CN110244030B - 模拟动水作用下混凝土抗分散性能检测装置 - Google Patents

模拟动水作用下混凝土抗分散性能检测装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种模拟动水作用下混凝土抗分散性能检测装置，包括循环水箱；模拟水箱，用于恒定水流环境与水流冲刷环境模拟；进水管路，设有多组，其一端位于循环水箱内部且接有水泵，另一端与模拟水箱的第一进水口相接，用于将循环水箱内的水引入到模拟水箱中；圆筒，位于循环水箱的上方，圆筒可通过升降组件下降至模拟水箱内，用于对水流形成漩涡环境的模拟；浇注组件，用于对模拟水箱中模拟的不同水流环境进行混凝土浇注。本发明提供的模拟动水作用下混凝土抗分散性能检测装置能够模拟出恒定水流、冲刷以及漩涡三种不同的动水情况，能够保证混凝土水下抗分散性能测试结果的准确性，有利于对混凝土的水下抗分散性能以及抗分散剂的研究。

Description

模拟动水作用下混凝土抗分散性能检测装置
技术领域
本发明属于深水环境下混凝土浇注模拟技术领域，更具体地说，是涉及一种模拟动水作用下混凝土抗分散性能检测装置。
背景技术
水下不分散混凝土被国内外学者称之为“划时代的混凝土或新一代的水下施工材料”，其最大的优点是其拌和物在水中浇筑时不分散、不离析，通过水层后混凝土的配合比基本保持不变，可以在不排水的条件下施工，而且具有良好的抗水洗能力，因此水泥很少流失，对施工水域不会造成污染，可视为环保型产品。然而我国水下不分散混凝土在抗水流冲刷、坍损大以及强度低等方面与国外相比有较大的差距，主因是动水作用下现有规范(如DL/T 5117-2000)和技术中，在进行模拟混凝土水下浇注环境时，均为静水环境，但是现实中的水流多为流动的状态，或者瀑布冲刷，或者漩涡状态。静水环境模拟所取得的结果与自然环境相差较大，所以导致混凝土抗分散性测试结果不准确，所研制的抗分散剂也不满足水下混凝土浇筑时要达到自流平、自密实和良好的抗分散性能要求，也显著影响了对水下混凝土其他性能的研究，更对后续的实际施工带来诸多危害。
发明内容
本发明的目的在于提供一种模拟动水作用下混凝土抗分散性能检测装置，旨在解决现有技术中模拟混凝土水下抗分散性能实验结果不准确以及所研制的抗分散混凝土不满足实际工程需求等问题。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：提供一种模拟动水作用下混凝土抗分散性能检测装置，包括：循环水箱；
模拟水箱，位于所述循环水箱的上方，用于恒定水流环境与水流冲刷环境模拟，所述模拟水箱的其中一个侧壁从上到下设有多排不同高度的第一进水口，与所述第一进水口相对的侧壁上设有出水口；
进水管路，设有多组，用于将所述循环水箱内的水引入到所述模拟水箱中，其一端位于所述循环水箱内部且接有水泵，另一端与所述第一进水口相连通；
圆筒，位于所述循环水箱的上方，用于水流形成漩涡环境的模拟，所述圆筒的侧壁上设有用于进水且提供形成漩涡动力第二进水口，所述第二进水口通过柔性管与一组所述进水管路相连，所述圆筒可通过升降组件下降至所述模拟水箱内；以及
浇注组件，位于所述模拟水箱的上方，用于向所述模拟水箱中进行混凝土浇注。
进一步地，所述模拟水箱包括：
实验水槽，位于所述第一进水口的一侧；以及
检验水槽，设置于所述出水口的一侧，且与所述实验水槽相通设置，用于对所述实验水槽流出的水进行检测；
其中，所述检验水槽的高度低于所述实验水槽的高度，所述实验水槽与所述检验水槽间设有可上下推拉的用于挡住水流的第一挡板，所述检验水槽上的所述出水口处设有可上下推拉的第二挡板。
进一步地，所述浇注组件包括第一支架，放置于所述第一支架上的漏斗以及与所述漏斗的下端连接的挠性伸缩管；
其中，所述第一支架横向架搭设于所述模拟水箱上，并且可在所述模拟水箱上滑动。
进一步地，所述升降组件包括第二支架以及设置在所述第二支架上的液压杆，其中所述液压杆的伸出端与所述圆筒连接；
其中，所述第二支架的底部连接有用于所述第二支架滑动的滑道，所述滑道沿着所述循环水箱的长度方向位于所述循环水箱的两侧。
进一步地，所述圆筒的高度低于所述模拟水箱的高度，所述第二进水口至少设有三个，且环所述圆筒的侧壁底部间隔设置。
进一步地，所述第二进水口的轴线与所述圆筒上所述第二进水口所在的位置处的切线呈锐角设置。
进一步地，每组所述进水管路的一端分别与每排所述第一进水口相连，且每组所述进水管路连接有至少一个用于供水的水泵。
进一步地，每组所述进水管路上均设有用于手动调节进水量或者进水速度的阀门。
进一步地，与所述第二进水口连接的一组所述进水管路为三通式进水管，且分别在两个输出管上装设所述阀门。
进一步地，所述模拟水箱底部设有用于排净剩余水的排水管，所述排水管下部深入到所述循环水箱中。
本发明提供的模拟动水作用下混凝土抗分散性能检测装置的有益效果在于：与现有技术相比，本发明模拟动水作用下混凝土抗分散性能检测装置设有模拟水箱与圆筒，可对水流的恒流、冲刷以及漩涡环境进行模拟，进而保证测试混凝土水下抗分散性结果的准确性；还设有多组与第一进水口和第二进水口连接的进水管路，水流通过水泵沿着进水管路引入到模拟水箱中，以保证模拟水箱中不同水流环境的模拟；浇注组件可通过可随意调节位置的挠性伸缩管将混凝土浇筑在模拟水箱中的水流中，其结构简单，实用性强；另外循环水箱可让内部的水流循环使用，能够节约水资源。本发明提供的模拟动水作用下混凝土抗分散性能检测装置能够模拟出水流的恒流、冲刷以及漩涡三种不同的动水情况，能够保证混凝土水下抗分散性能的测试结果的准确性，有利于对混凝土的水下抗分散性能的研究。
附图说明
图1为本发明实施例提供的模拟动水作用下混凝土抗分散性能检测装置的结构示意图一；
图2为本发明实施例提供的模拟动水作用下混凝土抗分散性能检测装置的结构(隐藏循环水箱)示意图二；
图3为本发明实施例提供的模拟动水作用下混凝土抗分散性能检测装置的结构(圆筒置于模拟水箱中模拟漩涡环境)示意图三；
图中：10、循环水箱；20、模拟水箱；21、实验水槽；211、第一进水口；22、检验水槽；221、出水口；23、第一挡板；24、第二挡板；25、排水管；30、进水管路；31、水泵；32、柔性管；33、阀门；40、圆筒；41、第二进水口；50、浇注组件；51、漏斗；52、挠性伸缩管；53、第一支架；60、升降组件；61、第二支架；62、液压杆；63、滑道。
具体实施方式
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，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。
请一并参阅图1及图3，现对本发明提供的模拟动水作用下混凝土抗分散性能检测装置进行说明。模拟动水作用下混凝土抗分散性能检测装置，包括循环水箱10、模拟水箱20、进水管路30、圆筒40以及浇注组件50。
其中模拟水箱20，位于循环水箱10的上方，用于对恒定水流的环境与水流冲刷的环境的模拟，模拟水箱20的其中一个侧壁从上到下设有多排不同高度的第一进水口211，与第一进水口211相对的侧壁上设有出水口221；进水管路30，设有多组，用于将循环水箱10内的水引入到模拟水箱20中，其一端位于循环水箱10内部且接有水泵31，另一端与模拟水箱20的第一进水口211相连通；圆筒40，位于循环水箱10的上方，用于对水流形成漩涡环境的模拟，圆筒40的侧壁上设有用于进水且提供形成漩涡动力第二进水口41，并且通过柔性管32与一组进水管路30相连，圆筒40可通过升降组件60下降至模拟水箱20内；浇注组件50，位于模拟水箱20的上方，浇注组件50的下端连接有挠性伸缩管52，用于对模拟水箱20中模拟的不同水流环境进行混凝土浇注。
本发明提供的模拟动水作用下混凝土抗分散性能检测装置，使用方式为：
A、当模拟水流恒定的环境时，打开模拟水箱20侧壁的底部的第一进水口211所连通的进水管路30端部的水泵31，将循环水箱10内的水引入到模拟水箱20中，再移动浇注组件50至合适的位置进行混凝土的浇注，以测试混凝土水下抗分散性能。
B、当模拟水流冲刷的环境时，在模拟出的水流恒定的环境基础上，打开模拟水箱20侧壁的顶部的第一进水口211所连通的进水管路30端部的水泵，使水流形成抛物线的轨迹，打在恒定流速的水面上，再移动浇注组件50至合适的位置进行混凝土的浇注，以测试混凝土水下抗分散性能。
C、当模拟漩涡的的环境时，通过升降组件60将圆筒40放入到模拟水箱20内，打开柔性管32连接的进水管路30端部的水泵31，将水流引入到圆筒40内，并且在圆筒40内形成漩涡，再移动浇注组件50至合适的位置进行混凝土的浇注，以测试混凝土水下抗分散性能。
需要说明的是，第一进水口211在模拟水箱的侧壁上设有多排，其中最上方的一排第一进水口211的于其它第一进水口211间具有一定的间隔，间隔距离必须能够保证形成冲刷环境。
本发明提供的模拟动水作用下混凝土抗分散性能检测装置，与现有技术相比，本发明模拟动水作用下混凝土抗分散性能检测装置设有模拟水箱20与圆筒40，可对水流的恒流、冲刷以及漩涡环境进行模拟，进而保证测试混凝土水下抗分散性结果的准确性；还设有多组与第一进水口211和第二进水口41连接进水管路30，水流通过水泵31沿着进水管路30引入到模拟水箱20中，以保证模拟水箱20中水流环境的模拟；浇注组件50可通过可随意调节位置的挠性伸缩管52将混凝土浇筑在模拟水箱20中的水流中，其结构简单，实用性强；另外循环水箱10可让内部的水流循环使用，能够节约水资源。本发明提供的模拟动水作用下混凝土抗分散性能检测装置能够模拟出水流的恒流、冲刷以及漩涡三种不同的动水情况，能够保证混凝土水下抗分散性能的测试结果的准确性，有利于对混凝土的水下抗分散性研究。
需要说明的是本发明提供的模拟动水作用下混凝土抗分散性能检测装置中的模拟水箱20或者圆筒40，为了便于工作人员观察混凝土的动态，其材料可采用有机钢化玻璃。出水口221处可添加一个过滤器，用以过滤掉模拟水箱20中流出的浑浊水中的大小颗粒，以便于水的循环。
请一并参阅图1及图3，作为本发明提供的模拟动水作用下混凝土抗分散性能检测装置的一种具体实施方式，模拟水箱20包括实验水槽21与检验水槽22。实验水槽21，位于第一进水口211的一侧；检验水槽22，设置于出水口221的一侧，且与实验水槽21相通设置，用于对实验水槽21流出的水进行检测；其中，检验水槽22的高度低于实验水槽21的高度，实验水槽21与检验水槽22间设有可上下推拉的用于挡住水流的第一挡板23，检验水槽22上的出水口221处设有可上下推拉的第二挡板24。将模拟水箱20分为实验水槽21与检验水槽22，便于模拟实验的进行以及模拟实验后的检测，第一挡板23以及第二挡板24便于对水流出速度的控制，便于对模拟水箱20内液面高度的控制。另外，检验水槽22的高度低于实验水槽21的高度，便于对模拟实验后水样的采集以及检测。检验水槽22可方便对流出的水流的pH值、浑浊度以及混凝土的流失量进行测定。
请一并参阅图1及图3，作为本发明提供的模拟动水作用下混凝土抗分散性能检测装置的一种具体实施方式，浇注组件50包括第一支架53，放置于第一支架53上的漏斗51以及与漏斗的下端连接的挠性伸缩管52。其中，第一支架53横向架搭设于模拟水箱20上，并且可在模拟水箱20上滑动，其结构简单；挠性伸缩管52可伸长，亦可随意调整所在的位置，便于对不同模拟环境进行浇注混凝土，以增强模拟实验结果的准确性。另外浇注组件50可在模拟水箱20上取下，便于对漏斗51与挠性伸缩管52的清洗。
当需要往漏斗51中加入混凝土时，可移动第一支架53至模拟水箱20的一侧，通过提升斗等适合搬运的介质往漏斗51中加入混凝土。
请一并参阅图1及图3，作为本发明提供的模拟动水作用下混凝土抗分散性能检测装置的一种具体实施方式，升降组件60包括第二支架61以及设置在第二支架61上的液压杆62，其中液压杆62的伸出端与圆筒40连接。其中，第二支架61的底部连接有用于第二支架61滑动配合的滑道63，滑道63沿着循环水箱10的长度方向位于循环水箱10的两侧。液压杆62的伸出端与圆筒40连接，升降组件60可带动圆筒40上升或者下降，当模拟水恒流或者冲刷时，升降组件60处于收缩的状态，带动圆筒40并使圆筒40脱离模拟水箱20悬于模拟水箱20上方；当模拟漩涡环境时，升降组件60伸长，将圆筒40放置于模拟水箱20中，进行漩涡环境的模拟。液压杆62工作平稳，且承受的力较大，可保证模拟实验的安全性。另外，滑道63的设置可随着模拟水流环境的不同调整升降组件60的位置，便于模拟实验的进行，也便于实验人员对模拟实验的观察。
其中液压杆62也可换为可以随意停留到任意位置的液压缸。
请一并参阅图1及图3，作为本发明提供的模拟动水作用下混凝土抗分散性能检测装置的一种具体实施方式，圆筒40的高度低于模拟水箱20的高度，当圆筒40放置于模拟水箱20内部进行漩涡模拟时，能够保证溢出的水流入到模拟水箱20中，第二进水口41至少设有三个，且环圆筒40的侧壁底部间隔设置，每两个第二进水口41的夹角为120°，三个第二进水口41同时提供漩涡的动力，便于圆筒40内水流的旋转，进而便于漩涡的形成。
请一并参阅图1及图3，作为本发明提供的模拟动水作用下混凝土抗分散性能检测装置的一种具体实施方式，第二进水口41的轴线与圆筒40上第二进水口41所在的位置处的切线呈锐角设置，第二进水口41朝着圆筒40内壁侧供水，便于圆筒40内水流的旋转，同时对浇注在内部的混凝土不会产生较大的冲刷，有利于漩涡形成的同时，也有利于漩涡的形成。
请一并参阅图1及图3，作为本发明提供的模拟动水作用下混凝土抗分散性能检测装置的一种具体实施方式，每组进水管路30的一端分别与每排第一进水口211相连，且每组进水管路30连接有至少一个用于供水的水泵31，每组进水管路30均设有一个水泵31，使每组进水管路30单独存在，便于进水速度的调节，同时也便于进水量的调节。
水泵31的转速可调节，以便于调节模拟水箱20内水的流速。
请一并参阅图1及图3，作为本发明提供的模拟动水作用下混凝土抗分散性能检测装置的一种具体实施方式，每组进水管路30上均设有用于手动调节进水量或者进水速度的阀门33，阀门33可控制进水管路30的打开或者关闭，同时也可通过旋转阀门33对进水流量进行调节，便于对模拟水箱20内水流速的控制。
通过可调速的水泵与阀门，将模拟水箱内的水流变为可调速的稳态水流，便于模拟出水流速度不同的稳态水流环境。
请一并参阅图1及图3，作为本发明提供的模拟动水作用下混凝土抗分散性能检测装置的一种具体实施方式，与第二进水口41连接的一组进水管路30为三通式进水管，且分别在两个输出管上装设阀门33，该种结构的设计，可简化装置的复杂性，使圆筒40与其中一个进水管路30共用一个水泵31，阀门33可便于两个模拟环境的切换。
请一并参阅图1及图3，作为本发明提供的模拟动水作用下混凝土抗分散性能检测装置的一种具体实施方式，模拟水箱20底部设有用于排净剩余水的排水管25，排水管25下部深入到循环水箱10中，当模拟实验完成后，可通过排水管25将模拟水箱20内部的剩余水排出到循环水箱10中，有利于模拟水箱20的清洁工作。
本发明提供的模拟动水作用下混凝土抗分散性能检测装置，具体模拟工作方式为：
恒流环境：先移动第二支架61将圆筒40移动到模拟水箱20的一侧。打开位于模拟水箱20侧壁底部第一进水口211位置所对应的进水管路30的阀门33，再打开该进水管路30所连接的水泵31，对模拟水箱20进行供水，通过对水泵31转速的调节以及阀门33的调节，以调节水流在模拟水箱20内部的流动速度与流量。当处于恒定水流状态时，移动第一支架53使漏斗51口处于合适的浇注位置处进行浇注，以测试混凝土在恒流水中的分散情况。
冲刷环境：保持恒流不变，打开位于模拟水箱20侧壁上部第一进水口211位置所对应的进水管路30的阀门33，再打开该进水管路30所连接的水泵31，对模拟水箱20进行供水，通过对水泵31转速的调节以及阀门33的调节，以调节水的流量，使水流在模拟水箱20内部形成一个小瀑布，冲击在模拟水箱20内部的恒流水上，形成一个水流冲刷的环境。当处于恒定水流冲刷状态时，移动第一支架53使漏斗51口处于合适的浇注位置处进行浇注，以测试混凝土在冲刷的水中分散情况。
漩涡环境：关闭所有水泵31以及阀门33，移动第二支架61使圆筒40至模拟水箱20的上方，控制液压杆62将圆筒40下降至模拟水箱20内，当圆筒40的底部与模拟水箱20的底部接触后停止。打开三通进水管路30中的与柔性管32相连处的阀门33，关闭与第一进水口211相连的管路上的阀门33，进而打开其对应的水泵31，使水沿着柔性管32进入到圆筒40中。当圆筒40内的水形成漩涡后，调整第一支架53与挠性伸缩管52，使其管口置于合适的浇注位置进行浇注，以测试混凝土在漩涡的水中分散情况。
以上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 (8)

1.模拟动水作用下混凝土抗分散性能检测装置，其特征在于，包括：
循环水箱；
模拟水箱，位于所述循环水箱的上方，用于恒定水流环境与水流冲刷环境模拟，所述模拟水箱的其中一个侧壁从上到下设有多排不同高度的第一进水口，与所述第一进水口相对的侧壁上设有出水口；位于最上方的一排所述第一进水口与其它第一进水口间隔设置；
进水管路，设有多组，用于将所述循环水箱内的水引入到所述模拟水箱中，其一端位于所述循环水箱内部且接有水泵，另一端与所述第一进水口相连通；
圆筒，位于所述循环水箱的上方，用于水流形成漩涡环境的模拟，所述圆筒的侧壁上设有用于进水且提供形成漩涡动力第二进水口，所述第二进水口通过柔性管与一组所述进水管路相连，所述圆筒可通过升降组件下降至所述模拟水箱内；所述圆筒的高度低于所述模拟水箱的高度，所述第二进水口至少设有三个，且环所述圆筒的侧壁底部间隔设置；所述第二进水口的轴线与所述圆筒上所述第二进水口所在的位置处的切线呈锐角设置；以及
浇注组件，位于所述模拟水箱的上方，用于向所述模拟水箱中进行混凝土浇注。
2.如权利要求1所述的模拟动水作用下混凝土抗分散性能检测装置，其特征在于，所述模拟水箱包括：
实验水槽，位于所述第一进水口的一侧；以及
检验水槽，设置于所述出水口的一侧，且与所述实验水槽相通设置，用于对所述实验水槽流出的水进行检测；
其中，所述检验水槽的高度低于所述实验水槽的高度，所述实验水槽与所述检验水槽间设有可上下推拉的用于挡住水流的第一挡板，所述检验水槽上的所述出水口处设有可上下推拉的第二挡板。
3.如权利要求1所述的模拟动水作用下混凝土抗分散性能检测装置，其特征在于，所述浇注组件包括第一支架，放置于所述第一支架上的漏斗以及与所述漏斗的下端连接的挠性伸缩管；
其中，所述第一支架横向架搭设于所述模拟水箱上，并且可在所述模拟水箱上滑动。
4.如权利要求1所述的模拟动水作用下混凝土抗分散性能检测装置，其特征在于，所述升降组件包括第二支架以及设置在所述第二支架上的液压杆，其中所述液压杆的伸出端与所述圆筒连接；
其中，所述第二支架的底部连接有用于所述第二支架滑动配合的滑道，所述滑道沿着所述循环水箱的长度方向位于所述循环水箱的两侧。
5.如权利要求1所述的模拟动水作用下混凝土抗分散性能检测装置，其特征在于，每组所述进水管路的一端分别与每排所述第一进水口相连，且每组所述进水管路连接有至少一个用于供水的水泵。
6.如权利要求5所述的模拟动水作用下混凝土抗分散性能检测装置，其特征在于，每组所述进水管路上均设有用于手动调节进水量或者进水速度的阀门。
7.如权利要求6所述的模拟动水作用下混凝土抗分散性能检测装置，其特征在于，与所述第二进水口连接的一组所述进水管路为三通式进水管，且分别在两个输出管上装设所述阀门。
8.如权利要求1所述的模拟动水作用下混凝土抗分散性能检测装置，其特征在于，所述模拟水箱底部设有用于排净剩余水的排水管，所述排水管下部深入到所述循环水箱中。
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