CN111122281A - 一种充填式混凝土试件制作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种充填式混凝土试件制作方法，微型泵送机通过输送管将混凝土搅拌物输送至分流泵经过分流管输送至指定的灌装容腔内，钢模具盖卡盖在敞开式立方体钢模具上，形成全封闭的钢模具，微型泵送机的在持续泵送压力情况下，混凝土搅拌物继续通过微型泵送机的输送管和填充嘴填充入指定的灌装容腔内，结束混凝土搅拌物的泵送填充；室内养护24h后，打开钢模具盖，通过钢模具下部的充气孔，进行冲入高压气，取出混凝土试件；本发明在泵送压力和泵送流量下，实现室内试验混凝土试件抗压强度的提高，减少实验室混凝土试件测试数据与现场施工数据区别，使试验结果有效的用作现场工程参考。

Description

一种充填式混凝土试件制作方法
技术领域
本发明涉及混凝土、水泥基类材料试验领域，具体涉及一种充填式混凝土试件制作方法。
背景技术
混凝土、水泥基类材料是人类当今使用最大宗的建筑材料，但却存在施工过程中振捣不密实、内部出现孔洞、缝隙等缺陷，严重影响混凝土结构的安全使用，导致实验室混凝土试件测试数据与现场施工存在较大区别，试验结果往往不能有效供现场工程参考。
造成上述现象的原因在于室内试验往往采用混凝土搅拌机拌和，人工装填进入模具成型，而施工现场往往采用混凝土浇灌入模、振捣，喷射混凝土则采用高压喷射成型的工艺，因而室内试验混凝土试件与现场施工混凝土材料的区别。
为此，相关工作者提出了一种高致密低孔隙率混凝土的成型方法(专利号：201711090540.3)，充分利用振动台振动、插入式振捣以及化学试剂消泡在消除混凝土内部缺陷、孔隙和气泡方面的各自优势，在充分认识振捣时间和局部插捣对排出细小气泡和提高混凝土整体致密性的重要作用的基础上，将上述方法有机结合，并给出了合理的振捣时间和振捣方案，为在常规条件下制备高致密低孔隙的混凝土试块或制品提供了一条切实可行的途径。该种方法主要采用振动方法和化学试剂来提高混凝土的密实度，本发明以室内试验为基础，通过提高浇筑压力、改变混凝土浇筑方法的措施来提高混凝土的密实度，方案合理可行，既可以为室内试验采用，也可以为施工现场制作充填式混凝土试件采用，为提高混凝土试件的密实度提供了新思路。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种充填式混凝土试件制作方法，解决了现有技术中实验室混凝土试件测试数据与现场施工存在较大区别，试验结果往往不能有效供现场工程参考的问题。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种充填式混凝土试件制作方法，包括如下步骤：
S1、根据实际一次性的浇筑模型尺寸以及数量，进行放置隔板数量，以及调节隔板位于敞开式立方体钢模具内的位置，转动限位支撑架，拆卸对应的密实块，限位支撑架卡合在卡槽上，限位支撑架上的调节柱处于待填充的灌装容腔两侧隔板外侧(如果灌装容腔处于敞开式立方体钢模具端侧，则限位支撑架上的调节柱处于待填充的灌装容腔一侧隔板外侧)，转动调节柱，使限位块处于需要限位的隔板一侧；
S2、微型泵送机通过输送管将混凝土搅拌物输送至分流泵经过分流管输送至指定的灌装容腔内，混凝土搅拌物充填密实整个灌装容腔，直至混凝土搅拌物在钢模具内的充填高度与钢模具高度一致；
S3、钢模具盖卡盖在敞开式立方体钢模具上，形成全封闭的钢模具，微型泵送机的在持续泵送压力情况下，混凝土搅拌物继续通过微型泵送机的输送管和填充嘴填充入指定的灌装容腔内，结束混凝土搅拌物的泵送填充；
S4、拆卸填充孔和微型泵送机的输送管的螺纹连接，抹平填充孔处混凝土，并盖上填充孔盖，混凝土试件制作完成；
S5、室内养护24h后，打开钢模具盖，通过钢模具下部的充气孔，进行冲入高压气，取出混凝土试件。
进一步地，所述S2微型泵送机流量为1～5m3/h。
进一步地，所述S3微型泵送机的持续泵送压力为40～50kPa。
进一步地，所述S3中微型泵送机持续保持泵送压力时间1～3min。
本发明的有益效果：
1、本发明在泵送压力和泵送流量下，实现室内试验混凝土试件抗压强度的提高，减少实验室混凝土试件测试数据与现场施工数据区别，使试验结果有效的用作现场工程参考；
2、本发明通过提高浇筑压力制作充填式混凝土，对消除材料内部缺陷有益，能够较好地提高材料强度。
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，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是本发明充填式混凝土试件制作装置结构示意图；
图2是本发明混凝土试件制作流程示意图；
图3是本发明充填式混凝土试件制作装置局部结构示意图；
图4是本发明充填式混凝土试件制作装置局部结构示意图；
图5是本发明充填式混凝土试件制作装置局部结构示意图；
图6是本发明充填式混凝土试件制作装置A处放大结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1至图6，对本发明一种充填式混凝土试件制作装置以及制作方法，作进一步说明：
如图1至图6所示，一种充填式混凝土试件制作方法，其制作流程如下：
S1、根据实际一次性的浇筑模型尺寸以及数量，进行放置隔板13数量，以及调节隔板13位于敞开式立方体钢模具11内的位置，转动限位支撑架5，拆卸对应的密实块112，限位支撑架5卡合在卡槽111上，限位支撑架5上的调节柱6处于待填充的灌装容腔131两侧隔板13外侧(如果灌装容腔131处于敞开式立方体钢模具11端侧，则限位支撑架5上的调节柱6处于待填充的灌装容腔131一侧隔板13外侧)，转动调节柱6，使限位块61处于需要限位的隔板13一侧；
S2、微型泵送机3通过输送管22将混凝土搅拌物17输送至分流泵21经过分流管2输送至指定的灌装容腔131内，其中微型泵送机3流量为1～5m3/h，混凝土搅拌物17充填密实整个灌装容腔131，直至混凝土搅拌物17在钢模具1内的充填高度与钢模具1高度一致；
S3、钢模具盖12卡盖在敞开式立方体钢模具11上，形成全封闭的钢模具1，微型泵送机3的持续泵送压力为40～50kPa，混凝土搅拌物17继续通过微型泵送机3的输送管22和填充嘴填充入指定的灌装容腔131内，微型泵送机3持续保持泵送压力时间1～3min，结束混凝土搅拌物17的泵送填充；
S4、拆卸填充孔16和微型泵送机3的输送管22的螺纹连接，抹平填充孔16处混凝土，并盖上填充孔盖，混凝土试件制作完成；
S5、室内养护24h后，打开钢模具盖12，通过钢模具1下部的充气孔，进行冲入高压气，取出混凝土试件。
试验验证:
针对充填式混凝土试件制作方法和传统无充填压制作混凝土试件，申请人对此作了对比室内试验，采用的混凝土配合比为水泥：砂子：石子＝1：1.25：2.40，水灰比为0.42，水泥采用P·O42.5级普通硅酸盐水泥，石子采用碎石，粒径为5～18mm，砂子采用细度模数为2.58的中砂，含泥量不大于0.85％，另掺入0.75％水泥掺量的减水剂。
使用传统无充填压制作混凝土试件和充填压在40～50kPa制作混凝土试件，每组试件各制作6组，测试各组混凝土试件的抗压强度、抗拉强度、抗折强度、超声波波速情况取均值，同时取样进行孔隙率测试，对测试参数进行对比，测试结果如表1和表2所示，其中表1为无充填压与充填式混凝土制作试件测试参数对比(详细)，对上述6组试件进行逐一对比；表2为无充填压与充填式混凝土制作试件测试参数对比(均值)，对上述表1中6组试件总体平均值进行整体反映。
表1无充填压与充填式混凝土制作试件测试参数对比(详细)
Figure BDA0002355231380000061
表2无充填压与充填式混凝土制作试件测试参数对比(均值)
Figure BDA0002355231380000062
可见，采用充填式混凝土试件制作方法，试件抗压强度提高6.3MPa、抗拉强度提高0.74MPa、抗折强度提高1.25MPa、超声波速提高373.50m/s，孔隙率减少量为2.67％，抗压强度、抗拉强度、抗折强度、超声波波速、孔隙率提高率分别为27.75％、26.06％、25.99％、8.67％、17.98％说明提高浇筑压力制作充填式混凝土对于消除材料内部缺陷有益，能够较好地提高材料强度。
如图1至图6所示，所述填式混凝土试件制作装置，包括钢模具1，钢模具1包括敞开式立方体钢模具11、钢模具盖12和若干隔板13，其中隔板13处于敞开式立方体钢模具11内，将敞开式立方体钢模具11内腔分成多个相互隔绝的灌装容腔131，钢模具盖12卡盖在敞开式立方体钢模具11。
敞开式立方体钢模具11底端部开设有若干充气孔，充气孔上盖通过螺纹配合有充气孔卡盖，当灌装容腔131内的浇筑模型成型完毕后，拆卸充气孔卡盖，通过向充气孔充气，实现灌装容腔131内的浇筑模型拆卸。
敞开式立方体钢模具11下端部开设有若干填充孔16，填充孔16供混凝土搅拌物17填充，若干填充孔16外接有螺纹配合的分流管2，分流管2上连接有分流泵21，分流泵21连通至同一个输送管22上，输送管22与微型泵送机3连接；当填充孔16与分流管2拆卸时，填充孔16上盖合有螺纹配合的填充孔盖，通过填充孔盖用于对填充孔16密封。
使用时，微型泵送机3通过输送管22将混凝土搅拌物17输送至分流管2经过分流泵21输送至指定的灌装容腔131内，在此期间，钢模具盖12卡盖在敞开式立方体钢模具11上，形成全封闭的钢模具1，相较于传统的室内试验人工制作混凝土试件，本发明通过高压泵送的方式模拟施工现场，在特定的充填压以及特定的保持泵送压力时间下，提高混凝土的密实度，有效消除混凝土的内部缺陷、裂缝、孔隙等；
同时本发明相较于传统的敞开式模具，全封闭的钢模具1设置有效消除混凝土试件表面易于出现的蜂窝、孔洞、麻面等现象，也简化了室内试验抹平混凝土试件的工序，使得试件成型完整、提高强度。
在本实施例中，填式混凝土试件制作装置还包括底盘支撑架4，其中底盘支撑架4安装在敞开式立方体钢模具11一侧，底盘支撑架4上设置有沿着敞开式立方体钢模具11长度方向的滑轨41，滑轨41上安装有沿着滑轨41滑动的滑块42，其中滑块42设置为多组，滑块42上铰接安装有限位支撑架5，限位支撑架5上开设有两组螺纹孔51，螺纹孔51内安装有通过螺纹配合连接的调节柱6，调节柱6顶端固定安装有限位块61，其中处于不同调节柱6上的限位块61分别处于限位支撑架5两侧。
使用时，可根据实际一次性的浇筑模型尺寸以及数量，进行放置隔板13数量，以及调节隔板13位于敞开式立方体钢模具11内的位置，转动限位支撑架5，使限位支撑架5上的调节柱6处于待填充的灌装容腔131两侧隔板13外侧(如果灌装容腔131处于敞开式立方体钢模具11端侧，则限位支撑架5上的调节柱6处于待填充的灌装容腔131一侧隔板13外侧)，转动调节柱6，使限位块61处于需要限位的隔板13一侧，当对灌装容腔131进行填充混凝土时，此时由于限位块61限位，使隔板13相对保持稳定状态，避免在对灌装容腔131进行填充混凝土时，隔板13发生偏移，导致浇筑模型尺寸误差。
敞开式立方体钢模具11处于底盘支撑架4一侧顶端开设有若干卡槽111，卡槽111上通过螺栓固定安装有密实块112，其中密实块112与卡槽111配合，当需要转动限位支撑架5时，拆卸对应的密实块112，限位支撑架5卡合在卡槽111上，此时限位支撑架5将卡槽111填充，同时限位支撑架5顶端面与敞开式立方体钢模具11侧顶端齐平，如此设计，当钢模具盖12卡合固定在敞开式立方体钢模具11上时，首先保证了灌装容腔131的完整性，其次保证了钢模具盖12卡合固定在敞开式立方体钢模具11上的密封性，同时由于卡槽111限位，也保证了限位支撑架5的稳定性。
底盘支撑架4上端设置有钢模具盖托起支架7，钢模具盖托起支架7上固定安装有托起气缸71，托起气缸71的伸缩杆顶端设有卡钩72，同时钢模具盖12上设有卡扣121，其中卡钩72和卡扣121配合；使用时，启动托起气缸71，实现钢模具盖12拆卸，避免由于钢模具盖12自身重量问题，导致拆卸不便问题。
相较于传统的室内试验人工制作混凝土试件，本发明通过高压泵送的方式模拟施工现场，在特定的充填压以及特定的保持泵送压力时间下，提高混凝土的密实度，有效消除混凝土的内部缺陷、裂缝、孔隙等；
同时本发明相较于传统的敞开式模具，全封闭的钢模具1设置有效消除混凝土试件表面易于出现的蜂窝、孔洞、麻面等现象，也简化了室内试验抹平混凝土试件的工序，使得试件成型完整、提高强度。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。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。

Claims (8)

1.一种充填式混凝土试件制作方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1、根据实际一次性的浇筑模型尺寸以及数量，进行放置隔板(13)数量，以及调节隔板(13)位于敞开式立方体钢模具(11)内的位置，转动限位支撑架(5)，拆卸对应的密实块(112)，限位支撑架(5)卡合在卡槽(111)上，限位支撑架(5)上的调节柱(6)处于待填充的灌装容腔(131)两侧隔板(13)外侧(如果灌装容腔(131)处于敞开式立方体钢模具(11)端侧，则限位支撑架(5)上的调节柱(6)处于待填充的灌装容腔(131)一侧隔板(13)外侧)，转动调节柱(6)，使限位块(61)处于需要限位的隔板(13)一侧；
S2、微型泵送机(3)通过输送管(22)将混凝土搅拌物(17)输送至分流泵(21)经过分流管(2)输送至指定的灌装容腔(131)内，混凝土搅拌物(17)充填密实整个灌装容腔(131)，直至混凝土搅拌物(17)在钢模具(1)内的充填高度与钢模具(1)高度一致；
S3、钢模具盖(12)卡盖在敞开式立方体钢模具(11)上，形成全封闭的钢模具(1)，微型泵送机(3)的在持续泵送压力情况下，混凝土搅拌物(17)继续通过微型泵送机(3)的输送管(22)和填充嘴填充入指定的灌装容腔(131)内，结束混凝土搅拌物(17)的泵送填充；
S4、拆卸填充孔(16)和微型泵送机(3)的输送管(22)的螺纹连接，抹平填充孔(16)处混凝土，并盖上填充孔盖，混凝土试件制作完成；
S5、室内养护24h后，打开钢模具盖(12)，通过钢模具(1)下部的充气孔，进行冲入高压气，取出混凝土试件。
2.根据权利要求1所述的一种充填式混凝土试件制作方法，其特征在于，所述S2微型泵送机(3)流量为1～5m3/h。
3.根据权利要求2所述的一种充填式混凝土试件制作方法，其特征在于，所述S3微型泵送机(3)的持续泵送压力为40～50kPa。
4.根据权利要求3所述的一种充填式混凝土试件制作方法，其特征在于，所述S3中微型泵送机(3)持续保持泵送压力时间1～3min。
5.根据权利要求4所述的一种充填式混凝土试件制作方法，其特征在于，所述制作方法的填式混凝土试件制作装置包括钢模具(1)，所述钢模具(1)包括敞开式立方体钢模具(11)、钢模具盖(12)和若干隔板(13)，其中隔板(13)处于敞开式立方体钢模具(11)内，将敞开式立方体钢模具(11)内腔分成多个相互隔绝的灌装容腔(131)，钢模具盖(12)卡盖在敞开式立方体钢模具(11)；
所述敞开式立方体钢模具(11)底端部开设有若干充气孔，充气孔上盖通过螺纹配合有充气孔卡盖；
所述敞开式立方体钢模具(11)下端部开设有若干填充孔(16)，填充孔(16)供混凝土搅拌物(17)填充，若干填充孔(16)外接有螺纹配合的分流管(2)，分流管(2)上连接有分流泵(21)，分流泵(21)连通至同一个输送管(22)上，输送管(22)与微型泵送机(3)连接。
6.根据权利要求5所述的一种充填式混凝土试件制作方法，其特征在于，所述制作方法的填式混凝土试件制作装置还包括底盘支撑架(4)，其中底盘支撑架(4)安装在敞开式立方体钢模具(11)一侧，底盘支撑架(4)上设置有沿着敞开式立方体钢模具(11)长度方向的滑轨(41)，滑轨(41)上安装有沿着滑轨(41)滑动的滑块(42)，其中滑块(42)设置为多组，滑块(42)上铰接安装有限位支撑架(5)，限位支撑架(5)上开设有两组螺纹孔(51)，螺纹孔(51)内安装有通过螺纹配合连接的调节柱(6)，调节柱(6)顶端固定安装有限位块(61)，其中处于不同调节柱(6)上的限位块(61)分别处于限位支撑架(5)两侧。
7.根据权利要求6所述的一种充填式混凝土试件制作方法，其特征在于，所述敞开式立方体钢模具(11)处于底盘支撑架(4)一侧顶端开设有若干卡槽(111)，卡槽(111)上通过螺栓固定安装有密实块(112)，其中密实块(112)与卡槽(111)配合，当需要转动限位支撑架(5)时，拆卸对应的密实块(112)，限位支撑架(5)卡合在卡槽(111)上，此时限位支撑架(5)将卡槽(111)填充，同时限位支撑架(5)顶端面与敞开式立方体钢模具(11)侧顶端齐平。
8.根据权利要求7所述的一种充填式混凝土试件制作方法，其特征在于，所述底盘支撑架(4)上端设置有钢模具盖托起支架(7)，钢模具盖托起支架(7)上固定安装有托起气缸(71)，托起气缸(71)的伸缩杆顶端设有卡钩(72)，同时钢模具盖(12)上设有卡扣(121)，其中卡钩(72)和卡扣(121)配合。
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