CN110736827A - 一种砂浆施工性测试装置 - Google Patents
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Abstract
一种砂浆施工性测试装置，其特征在于：包括设置在工作台上的基材、抹子、限位运动装置，以及传动装置和牵引测量装置；所述牵引测量装置的牵引端回收时，通过所述传动装置牵引所述运动部或所述抹子沿着所述固定部限定的方向移动，从而所述抹子的下沿从所述基材的上方平行移动。本发明通过采用数字化的牵引测量装置，精确控制抹子移动速度并对抹子运动过程中的拉力‑位移数值进行测量与记录，能够整体、客观、全面地呈现出砂浆的施工性能数据。基于该拉力‑位移曲线，采用整体测试数据进行积分或平均值运算后的结果，作为砂浆施工性能的评价指标，可以有效反映出砂浆施工性的整体性能。
Description
技术领域
本发明属于建筑砂浆试验技术领域，具体涉及一种砂浆施工性测试装置。
背景技术
建筑砂浆量大面广，其施工性对施工速度、劳动强度及工程质量有显著影响；对施工性要求较高的砂浆品种主要包括：普通抹灰砂浆、薄层抹灰砂浆、外保温系统用抹面砂浆、瓷砖粘结砂浆、加气砼用抹面砂浆、界面砂浆、腻子、抹灰石膏、饰面砂浆和地面找平砂浆等，这些砂浆大都需要人工用抹子抹平。
现有技术中，砂浆的施工性主要用稠度、流动度(扩展度)及其损失率等表示。然而，它们只能间接表征砂浆的施工性，不能如实反映砂浆施工性的好坏。因此，在实际工程中，不得不凭借施工工人的实际操作手感，去判断砂浆施工性的好坏；但不同工人以及同一工人不同时间对砂浆施工性的评价不同，使得评价结果差异很大。
为此，中国专利申请201811518425.6公开了一种砂浆和腻子施工性检测装置，能够将施工性通过滑动板滑动的距离或拉力的大小来量化，使得施工性检测更准确可靠。然而该方案存在以下问题：一是不同试验装置(特别是滑动组件)自身的摩擦力等阻力干扰不同，导致不同装置之间的测量结果不具有可比性；二是滑动板(相当于抹子)在砂浆表面移动时，一方面由于砂浆质地不均匀，其弹簧拉力始终处于动态变化状态，另一方面由于滑动板在移动过程中，其前方堆积的砂浆会越来越多，导致弹簧拉力整体上呈现出逐渐增加的趋势，从而导致采用弹簧拉力计无法进行准确读数，其测量结果误差较大。
发明内容
为了克服背景技术所述的不足，本申请提供一种整体结构简洁、操作过程方便、测量数据准确、测量结果参考性强的砂浆施工性测试装置。
一种砂浆施工性测试装置，包括设置在工作台1上的基材、抹子8、限位运动装置，以及传动装置和牵引测量装置，其中；所述基材，用于设置待测试砂浆；所述限位运动装置，包括运动部和固定部，所述固定部安装固定在工作台1上，所述运动部可移动地连接在所述固定部上；所述抹子，安装在所述运动部上，所述抹子的下沿朝向所述基材；所述牵引测量装置，具备对所述牵引端的运行速度进行牵引控制并对拉力-位移关系进行数据采集的功能；所述牵引测量装置的牵引端，通过所述传动装置与所述运动部或所述抹子连接；所述牵引测量装置的牵引端回收时，通过所述传动装置牵引所述运动部或所述抹子沿着所述固定部限定的方向移动，从而所述抹子的下沿从所述基材的上方平行移动。
进一步，所述抹子通过调节装置安装在所述运动部上，所述调节装置用于实现抹子相对于待测试砂浆的高度和倾角的调节。
进一步，所述限位运动装置的固定部为滑道2，所述滑道2的数量为两个，对称设置在所述工作台1的台面两侧；所述运动部为滑块3，所述滑块3的数量为两个，分别与一个滑道2配合，可在滑道2的上部沿滑道2滑动。
进一步，所述基材为矩形结构的、符合JC/T 547要求的标准砼板；所述标准砼板固定设置在所述工作台1台面上，位于两个滑道2之间。
进一步，所述调节装置包括两个连接件一4和活动轴6；所述两个连接件一4分别安装于两个滑块3的上部，两个连接件一4的上部开有槽型孔；所述活动轴6穿过两个连接件一4的槽型孔并与连接件一4用螺母5固定；所述活动轴6上开设有安装螺钉7的螺孔，用于固定抹子8。
进一步，通过调节所述螺母5可改变所述活动轴6的角度和高度，从而实现调节抹子8的高度与倾角。
进一步，两个所述滑道2之间的距离大于200mm，所述滑道2的长度大于400mm；所述活动轴6的可调节角度为360度、可调节高度距离大于10mm。
进一步，所述牵引测量装置为电子万能试验机12。
进一步，所述传动装置包括钢丝绳9、第一滑动组件10、第二滑动组件11；所述钢丝绳9的一端固定于螺钉7上，另一端穿过所述第一滑动组件10、第二滑动组件11后与所述电子万能试验机机12的拉伸头连接；所述第一滑动组件10设置在所述工作台1上部靠近电子万能试验机12的一端；所述第二滑动组件11设置在电子万能试验机12的底座上。
进一步，所述电子万能试验机12还包括上位机，用于对所采集的数据进行存储、分析和/或展示。
进一步，所述上位机为台式电脑、笔记本电脑或工控机。
与现有技术相比，本发明提供了一种砂浆施工性测试装置具备以下有益效果：一是采用数字化的牵引测量装置控制抹子移动速度，并对抹子运动过程中的拉力-位移数值进行测量与记录，能够整体、客观、全面的呈现出砂浆的施工性能数据。基于该拉力-位移曲线，采用整体测试数据进行积分或平均值运算后的结果，作为砂浆施工性能的评价指标，可以有效反映出砂浆施工性的整体性能。同时，还通过对数据的处理，可以有效排除掉设备因摩擦力等产生的外界干扰，不同设备的测试结果具有可比性；二是由于砂浆样品的尺寸固定、抹子通过活动轴与滑块及滑道固定高度与角度、拉力机单位时间内的位移固定，使得测试样品的测试面积、测试厚度、测试速度固定，从而使样品砂浆施工性的测试具有高度可比性；三是由于使用计算机精确记录了试样的拉力-位移曲线，可有效避免现有技术中工人师傅凭手感判断引起的个体之间的差异；四是由于可以调整样品的厚度、抹子的高度及角度，因此可精确地测试出不同品种砂浆的施工性差异；五是由于使用了精加工的滑道、滑块配合滑动，既有效承载了抹灰过程中的竖向力，又有效降低了抹灰过程中的水平摩擦力，从而提高了测试精度；六是由于使用了精加工的带轴承的滑轮，又使用钢丝绳配合，从而大大减少了工作台与拉力机之间的配合对测试结果的影响。
附图说明
图1为本发明所提供的一种砂浆施工性测试装置的正视图；
图2为本发明所提供的一种砂浆施工性测试装置的俯视图；
图3为本发明所提供的一种砂浆施工性测试装置的侧视图；
图4为本发明所提供的一种砂浆施工性测试方法的整体流程示意图；
图5为采用本发明所提供的一种砂浆施工性测试方法的一次具体测试结果示意图。
图中：1、工作台；2、滑道；3、滑块；4、连接件一；5、螺母；6、活动轴；7、螺钉；8、抹子；9、钢丝绳；10、滑轮一；10-1、轴一；10-2、连接座一；11、滑轮二；11-1、轴二；11-2连接座二；12、电子万能试验机；13、连接件二。
具体实施方式
下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本发明，但不用来限制本发明的保护范围，本发明的保护范围以权利要求书为准。若未特别指明，本发明实施例中所用的装置和材料等均可市售获得。若未具体指明，本发明实施例中所用的技术手段均为本领域技术人员所熟知的常规手段。
本发明所述砂浆，应做广义理解，包括抹灰砂浆、抹面胶浆、腻子、粉刷石膏等。
实施例1
本实施例给出一种砂浆施工性测试装置的功能结构，包括设置在工作台1上的基材、抹子8、限位运动装置，以及传动装置和牵引测量装置。
其中，所述基材，用于设置待测试砂浆；所述限位运动装置，包括运动部和固定部，所述固定部安装固定在工作台1上，所述运动部可移动地连接在所述固定部上；所述抹子，安装在所述运动部上，所述抹子的下沿朝向所述基材；所述牵引测量装置，具备对所述牵引端的的运行速度进行牵引控制并对牵引力-位移关系进行数据采集的功能；所述牵引测量装置的牵引端，通过所述传动装置与所述运动部或所述抹子连接。
所述牵引测量装置的牵引端回收时，通过所述传动装置牵引所述运动部或所述抹子沿着所述固定部限定的方向移动，从而所述抹子的下沿从所述基材的上方平行移动。
优选的，所述述抹子通过调节装置安装在所述运动部上，所述调节装置可实现抹子相对于待测试砂浆的高度和倾角的连续调节。
实施例2
本实施例给出一种实施例1所述砂浆施工性测试装置的具体结构。如图1-3所示，包括工作台1、滑道2、滑块3、连接件一4、螺母5、活动轴6、螺钉7、抹子8、钢丝绳9、第一滑动组件10、第二滑动组件11、电子万能试验机12和连接件二13。
具体的，所述限位运动装置的固定部为滑道2，所述运动部为滑块3。所述滑道2的数量为两个，对称设置在所述工作台1的台面两侧；所述滑块3的数量为两个，分别与一个滑道2配合，可在滑道2的上部沿滑道2滑动。所述调节装置包括两个连接件一4和活动轴6；所述两个连接件一4分别安装于两个滑块3的上部，两个连接件一4的上部开有槽型孔；所述活动轴6穿过两个连接件一4的槽型孔并与连接件一4用螺母5固定；所述活动轴6上开设有安装螺钉7的螺孔，用于固定抹子8，所述抹子8固定设置在活动轴6的中部。两个所述滑道2之间的距离大于200mm，所述滑道2的长度大于400mm；所述活动轴6的可调节角度为360度、可调节高度距离大于10mm。
优选的，所述述抹子通过调节装置安装在所述运动部上，所述调节装置用于实现抹子相对于待测试砂浆的高度和倾角的连续调节。具体的，通过调节所述螺母5可改变所述活动轴6的角度和高度，从而实现调节抹子8的高度与倾角。
所述基材用于设置待测试砂浆。优选的，所述基材为矩形结构的、符合JC/T 547要求的标准砼板，固定设置在所述工作台1台面上，位于两个滑道2之间。
具体的，所述牵引测量装置可采用技术非常成熟的电子万能试验机12。
所述传动装置包括钢丝绳9、第一滑动组件10、第二滑动组件11。所述钢丝绳9的一端固定于螺钉7上，另一端穿过所述第一滑动组件10、第二滑动组件11后与所述电子万能试验机机12的拉伸头连接。所述第一滑动组件10设置在所述工作台1上部靠近电子万能试验机12的一端；所述第二滑动组件11设置在电子万能试验机12的底座上。
第一滑动组件10包括带轴承的滑轮一10、轴一10-1和连接座一10-2；所述连接座一10-2固定在所述工作台1的端部，所述连接座10-2的上部开有槽型孔，所述轴一10-1的两端穿过连接座10-2的上部槽型孔并用螺母固定；所述带轴承的滑轮一10套设在所述轴一10-1上。所述第二滑动组件11包括带轴承的滑轮二11、轴二11-1和连接座二11-2；所述连接座二11-2通过连接件二13固定于电子万能试验机12的底座上，所述连接座二11-2的上部开有槽型孔，所述轴二11-1的两端穿过连接座二11-2的上部槽型孔并用螺母固定；所述带轴承的滑轮二11套设在所述轴二11-1上。
此外，还包括上位机，所述上位机与所述电子万能试验机12电连接，用于对所述电子万能试验机12采集的数据进行存储、分析和/或展示。所述上位机为台式电脑、笔记本电脑或工控机。
测试时，将新拌砂浆按规定的规格抹压于标准砼基板上面作为试件，将试件放置于工作台1上部的既定位置，调节抹子8的安装高度和倾斜角度，随后开动电子万能试验机12使抹子8匀速抹去一层砂浆，并记录拉力-位移曲线，评价所述新拌砂浆的施工性。
实施例3：
本实施例给出一种采用实施例1或2所述装置进行砂浆施工性测试方法。
如图4所示，一种砂浆施工性测试方法，包括以下步骤：(1)将待测试砂浆设置于基材上作为试件；(2)将抹子以预设的高度和倾角，设置在所述试件上；(3)拉动所述抹子在所述试件上移动，记录抹子的拉力-位移曲线；(4)计算所述拉力-位移曲线的积分面积，即为待测量砂浆施工性指标。由于抹子在移动过程中，其前面堆积的砂浆通常会越来越多，因此会导致其拉力逐渐增大。单纯通过一个位置点的拉力，难以全面反映出整个测试过程的砂浆施工性能因此，本方法采用计算拉力-位移曲线的积分面积的技术方案，并将积分面积作为评价指标，可以更加全面准确的反映出砂浆施工性指标。
为了克服不同测量设备自身存在的摩擦力等对测量结果的干扰，可以对上述方法进行如下优化：所述步骤(4)中，首先将步骤(3)获得的拉力-位移曲线数值减去空载时的拉力-位移曲线数值，然后再计算拉力-位移曲线的积分面积。所述空载的拉力-位移曲线数值的获取方法为：空载情况下，将抹子以与实际测试过程相同的高度和倾角设置；拉动抹子移动，记录抹子的拉力-位移曲线，即为空载拉力-位移曲线。空载拉力-位移曲线反映出了设备自身摩擦力等对测量结果引入的误差，因此将步骤(3)获得的拉力-位移曲线数值减去空载时的拉力-位移曲线数值，获得的结果即是砂浆对抹子的“净阻力”，该“净阻力”可以准确的呈现出砂浆的施工性能。
作为一种等同的技术方案，可以对上述方法进行如下变更：所述步骤(4)中，将所述拉力-位移曲线的积分面积替换为所述拉力-位移曲线中的拉力平均值。所述拉力平均值，为拉力-位移曲线中各计数点的拉力值之和除以计数点数之和而得到的商。
具体的，测试过程中，所述待测试砂浆的测试面为水平设置、竖直设置或倾斜设置；所述待测试砂浆的厚度为2-50mm；所述抹子预设的高度为：压入待测试砂浆1-49毫米；所述抹子预设的倾角为：与移动方向的夹角为5-90度；所述抹子在待测试砂浆的测试面上的移动速度为：2-500mm/min。
具体的，所述抹子通过滑道在待测试砂浆测试面上移动；所述抹子的拉力及移动速度由电脑控制的试验机提供；所述抹子的拉力-位移曲线由电脑控制的试验机记录；所述抹子在测试面上的移动为匀速移动或变速移动，以增加测量的客观性和准确性。
所述基材优选为符合JC/T 547要求的标准混凝土板。
如图5所示，是采用本方法进行的一批次实际测量结果。图5中，加水搅拌后的砂浆，按照现行标准方法检测的稠度值均为95±2mm以内，抹子的移动速度均为100mm/min，由上至下4条曲线分别为：
砂浆中未添加HPMC(羟丙基甲基纤维素醚)、加水搅拌后110min时的拉力-位移曲线；
砂浆中未添加HPMC、加水搅拌后40min时的拉力-位移曲线；
砂浆中添加0.03％的HPMC、加水搅拌后110min时的拉力-位移曲线；
砂浆中添加0.03％的HPMC、加水搅拌后40min时的拉力-位移曲线。
通过对曲线进行分析可以得知：在相同条件下，一方面，与不掺HPMC的砂浆相比，添加HPMC后，砂浆的抹灰阻力显著减小；另一方面，加水搅拌后的砂浆，放置一定时间后，砂浆的抹灰阻力变大。
以上的实施例仅仅是对本发明的具体实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，本领域技术人员在现有技术的基础上还可做多种修改和变化，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变型和改进，均应落入本发明的权利要求书确定的保护范围内。
Claims (11)
1.一种砂浆施工性测试装置，其特征在于：包括设置在工作台(1)上的基材、抹子(8)、限位运动装置，以及传动装置和牵引测量装置，其中；
所述基材，用于设置待测试砂浆；
所述限位运动装置，包括运动部和固定部，所述固定部安装固定在工作台(1)上，所述运动部可移动地连接在所述固定部上；
所述抹子，安装在所述运动部上，所述抹子的下沿朝向所述基材；
所述牵引测量装置，具备对所述牵引端的运行速度进行牵引控制并对拉力-位移关系进行数据采集的功能；所述牵引测量装置的牵引端，通过所述传动装置与所述运动部或所述抹子连接；
所述牵引测量装置的牵引端回收时，通过所述传动装置牵引所述运动部或所述抹子沿着所述固定部限定的方向移动，从而所述抹子的下沿从所述基材的上方平行移动。
2.根据权利要求1所述的砂浆施工性测试装置，其特征在于：所述抹子通过调节装置安装在所述运动部上，所述调节装置用于实现抹子相对于待测试砂浆的高度和倾角的调节。
3.根据权利要求3所述的砂浆施工性测试装置，其特征在于：所述限位运动装置的固定部为滑道(2)，所述滑道(2)的数量为两个，对称设置在所述工作台(1)的台面两侧；所述运动部为滑块(3)，所述滑块(3)的数量为两个，分别与一个滑道(2)配合，可在滑道(2)的上部沿滑道(2)滑动。
4.根据权利要求3所述的砂浆施工性测试装置，其特征在于：所述基材为矩形结构的、符合JC/T 547要求的标准砼板；所述标准砼板固定设置在所述工作台(1)台面上，位于两个滑道(2)之间。
5.根据权利要求4所述的砂浆施工性测试装置，其特征在于：所述调节装置包括两个连接件一(4)和活动轴(6)；
所述两个连接件一(4)分别安装于两个滑块(3)的上部，两个连接件一(4)的上部开有槽型孔；
所述活动轴(6)穿过两个连接件一(4)的槽型孔并与连接件一(4)用螺母(5)固定；所述活动轴(6)上开设有安装螺钉(7)的螺孔，用于固定抹子(8)。
6.根据权利要求5所述的砂浆施工性测试装置，其特征在于：通过调节所述螺母(5)可改变所述活动轴(6)的角度和高度，从而实现调节抹子(8)的高度与倾角。
7.根据权利要求6所述的砂浆施工性测试装置，其特征在于：两个所述滑道(2)之间的距离大于200mm，所述滑道(2)的长度大于400mm；所述活动轴(6)的可调节角度为360度、可调节高度距离大于10mm。
8.根据权利要求7所述的砂浆施工性测试装置，其特征在于：所述牵引测量装置为电子万能试验机(12)。
9.根据权利要求8所述的砂浆施工性测试装置，其特征在于：所述传动装置包括钢丝绳(9)、第一滑动组件(10)、第二滑动组件(11)；
所述钢丝绳(9)的一端固定于螺钉(7)上，另一端穿过所述第一滑动组件(10)、第二滑动组件(11)后与所述电子万能试验机机(12)的拉伸头连接。
所述第一滑动组件(10)设置在所述工作台(1)上部靠近电子万能试验机(12)的一端；所述第二滑动组件(11)设置在电子万能试验机(12)的底座上。
10.根据权利要求9所述的砂浆施工性测试装置，其特征在于：所述电子万能试验机(12)还包括上位机，用于对所采集的数据进行存储、分析和/或展示。
11.根据权利要求10所述的砂浆施工性测试装置，其特征在于：所述上位机为台式电脑、笔记本电脑或工控机。
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