部的对中性，旋转摊铺直至橡胶刮板42底部触碰待检测表面后，螺杆41停止旋转，通过安装座3的横、纵向移动缓慢的将砂均匀摊平，整个过程中降低了人工操作的难度，但须保证橡胶刮板42的宽度大于最终摊铺开来的砂的边缘的最大长度，最终摊铺完成的形状可通过人工的方式调整，从而便于摊铺面积的计算，此处对于摊铺面积的计算，可人工测量，同时也可采用现有技术中通过激光扫描或图像比对的方式而自动获得，其中激光设备或图形采集设备均可通过安装座3进行固定，且扫描过程中或图像获取过程中也均可通过安装座3的移动来配合，具体的安装座3的移动控制方式可采用伺服电机作为动力，保证移动的精度。

本实施例中，为了保证摊铺的致密性，保证检测精度，导向底座1还设置有振动支撑结构，用于对试件进行支撑，包括：至少三个弹簧支座11以及设置于各弹簧支座11上的支撑板12，支撑板12边缘对称设置有两振动电机13，顶部设置有至少两个夹紧气缸14，夹紧气缸14用于对试件进行固定，并在橡胶刮板42将砂旋转摊开的过程中，通过振动电机13的振动带动试件振动，振动的幅度需严格控制，以避免砂因振动幅度过而散落。

具体的，作为本实施例中的优选，本实施例中夹紧气缸14包括缸体14a、活塞杆14b和压紧头14c；活塞杆14b带动压紧头14c上下运动，其中，二者间设置有贯通腔体14d，贯通腔体14d的出气口位于压紧头14c靠近试件的端面上，压紧头14c用于对试件进行挤压的挤压面上设置有活动堵头14e，活动堵头14e在压紧头14c靠近试件时在试件的挤压下向贯通腔体14d内缩进而封堵贯通腔体14d，而在压紧头14c远离试件时，使得贯通腔体14d导通，从而通过气体对试件表面进行清理。在本优选方案中，贯通腔体14d的气源可与通入缸体14a内的气体采用同一气源，具体的通气时间和通气参数可通过阀体控制，从而实现精确的清理，其中，主要的清理过程，包括将试件放置于导向底座1的过程中，可通过将试件缓慢推入的方式，使得压紧头14c的出风口均匀的对表面的各个部分进行清理，为了保证清理效果，可适当的增加压紧头14c的数量，并保证分布的均匀性；还包括测试完成后，将砂清理后，去除残余的砂；上述清理过程自动化程度高，且清理效果明显，降低了人工操作的难度。

作为上述实施例的优选，出气口设置有至少两个，且具有至少两个出气方向，从而增大清理面积，而出气口可以为圆柱式、敞口式或螺旋式中的一种或多种，根据具体的情况进行开设。

在本实施例中，需保证活动堵头14e与压紧头14c之间的密封性，可将贯通腔体14d的截面设置为矩形，从而通过活动堵头14e边缘与贯通腔体14d内壁的贴合实现密封，可适当增加弹性密封体，通过上述方式，有效的保证了在检测过程中，无风力对检测造成影响，同时也降低了试件清理的难度。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (10)

1.装配式混凝土粗糙度检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

将试件待检测表面划分为至少两个待检测区域；

对至少两个所述待检测区域进行粗糙度检测获得粗糙度推定值；

计算各所述待检测区域粗糙度推定值的平均值作为最终装配式混凝土粗糙度。

2.根据权利要求1所述的装配式混凝土粗糙度检测方法，其特征在于，对至少两个所述待检测区域采用铺砂法进行粗糙度检测，所述铺砂法包括如下步骤：

对所述待检测区域采用体积为V的砂进行摊铺；

在摊铺过程中将砂抹平，使得构件上表面不留有浮动余砂，以将所述待检测区域表面的凹坑填满且凸起部分裸露为准；

获得摊铺区域的表面积为S；

通过公式ｕ=V/S求得所述粗糙度推定值。

3.根据权利要求2所述的装配式混凝土粗糙度检测方法，其特征在于，所述砂的粒径为0.075～0.3mm的单一粒径砂或者多粒径砂混合体。

4.根据权利要求2所述的装配式混凝土粗糙度检测方法，其特征在于，所述铺砂法中砂的体积V为300~400mL。

5.根据权利要求2所述的装配式混凝土粗糙度检测方法，其特征在于，进行粗糙度检测的所述待检测区域的数量大于等于3。

6.根据权利要求2所述的装配式混凝土粗糙度检测方法，其特征在于，所述铺砂法采用以下设备进行：

包括导向底座（1）、龙门支架（2）、安装座（3）以及刮板结构（4）；

所述龙门支架（2）沿所述导向底座（1）纵向移动，所述安装座（3）沿所述龙门支架（2）横向移动，所述刮板结构（4）安装于所述安装座（3）上；

其中，所述刮板结构（4）包括螺杆（41），所述螺杆（41）通过外螺纹与所述安装座（3）上的贯通螺纹孔配合，所述螺杆（41）底部设置有橡胶刮板（42），所述橡胶刮板（42）在所述螺杆（41）相对于所述安装座（3）转动且下降的过程中将砂旋转摊开，并在所述螺杆（41）的高度稳定后，通过所述龙门支架（2）相对于所述导向底座（1）的移动，以及所述安装座（3）相对于所述龙门支架（2）的移动而将砂均匀摊平。

7.根据权利要求6所述的装配式混凝土粗糙度检测方法，其特征在于，所述导向底座（1）还设置有振动支撑结构，用于对试件进行支撑，包括：

至少三个弹簧支座（11）以及设置于各所述弹簧支座（11）上的支撑板（12），所述支撑板（12）边缘对称设置有两振动电机（13），顶部设置有至少两个夹紧气缸（14），所述夹紧气缸（14）用于对所述试件进行固定，并在所述橡胶刮板（42）将砂旋转摊开的过程中，通过所述振动电机（13）的振动带动所述试件振动。

8.根据权利要求7所述的装配式混凝土粗糙度检测方法，其特征在于，所述夹紧气缸（14）包括缸体（14a）、活塞杆（14b）和压紧头（14c）；

所述活塞杆（14b）带动所述压紧头（14c）上下运动，其中，二者间设置有贯通腔体（14d），所述贯通腔体（14d）的出气口位于所述压紧头（14c）靠近所述试件的端面上，所述压紧头（14c）用于对所述试件进行挤压的挤压面上设置有活动堵头（14e），所述活动堵头（14e）在所述压紧头（14c）靠近所述试件时在所述试件的挤压下向所述贯通腔体（14d）内缩进而封堵所述贯通腔体（14d），而在所述压紧头（14c）远离所述试件时，使得所述贯通腔体（14d）导通，从而通过气体对所述试件表面进行清理。

9.根据权利要求8所述的装配式混凝土粗糙度检测方法，其特征在于，所述出气口设置有至少两个，且具有至少两个出气方向。

10.根据权利要求8或9所述的装配式混凝土粗糙度检测方法，其特征在于，所述出气口为圆柱式、敞口式或螺旋式中的一种或多种。