CN110879190A - 一种便携式工作度测试仪和胶结砂砾石工作度的测试方法 - Google Patents

一种便携式工作度测试仪和胶结砂砾石工作度的测试方法 Download PDF

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郑璀莹
刘中伟
史婉丽
李曙光
汪洋
杨会臣
赵春
丁廉营
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Abstract

本发明公开了一种便携式工作度测试仪和测试胶结砂砾石工作度的方法，测试仪包括底座，底座上方通过若干弹性部件设置有振动台，振动台下方设置有振动器，振动台中部设置有容量筒，底座一侧设置有支柱，支柱上活动设置有L型旋转架，旋转架一端竖直设置有一套筒，套筒内通过固定螺栓设置有滑杆，滑杆下端设置有透明圆盘，圆盘上设置有中空荷重块，荷重块套接在滑杆上。本发明还提供了使用上述便携式工作度测试仪测试胶结砂砾石工作度的方法。本发明基于胶结砂砾石不同于常规碾压混凝土的材料特点，设计了一种便于携带的工作度测试仪器，并提出一套相匹配的胶结砂砾石工作度的测试方法，该方法能快速便捷测出胶结砂砾石工作度。

Description

一种便携式工作度测试仪和胶结砂砾石工作度的测试方法
技术领域
本发明属于筑坝技术领域，具体涉及到一种便携式工作度测试仪和测试胶结砂砾石工作度的方法。
背景技术
胶结砂砾石筑坝技术是国际上发展起来的新型筑坝技术，其特点是采用胶结材料和工程现场的砂砾石材料(包括砂、石、砾石等)拌和筑坝，使用高效率的土石方运输机械和压实机械施工。与常规的混凝土筑坝比，由于仅简单剔除超大粒径骨料后，对现场砂砾石料不进行筛分、水洗等处理措施，且采用较低用量的胶结材料，因此具有更加经济、环保、施工快速等独特优点，通常施工速度快30％以上，节约成本近50％。近年已在日本、土耳其、希腊、法国、菲律宾等国家的永久工程上得到应用，我国也在多座工程中应用。该筑坝技术扩大了坝型选择范围，放宽了筑坝条件，丰富了以土石坝、混凝土坝、砌石坝等为主的筑坝技术体系；通过合理的筑坝技术选择和组合，大坝施工可以充分利用筑坝材料，减少弃料，大幅减少大坝施工对环境的影响。
影响胶结砂砾石坝质量的因素很多，其中胶结砂砾石的工作度被视为胶结砂砾石施工可碾性和综合控制的一个质量指标，它是胶结砂砾石坝施工中一个重要的参数。胶结砂砾石类似于碾压混凝土，目前采取的设备和方法完全参照碾压混凝土。大坝工程上常用的碾压混凝土都是三级配混凝土，即最大骨料粒径80mm，而胶结砂砾石最大骨料粒径为150mm，相当于4级配碾压混凝土。胶结砂砾石坝的含泥量、含水量不均一，离差大，大坝修建过程中测试频率多，需要常测、重复测；如胶结砂砾石参照碾压混凝土，筛除40mm以上骨料后，利用维勃稠度仪测试，由于体积较大，既耗费更多的人力物力，又更费时，测试一个数据需要8分钟以上，耗时较长，直接导致胶结砂砾石工程对于胶结砂砾石工作度测试的频次不够，难以满足规范和设计要求。而胶结砂砾石的配合比控制是基于工作度及时调整的，工作度是非常重要的指标，由于不能达到快速简便测试工作度，从而不能及时调整胶结砂砾石配合比，对胶结砂砾石材料质量乃至工程安全带来隐患。
发明内容
针对上述不足，本发明提供一种便携式工作度测试仪和测试胶结砂砾石工作度的方法，基于胶结砂砾石不同于常规碾压混凝土的材料特点，设计了一种便于携带的工作度测试仪器，并提出一套相匹配的胶结砂砾石工作度的测试方法，该方法能快速便捷测出胶结砂砾石工作度。
为实现上述目的，本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：提供一种便携式工作度测试仪，包括底座，底座上方通过若干弹性部件设置有振动台，振动台下方设置有振动器，振动台中部设置有容量筒，底座一侧设置有支柱，支柱上活动设置有L型旋转架，旋转架一端竖直设置有一套筒，套筒内通过固定螺栓设置有滑杆，滑杆下端设置有透明圆盘，圆盘上设置有中空荷重块，荷重块套接在滑杆上。
进一步，圆盘直径与容量筒直径大小相同。
进一步，振动台振动频率为50Hz±3.3Hz，空载振幅为0.5mm±0.1mm。
进一步，容量筒容积为883cm3。
进一步，圆盘、滑杆和配重块总质量为0.5kg。
进一步，弹性部件为弹簧。
进一步，滑杆上设置有刻度。
使用上述便携式工作度测试仪测试胶结砂砾石工作度的方法，包括以下步骤：
(1)将胶结砂砾石按配比拌和后，剔除5mm以上的粗骨料，然后取2L拌和均匀的砂浆，摊平，采用四分法将砂浆分为4份，取其对角线方向的2份，分层装入容量筒中；
(2)将步骤(1)装料后的容量筒固定在振动台上，调节旋转架，使得配重块连同圆盘加载在拌和物表面，松动固定螺栓，开动振动台的同时开始计时，记录从振动开始到圆盘周边全部出现水泥浆所用时间；
(3)重复步骤1-2进行两次测试，以两次所得测试值的平均值作为拌和物的工作度；且当所得拌和物的工作度处于5-15s、16-25s范围内时，两次测试结果相差不得超过3s、5s，否则重新进行测试。
进一步，步骤(1)中将砂浆分两层装入容量筒，下层超过容量筒的一半，上层装至与筒口平齐，且禁止插捣。
进一步，在进行胶结砂砾石工作度的测试时，测试时长不超过10min，且未进行试验的拌和物用塑料薄膜或湿麻袋遮盖。
进一步，若所得测试结果不满足设计工作度要求，则重新筛取5mm以上砂浆，取1L砂浆，加定量水拌和均匀后，再按后续步骤进行工作度测试。
进一步，如测试数据不满足设计工作度要求，则重新筛取5mm以上砂浆，定量1L，加入定量水后，拌和均匀，根据上述步骤测试工作度，直到找到适合工作的用水量。
综上所述，本发明具有以下优点：
1、本发明提供的便携式工作度测试仪，在测试时将拌和好的砂浆按照测试方法装入容量筒中，并盖上圆盘，加载荷重块，振动台在振动器作用下振动，记录从振动开始到圆盘周边全部出现水泥浆所用时间，测量两次取其平均值即可的胶结砂砾石的工作度；本装置改进了容量筒的大小，减小了容量筒的体积和大小，相对于一般的维勃稠度测试仪，在测量时只需装入少量的拌和物即可，减少了测试所需用量，提高了测试效率，快速完成胶结砂砾石工作度的测量；同时在滑杆上设置有刻度，可以在测量时读取拌和物的坍落度，透明圆盘不仅可以便于随配重块加载在拌和物表面，也便于观察振动过程中的拌和物情况。
2、本发明便携式工作度测试仪是专门用于测试5mm以下的砂浆，并提出了一种与其配套的专门测试胶结砂砾石工作度的方法，能够方便快捷的测出胶结砂砾石的工作度，耗时较短，测试效率高，且测试精度高。
3、本发明的测试仪器的容积较小，整个测试仪器的体积和重量也较小，约为碾压混凝土维勃稠度仪的1/10；本测试方法配套的仪器是测试5mm以下的砂浆，容积大大减少，为883cm3。
4、本方法测试一个数据只需要一个操作人员，而且时间不到5分钟，相较于传统方法，所需操作人员少，测试时间短，因此采用本方法进行测试可以节约人力物力，缩短测试时间，减少测试成本，效率更高，快速便捷的为胶结砂砾石的配比提供工作度进行参考和调整，提升胶结砂砾石材料质量。
附图说明
图1为便携式工作度测试仪的示意图；
图2为传统维勃稠度测试仪与便携式工作度测试仪工作度测试结果散点图；
其中，1、底座；2、振动台；3、弹簧；4、振动器；5、支柱；6、旋转架；7、套筒；8、固定螺栓；9、滑杆；10、荷重块；11、圆盘；12、容量筒。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。
本发明的一个实施例中，如图1所示，提供了一种便携式工作度测试仪，包括底座，底座上方通过若干弹簧设置有振动台，振动台下方设置有振动器，振动器使得振动台振动频率为50Hz±3.3Hz，空载振幅为0.5mm±0.1mm，振动台中部设置有容积为883cm3的容量筒，底座一侧设置有支柱，支柱上活动设置有L型旋转架，旋转架一端竖直设置有一套筒，套筒内通过固定螺栓设置有滑杆，滑杆上设置有刻度，滑杆下端设置有透明圆盘，圆盘直径与容量筒直径大小相同，圆盘上设置有中空荷重块，荷重块套接在滑杆上，圆盘、滑杆和配重块总质量为0.5kg。
使用上述便携式工作度测试仪测试胶结砂砾石工作度的方法，包括以下步骤：
(1)将胶结砂砾石按配比拌和后，剔除5mm以上的粗骨料，然后取2L拌和均匀的砂浆，摊平，采用四分法将砂浆分为4份，取其对角线方向的2份，将砂浆分两层装入容量筒，下层超过容量筒的一半，上层装至与筒口平齐，且禁止插捣；
(2)将步骤(1)装料后的容量筒固定在振动台上，调节旋转架，使得配重块连同圆盘加载在拌和物表面，松动固定螺栓，开动振动台的同时开始计时，记录从振动开始到圆盘周边全部出现水泥浆所用时间；
(3)重复步骤1-2进行两次测试，以两次所得测试值的平均值作为拌和物的工作度；且当所得拌和物的工作度处于5-15s、16-25s范围内时，两次测试结果相差不得超过3s、5s，否则重新进行测试。
其中，若所得测试结果不满足设计工作度要求，则重新筛取5mm以上砂浆，取1L砂浆，加定量水拌和均匀后，再按后续步骤进行工作度测试。
本发明提供的便携式工作度测试仪，在测试时将拌和好的砂浆按照测试方法装入容量筒中，并盖上圆盘，加载荷重块，振动台在振动器作用下振动，记录从振动开始到圆盘周边全部出现水泥浆所用时间，测量两次取其平均值即可的胶结砂砾石的工作度；本装置改进了容量筒的大小，减小了容量筒的体积和大小，相对于一般的维勃稠度测试仪，在测量时只需装入少量的拌和物即可，减少了测试所需用量，提高了测试效率，快速完成胶结砂砾石工作度的测量；同时在滑杆上设置有刻度，可以在测量时读取拌和物的坍落度，透明圆盘不仅可以便于随配重块加载在拌和物表面，也便于观察振动过程中的拌和物情况。
实验例1
使用本发明提供的便携式工作度测试仪和传统的维勃稠度测试仪同时对多个胶结砂砾石样品进行工作度的测量，并记录其测试所用时间，其结果见表1。
表1传统维勃稠度测试仪和便携式工作度测试仪测试耗时统计表
Figure BDA0002302796400000061
Figure BDA0002302796400000071
由表1可知，相比传统维勃稠度测试仪，便携式工作度测试仪每个胶结砂砾石样品的测试时间均小于3min，可以节约6-8min，测试所需耗时更短，测试效率更高。
实验例2
使用本发明提供的便携式工作度测试仪和传统的维勃稠度测试仪同时对多个胶结砂砾石样品进行工作度的测量，其结果见表2。
表2传统维勃稠度测试仪和便携式工作度测试仪工作度测试结果统计表
Figure BDA0002302796400000072
Figure BDA0002302796400000081
根据表2结果绘制其散点图，见图2。结合表2和图2可知，传统维勃稠度测试仪工作度测试结果与便携式工作度测试仪工作度测试结果的对应关系为：y＝0.9586x-1.0519，其测试精度达到98.96％。
虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了详细地描述，但不应理解为对本专利的保护范围的限定。在权利要求书所描述的范围内，本领域技术人员不经创造性劳动即可作出的各种修改和变形仍属本专利的保护范围。

Claims (8)

1.一种便携式工作度测试仪，其特征在于，包括底座(1)，所述底座(1)上方通过若干弹性部件设置有振动台(2)，所述振动台(2)下方设置有振动器(4)，所述振动台(2)中部设置有容量筒(12)，所述底座(1)一侧设置有支柱(5)，所述支柱(5)上活动设置有L型旋转架(6)，所述旋转架(6)一端竖直设置有一套筒(7)，所述套筒(7)内通过固定螺栓(8)设置有滑杆(9)，所述滑杆(9)下端设置有透明圆盘(11)，所述圆盘(11)上设置有中空荷重块(10)，所述荷重块(10)套接在所述滑杆(9)上。
2.如权利要求1所述的便携式工作度测试仪，其特征在于，所述圆盘(11)直径与所述容量筒(12)直径大小相同。
3.如权利要求1所述的便携式工作度测试仪，其特征在于，所述振动台(2)振动频率为50Hz±3.3Hz，空载振幅为0.5mm±0.1mm。
4.如权利要求1所述的便携式工作度测试仪，其特征在于，所述弹性部件为弹簧(3)。
5.如权利要求1所述的便携式工作度测试仪，其特征在于，所述滑杆(9)上设置有刻度。
6.使用权利要求1-5任一项所述的便携式工作度测试仪测试胶结砂砾石工作度的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)将胶结砂砾石按配比拌和后，剔除5mm以上骨料，然后取拌和均匀的砂浆，摊平，采用四分法将砂浆分为4份，取其对角线方向的2份，分层装入容量筒中；
(2)将步骤(1)装料后的容量筒固定在振动台上，调节旋转架，使得配重块连同圆盘加载在拌和物表面，松动固定螺栓，开动振动台的同时开始计时，记录从振动开始到圆盘周边全部出现水泥浆所用时间；
(3)重复步骤1-2进行两次测试，以两次所得测试值的平均值作为拌和物的工作度；且当所得拌和物的工作度处于5-15s、16-25s范围内时，两次测试结果相差不得超过3s、5s，否则重新进行测试；
(4)如测试数据不满足设计工作度要求，则重新筛取5mm以上砂浆，定量1L，加入定量水后，拌和均匀，根据上述步骤测试工作度，直到找到适合工作的用水量。
7.如权利要求6所述的便携式工作度测试仪测试胶结砂砾石工作度的方法，其特征在于，步骤(1)中将砂浆分两层装入容量筒，下层超过容量筒的一半，上层装至与筒口平齐，且禁止插捣。
8.如权利要求6所述的便携式工作度测试仪测试胶结砂砾石工作度的方法，其特征在于，在进行胶结砂砾石工作度的测试时，测试时长不超过10min，且未进行试验的拌和物用塑料薄膜或湿麻袋遮盖。
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