CN110865180B - 一种透水混凝土工作性测试方法及测试装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种透水混凝土工作性测试方法及测试装置，此测试装置包括滑动配重测距装置、坍落度试样成型装置和富余水泥砂浆质量称量装置。利用所述的透水混凝土工作性测试装置，通过测量静置压重条件下透水混凝土坍落度试样顶面下降高度和称量试验后的富余水泥砂浆质量，计算得到静压坍落度与水泥砂浆富余系数。本发明可以综合高效评价透水混凝土的工作性，从而确保透水混凝土的施工质量。

Description

一种透水混凝土工作性测试方法及测试装置

技术领域

本发明涉及混凝土性能检测领域，特别是涉及一种透水混凝土工作性测试方法及测试装置。

背景技术

透水混凝土是由集料、水泥、水、外加剂及掺和料进行搅拌制成的一种低水胶比的干硬性混凝土，具有类似于蜂窝的多孔结构，因而有良好的透水性能。与普通混凝土相比，透水混凝土作为铺装材料具有保证行车安全、缓解城市内涝、补充地下水、净化空气和水体、减少噪音污染、减少热岛效应等优点。

欧美等发达国家很早之前就对透水混凝土进行有关研究，将其应用于停车场、城市广场、公园、人行道、住宅小区、高速公路的中央分隔带及路肩等处，并制定相应的技术规范进行有效推广。随后，中国也开展了透水混凝土的配合比、制备工艺、基本性能及制品等相关研究和试点工程的应用，已经在多个省市取得了良好的应用效果。目前国内外对透水混凝土的研究主要集中在透水混凝土的力学性能、透水性能和耐久性方面，而对工作性能的研究相对较少。

实际试验及相关的文献均表明：当透水混凝土的流动性较大且水泥砂浆用量较多时，透水混凝土会出现底部封堵的情形，导致透水性能下降；而当透水混凝土的流动度太小时，水泥砂浆难以均匀包裹集料表面，且集料堆积无法密实，导致透水混凝土强度的下降。因此，准确评价透水混凝土的工作性是协调其力学性能和透水性能的重要前提。因为透水混凝土具有坍落度小、水泥砂浆少和内部孔隙多等特点，导致混凝土极易失水造成水泥砂浆失去胶凝性，而混凝土的装卸料与浇筑施工均要求其具有一定的流动度，且不能出现严重的水泥砂浆下沉、集料离析等现象，否则混凝土强度或透水性将不能满足设计指标。因此，透水混凝土的工作性能直接影响其可生产施工性和硬化服役性能。

目前国内外混凝土工作性的评价方法主要有坍落度试验、维勃稠度试验、密实因数试验、重塑性试验、流动度试验、球体贯入度试验等。而对透水混凝土工作状态的评价，主要依靠手抓成团、混合料表面是否具有金属光泽等主观评价的方法，这些方法缺乏量化指标，易受操作者主观因素的影响。

201420678889.4公开了一种多孔混凝土工作性测试系统，测试系统由底部固定支架、套筒、方孔筛及密封盖组成，利用自由落体运动的重力势能，称量3min内10次下落后的可流动水泥浆量，计算水泥浆量流动指数来评价工作性。该测试系统对试验人员的体力要求高，操作时间间隔也不易控制。

201710965302.6公开了一种用于测试新拌透水混凝土工作性的装置及方法，通过拍摄振动后的透水混凝土顶面和底面的图片，用软件分别统计其孔隙率，以上下层孔隙率差异性作为透水混凝土工作性评价指标。该方法测得的上下表面孔隙率值并不能代表透水混凝土真实的连通孔隙率，且装置需要外接电脑才能分析测试结果。

201721186204.4公开了一种用于测定透水混凝土工作性能的装置，该发明由振动加载部分、试件装夹部分、支撑部分组成，利用出浆时间和压实度来评价透水混凝土的工作性能。该装置仅适用于浆体、骨料和孔隙均匀分布的混凝土，而缺少浆体包裹的骨料松散滑落可能导致透水混凝土实测“稠度”指标的变化。

因此，建立透水混凝土工作性定量评价方法，既有助于透水混凝土生产制备的质量控制，同时也为透水混凝土工作性精确调控提供方法依据，对于透水混凝土技术的开发与应用至关重要。

发明内容

为了解决上述存在的问题，本发明提供一种透水混凝土工作性测试方法及测试装置，该测试方法及测试装置可以克服现有技术中检测效果不佳、试验装置集成程度不高的缺点，从而用以综合评价透水混凝土的工作性，为达此目的，本发明提供一种透水混凝土工作性测试方法，具体步骤如下：

1)用湿布将坍落度试样成型装置和富余水泥砂浆质量称量装置的内部擦湿，称量并记录圆柱筒的质量m1、方孔筛的质量m2，组装富余水泥砂浆质量称量装置并固定于底座上；

2)将坍落度筒对中放置于方孔筛之上，将喂料漏斗提至坍落度筒上方并扣紧，将透水混凝土试样分三层均匀地装进坍落度筒中，每装一层，用捣棒均匀插捣15～25次，在顶层插捣完成之后将喂料漏斗转离，沿坍落度筒筒口刮平顶面，然后双手抓紧把手，垂直提起坍落度筒；

3)调整旋转架，使得圆盘与脱筒后的混凝土试样圆台体顶面中心对齐，拧紧定位器，同时放松测杆螺丝，使得圆盘下降至与混凝土试样顶面接触，然后拧紧测杆螺丝，读取测距滑杆的刻度H1；

4)放松测杆螺丝，使配重砝码与圆盘自由落下，静置2～4min后，读取测距滑杆的刻度H2；

5)提起并旋转滑动配重测距装置，拆除固定螺丝，称量方孔筛和置于其上的混凝土试样的质量m3，称量圆柱筒和富余水泥砂浆的质量m4；

6)依次重复步骤1)、2)、3)、4)及5)，重复N次后，其中N大于或等于3，得到静压坍落度H与水泥砂浆富余系数R的平均值，其中，

静压坍落度H为：

H＝H2-H1

水泥砂浆富余系数R为：

综合静压坍落度H和水泥砂浆富余系数R两个参数量化评价透水混凝土的工作性。

本发明提供一种透水混凝土工作性测试装置，包括滑动配重测距装置、坍落度试样成型装置和富余水泥砂浆质量称量装置，所述滑动配重测距装置试验时置于坍落度试样成型装置之上；所述坍落度试样成型装置试验前置于富余水泥砂浆质量称量装置之上；

所述滑动配重测距装置包括支柱、定位器、旋转架、套筒、测杆螺丝、测距滑杆、配重砝码和圆盘；所述旋转架提供360度旋转，所述旋转架上部弯折下部通过支柱固定，所述测距滑杆通过套筒固定在旋转架弯折端端部，所述测距滑杆可以穿过套筒自由滑动且表面刻有测距刻度，所述测距滑杆底端有圆盘，所述配重砝码放置在圆盘上有至少一个且由测距滑杆穿过，试验开始前可将圆盘旋转至脱筒后的混凝土试样顶面正上方并使用定位器和测杆螺丝固定；

所述坍落度试样成型装置包括捣棒、喂料漏斗、把手和坍落度筒，所述喂料漏斗在坍落度筒顶部，所述捣棒插入坍落度筒内，所述坍落度筒两侧有把手，试验开始前混凝土在坍落度筒内形成脱筒后的混凝土试样；

所述富余水泥砂浆质量称量装置包括方孔筛、固定螺丝、圆柱筒和底座，所述固定螺丝连接方孔筛和圆柱筒，并将其固定于底座上；

本发明装置的进一步改进，所述滑动配重测距装置中配重砝码的质量为3.5kg或5kg或10kg，所述滑动配重测距装置中测距滑杆和圆盘的质量为1.5kg。

本发明装置的进一步改进，所述坍落度试样成型装置中捣棒直径为16mm，长度为600mm，一端为弹头型；所述坍落度试样成型装置中喂料漏斗为空心圆台结构，上口直径大于下口直径，下口外径小于坍落度筒的顶部内径；所述坍落度试样成型装置中坍落度筒的顶部内径为100mm，底部内径为200mm，高度为300mm，坍落度筒外表面三分之二高度处设置2只对称的把手。

本发明装置的进一步改进，所述富余水泥砂浆质量称量装置的方孔筛、圆柱筒的筒壁由厚度为3～5mm的钢材制成，底部四周设有若干个对称的直径为6～10mm的螺丝孔；所述富余水泥砂浆质量称量装置的方孔筛的筛孔边长为1.18mm或2.36mm或4.75mm，筛孔间距为1.64mm或3.28mm或6.60mm。

本发明提供一种透水混凝土工作性测试方法及测试装置，与现有技术相比，本发明具有如下优点和有益效果：

采用上述的透水混凝土工作性测试方法及测试装置，通过测量试验后的圆盘的下落高度，获得静压坍落度来定量衡量透水混凝土的流动性；通过称量试验后圆柱筒内的富余水泥砂浆质量，计算可得水泥砂浆富余系数，用以评价透水混凝土的施工和易性与孔隙堵塞概率；重复试验后以静压坍落度和水泥砂浆富余系数综合确定透水混凝土配合比的合理性，并指导透水混凝土的施工。因此本发明可以有效弥补目前通行工作性测量方法对测量透水混凝土工作性主观因素大、测量精度低的局限性，从而对施工现场的透水混凝土的工作性进行评定，控制透水混凝土的施工质量，确保透水混凝土硬化后的服役性能。

附图说明

通过结合以下附图所作的详细描述，本发明的上述或其他方面的优点将变得更清楚和容易理解，这些附图只是示意性的，并不限制本发明，其中：

图1为本发明测试透水混凝土工作性的流程图；

图2为本发明一种透水混凝土工作性测试装置的组成部分示意图；

图3为本发明一种实施例的透水混凝土工作性测试装置测试前的示意图；

图4为本发明一种实施例的透水混凝土工作性测试装置测试时的示意图。

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、滑动配重测距装置，11、支柱，12、定位器，13、旋转架，14、套筒，15、测杆螺丝，16、测距滑杆，17、配重砝码，18、圆盘；

2、坍落度试样成型装置，21、捣棒，22、喂料漏斗，23、把手，24、坍落度筒，25、脱筒后的混凝土试样；

3、富余水泥砂浆质量称量装置，31、方孔筛，32、固定螺丝，33、圆柱筒，34、底座。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述：

本发明提供一种透水混凝土工作性测试方法及测试装置，该测试方法及测试装置可以克服现有技术中检测效果不佳、试验装置集成程度不高的缺点，从而用以综合评价透水混凝土的工作性。

如图2所示，本发明所述的透水混凝土工作性测试装置包括滑动配重测距装置1、坍落度试样成型装置2和富余水泥砂浆质量称量装置3，所述滑动配重测距装置1置于坍落度试样成型装置2之上；所述坍落度试样成型装置2在试验前置于富余水泥砂浆质量称量装置3之上。

进一步的，参考图3和图4，所述滑动配重测距装置1包括支柱11、定位器12、旋转架13、套筒14、测杆螺丝15、测距滑杆16、配重砝码17和圆盘18；所述滑动配重测距装置1通过底座34与富余水泥砂浆质量称量装置3相连接；所述旋转架13上部弯折下部通过支柱11固定，所述测距滑杆16通过套筒14固定在旋转架13弯折端端部，所述测距滑杆16可以穿过套筒14自由滑动且表面刻有测距刻度，所述测距滑杆16底端有圆盘18，所述配重砝码17放置在圆盘18上有至少一个且由测距滑杆16穿过，试验开始前可将圆盘18旋转至脱筒后的混凝土试样25顶面正上方并使用定位器12和测杆螺丝15固定；所述配重砝码的质量为3.5kg或5kg或10kg；所述测距滑杆16和圆盘18的质量为1.5kg；所述圆盘的直径为260mm，厚度为11.8mm。

进一步的，参考图3，所述坍落度试样成型装置2包括捣棒21、喂料漏斗22、把手23和坍落度筒24；所述喂料漏斗22在坍落度筒24顶部，试验开始前混凝土在坍落度筒24内形成脱筒后的混凝土试样25，所述捣棒21插入坍落度筒24内；所述捣棒21直径为16mm，长度为600mm，一端为弹头型；所述喂料漏斗22为空心圆台结构，上口直径大于下口直径，下口外径小于坍落度筒24的顶部内径；所述坍落度筒24的顶部内径为100mm，底部内径为200mm，高度为300mm，坍落度筒外表面三分之二高度处设置2只对称的把手23。

进一步的，参考图3和图4，所述富余水泥砂浆质量称量装置3包括方孔筛31、固定螺丝32、圆柱筒33和底座34；所述方孔筛31、圆柱筒33的筒壁由厚度为4mm的钢材制成，底部四周设有若干个对称的直径为8mm的螺丝孔；所述固定螺丝33连接方孔筛31和圆柱筒33，并将其固定于底座34上；所述富余水泥砂浆质量称量装置3的方孔筛31的筛孔边长为1.18mm或2.36mm或4.75mm，筛孔间距为1.64mm或3.28mm或6.60mm。

需要说明的是，当配制透水混凝土所用粗集料的最小粒径为3mm时，所述方孔筛31的筛孔边长为1.18mm；当配制透水混凝土所用粗集料的最小粒径为5mm时，所述方孔筛31的筛孔边长为2.36mm；当配制透水混凝土所用粗集料的最小粒径为10mm时，所述方孔筛31的筛孔边长为4.75mm。

如图1所示，本发明测试透水混凝土工作性的具体操作过程为：

1)用湿布将喂料漏斗22、坍落度筒24、方孔筛31和圆柱筒33的内部擦湿，称量并记录圆柱筒33的质量m1、方孔筛31的质量m2，然后将方孔筛31安装到圆柱筒33之上，并用固定螺丝33固定与底座34上；

2)将坍落度筒24对中放置于方孔筛31之上，将喂料漏斗22提至坍落度筒24上方并扣紧，将透水混凝土试样分三层均匀地装进坍落度筒24中，每装一层，用捣棒21均匀插捣25次，在顶层插捣完成之后，将喂料漏斗22转离，沿坍落度筒24筒口刮平顶面，然后双手抓紧把手23，垂直提起坍落度筒24；

3)调整旋转架13，使得圆盘18与脱筒后的混凝土试样25圆台体顶面中心对齐，拧紧定位器12，同时放松测杆螺丝15，使得圆盘18下降至与混凝土试样顶面接触，然后拧紧测杆螺丝15，读取测距滑杆16的刻度H1；

4)放松测杆螺丝15，使配重砝码17与圆盘18自由落下，静置3min后，读取测距滑杆16的刻度H2；

5)提起并旋转滑动配重测距装置1，拆除固定螺丝32，提起并称量方孔筛31和置于其上的混凝土试样的质量m3，提起并称量圆柱筒33和富余水泥砂浆的质量m4；

6)依次重复步骤1)、2)、3)、4)及5)，重复N次后，其中N大于或等于3，得到静压坍落度H与水泥砂浆富余系数R的平均值。

静压坍落度H为：

H＝H2-H1

水泥砂浆富余系数R为：

综合静压坍落度和水泥砂浆富余系数两个参数量化评价透水混凝土的工作性。

表1透水混凝土工作性评价等级表

静压坍落度/mm

H<35

35≤H<50

50≤H<60

60≤H<70

70≤H<80

H≥80

水泥砂浆富余系数/％

R<3.2

3.2≤R<5.6

5.6≤R<8.8

8.8≤R<14

14≤R<16

R≥16

等级得分

1

2

3

5

3

1

根据透水混凝土工作性评价等级表1，将静压坍落度和水泥砂浆富余系数的等级得分相加，判断工作性的优劣；总得分<3的透水混凝土工作性不满足要求，总得分≥3的透水混凝土工作性为及格，总得分≥5的透水混凝土工作性为良好，总得分≥8的透水混凝土工作性为优秀。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非是对本发明作任何其他形式的限制，而依据本发明的技术实质所作的任何修改或等同变化，仍属于本发明所要求保护的范围。

Claims (1)

1.一种透水混凝土工作性测试方法，测试装置包括滑动配重测距装置(1)、坍落度试样成型装置(2)和富余水泥砂浆质量称量装置(3)，所述滑动配重测距装置(1)试验时置于坍落度试样成型装置(2)之上；所述坍落度试样成型装置(2)试验前置于富余水泥砂浆质量称量装置(3)之上；

所述滑动配重测距装置(1)包括支柱(11)、定位器(12)、旋转架(13)、套筒(14)、测杆螺丝(15)、测距滑杆(16)、配重砝码(17)和圆盘(18)；所述旋转架(13)提供360度旋转，所述旋转架(13)上部弯折下部通过支柱(11)固定，所述测距滑杆(16)通过套筒(14)固定在旋转架(13)弯折端端部，所述测距滑杆(16)穿过套筒(14)自由滑动且表面刻有测距刻度，所述测距滑杆(16)底端有圆盘(18)，所述配重砝码(17)放置在圆盘(18)上有至少一个且由测距滑杆(16)穿过，试验开始前可将圆盘(18)旋转至脱筒后的混凝土试样(25)顶面正上方并使用定位器(12)和测杆螺丝(15)固定；

所述坍落度试样成型装置(2)包括捣棒(21)、喂料漏斗(22)、把手(23)和坍落度筒(24)，所述喂料漏斗(22)在坍落度筒(24)顶部，所述捣棒(21)插入坍落度筒(24)内，所述坍落度筒(24)两侧有把手，试验开始前混凝土在坍落度筒(24)内形成脱筒后的混凝土试样(25)；

所述富余水泥砂浆质量称量装置(3)包括方孔筛(31)、固定螺丝(32)、圆柱筒(33)和底座(34)，所述固定螺丝(32)连接方孔筛(31)和圆柱筒(33)，并将其固定于底座(34)上；

所述滑动配重测距装置(1)中配重砝码(17)的质量为3.5kg或5kg或10kg，所述滑动配重测距装置(1)中测距滑杆(16)和圆盘(18)的质量为1.5kg；

所述坍落度试样成型装置(2)中捣棒(21)直径为16mm，长度为600mm，一端为弹头型；所述坍落度试样成型装置(2)中喂料漏斗(22)为空心圆台结构，上口直径大于下口直径，下口外径小于坍落度筒(24)的顶部内径；所述坍落度试样成型装置(2)中坍落度筒(24)的顶部内径为100mm，底部内径为200mm，高度为300mm，坍落度筒外表面三分之二高度处设置2只对称的把手(23)；

所述富余水泥砂浆质量称量装置(3)的方孔筛(31)、圆柱筒(33)的筒壁由厚度为3～5mm的钢材制成，底部四周设有若干个对称的直径为6～10mm的螺丝孔；所述富余水泥砂浆质量称量装置(3)的方孔筛(31)的筛孔边长为1.18mm或2.36mm或4.75mm，筛孔间距为1.64mm或3.28mm或6.60mm；

具体步骤如下，其特征在于；

1)用湿布将坍落度试样成型装置(2)和富余水泥砂浆质量称量装置(3)的内部擦湿，称量并记录圆柱筒(33)的质量m1、方孔筛(31)的质量m2，组装富余水泥砂浆质量称量装置(3)并固定于底座(34)上；

2)将坍落度筒(24)对中放置于方孔筛(31)之上，将喂料漏斗(22)提至坍落度筒(24)上方并扣紧，将透水混凝土试样分三层均匀地装进坍落度筒(24)中，每装一层，用捣棒(21)均匀插捣15～25次，在顶层插捣完成之后将喂料漏斗(22)转离，沿坍落度筒(24)筒口刮平顶面，然后双手抓紧把手(23)，垂直提起坍落度筒(24)；

3)调整旋转架(13)，使得圆盘(18)与脱筒后的混凝土试样(25)圆台体顶面中心对齐，拧紧定位器(12)，同时放松测杆螺丝(15)，使得圆盘(18)下降至与混凝土试样顶面接触，然后拧紧测杆螺丝(15)，读取测距滑杆(16)的刻度H1；

4)放松测杆螺丝(15)，使配重砝码(17)与圆盘(18)自由落下，静置2～4min后，读取测距滑杆(16)的刻度H2；

5)提起并旋转滑动配重测距装置(1)，拆除固定螺丝(32)，称量方孔筛(31)和置于其上的混凝土试样的质量m3，称量圆柱筒(33)和富余水泥砂浆的质量m4；

6)依次重复步骤1)、2)、3)、4)及5)，重复N次后，其中N大于或等于3，得到静压坍落度H与水泥砂浆富余系数R的平均值，其中，

静压坍落度H为：

H＝H2-H1

水泥砂浆富余系数R为：

综合静压坍落度H和水泥砂浆富余系数R两个参数量化评价透水混凝土的工作性。