CN115014977B - 一种钢渣沥青混合料水稳定性测试工艺 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种钢渣沥青混合料水稳定性测试工艺，涉及公路建筑材料技术领域。本发明通过在壳体内设置翻转组件，翻转组件配合转动盘，使得储存罐内的钢渣沥青混合料在进行一次击实后，储存罐移动至翻转组件一侧，经过翻转组件的作用下将试件翻转180°，转动盘配合击锤组件对另一个储存罐内的钢渣沥青混合料进行击实，直至第一试件再次位于击锤组件下方时，对试件另一面进行击实，通过该设置使得转动盘、击锤机构以及翻转组件依次对钢渣沥青混合料进行一次击实、翻转和二次击实的自动化操作，避免手动翻转造成造作人员受伤的情况出现，同时可以进行多个马歇尔试件的制作，提高了的试件的制作效率，提高了水稳定性的测试效率。
Description
技术领域
本发明涉及公路建筑材料技术领域，具体涉及一种钢渣沥青混合料水稳定性测试工艺。
背景技术
钢渣作为二次资源综合利用有两个主要途径，一个是作为冶炼溶剂在本厂循环利用，另一个是作为制造筑路材料、建筑材料或农业肥料的原材料，在利用钢渣制得的钢渣沥青混合料，需要对钢渣沥青混合料的水稳定性进行测试，用于检验钢渣沥青混合料能否正常使用。
现有技术中，主要通过通过测定试件在受到水损害前后的劈裂抗拉强度比来评价沥青混合料的水稳定性。但是在对钢渣沥青混合料进行劈裂实验之前需要制作多个马歇尔试件，在利用马歇尔击实仪制作马歇尔试件时，只能依次制作单个试件，在制作试件时同时需要手动翻转试件，才能对试件进行两面击实，手动翻转试件时可能会造成操作人员受伤的情况出现，给使用者带来不便，需要制作多个试件时效率低下，影响水稳定性测试进度；在进行水稳定性测试时，还需要将制备的马歇尔试件通过劈裂试验仪测量试件的强度，多个试验设备给使用者带来不便，降低了测试效率。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供一种钢渣沥青混合料水稳定性测试工艺，用于解决在制作试件时需要手动翻转试件和制作多个试件时效率低下以及多个试验设备给使用者带来不便，降低了测试效率技术问题。
本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
一种钢渣沥青混合料水稳定性测试工艺，包括如下步骤：
步骤一：将制备的钢渣沥青混合料放入测试仪的储存罐内，并将储存罐放置于转动盘的固定槽上，启动驱动电机，驱动电机带动转动盘顺时针转动，带动储存罐移动至击锤机构下方，提升气缸带动定位杆向下移动，使得定位杆底部的压实头与储存罐内的钢渣沥青混合料表面接触，传动电机通过传动轴带动链轮转动，进而通过链轮带动链条转动，链条带动击锤上下移动，对压实头进行锤击，使得压实头对储存罐内的港闸沥青混合料进行击实，在进行击实五十次后，得到试件；
步骤二：提升气缸带动定位杆向上移动，使得压实头脱离储存罐，同时驱动电机带动转动盘顺时针转动，使得储存罐移动至翻转组件一侧，此时击锤机构对转动盘上另一个储存罐内的钢渣沥青混合料进行击实；
步骤三：移动电机通过移动丝杠带动连接座上的移动座移动，使得夹爪气缸一和夹爪气缸二的两个夹爪移动至储存罐处，夹爪气缸二的两个夹爪将罐身夹持住后，升降气缸带动升降座向上移动，进而带动夹爪气缸二上的罐身向上移动，此时罐身与罐底脱离，夹爪气缸一的两个夹爪将试件夹持，旋转气缸活塞杆带动夹爪气缸一上的试件转动180°，将试件重新放置于罐底上并松开夹爪气缸一，升降气缸通过升降座带动夹爪气缸二上的罐身放置于罐底上，并松开夹爪气缸二，完成对试件的翻转；
步骤四：驱动电机通过固定轴带动转动盘顺时针转动，当第一个试件再次位于击锤机构下方，击锤机构的压实头对试件的另一面进行击实五十次后，最终得到两面击实后的试件；
步骤五：通过测试仪获取8个两面击实的试件，并将试件均分为第一组和第二组，测量第一组和第二组各个试件的高度，将第一组试件置于空地上，在室温下保存备用；
步骤六：将第二组试件放入装有水的水槽内，并将水槽放入真空干燥器内，在98.3-98.7kPa的真空条件下保持15min后，真空干燥器泄压至常压状态下，将第二组试件继续放置于水槽中0.5h；
步骤七：取出第二组试件并将第二组试件放入-18℃恒温冰箱中冷冻16小时后，将冷冻后的第二组试件取出，立即放入60℃的恒温水浴箱中保温24h；
步骤八：将第一组和第二组的试件均浸入温度为25℃的恒温水箱中保温2小时；
步骤九：取出第一组和第二组试件，并依次将第一组和第二组试件放入劈裂机构下压板的压块上，启动液压缸，液压缸活塞杆带动上压板底部的压块向下移动，对试件进行劈裂实验，通过压力传感器测量出第一组和第二组各个试件破坏时的荷载，并利用公式计算出试件的冻融劈裂试验强度比，确定钢渣沥青混合料的水稳定性。
进一步的，测试仪包括底座以及固定安装于底座顶部的壳体，所述底座上转动安装的转动盘上设置有若干用于储存钢渣沥青混合料的储存罐，所述转动盘上开设有若干用于固定储存罐的固定槽，所述底座顶部一侧设置有用于击实储存罐内钢渣沥青混合料的击锤机构；
所述壳体上设置的移动通道内设置有用于翻转试件的翻转组件，所述翻转组件的移动座一侧固定安装有旋转气缸，所述旋转气缸活塞杆与夹爪气缸一端部固定连接，所述移动座上开设有升降槽内滑动安装有升降座，所述移动座一侧固定安装的升降气缸活塞杆固定连接升降座底部，所述升降座一侧与夹爪气缸二端部固定连接。
进一步的，所述转动盘底部固定连接有固定轴，所述底座内固定安装有驱动电机，所述驱动电机输出轴固定连接固定轴端部。
进一步的，所述储存罐包括罐身以及与罐身插接配合的罐底，所述罐底底部卡接于固定槽上。
进一步的，所述移动通道内开设的移动槽内转动安装有移动丝杠，所述移动丝杠上螺纹连接有连接座一侧，所述连接座另一侧滑动安装于移动通道上，所述移动座固定安装于连接座上，所述壳体一侧固定安装的移动电机输出轴固定连接移动丝杠端部。
进一步的，所述底座上一侧设置有劈裂机构，所述劈裂机构的两个固定柱上滑动安装有上压板，两个所述固定柱均通过下压板安装于底座上，所述上压板底部和下压板顶部均固定安装有压块，所述壳体顶部固定安装的液压缸活塞杆贯穿壳体顶部并固定连接于压力传感器顶部，所述压力传感器固定安装于上压板顶部。
进一步的，所述击锤机构包括固定板，所述固定板一侧转动安装有两个转动轴上均套设有链轮，两个链轮之间传动连接有链条，所述链条一侧设置的定位杆上滑动安装有击锤，所述击锤与链条固定连接，所述定位杆底部滑动安装有滑动杆，所述滑动杆底部固定连接有压实头。
进一步的，所述定位杆滑动安装于壳体上，所述壳体顶部固定安装的承载座上设置有提升气缸，所述提升气缸活塞杆贯穿承载座并固定连接于定位杆顶部的连接块上。
进一步的，所述固定板固定安装于底座顶部，所述固定板一侧固定安装的传动电机输出轴固定连接其中一个转动轴端部。
本发明的技术效果和优点：
通过在壳体内设置翻转组件，翻转组件配合转动盘，使得储存罐内的钢渣沥青混合料在进行一次击实后，储存罐移动至翻转组件一侧，经过翻转组件的作用下将试件翻转180°，转动盘配合击锤组件对另一个储存罐内的钢渣沥青混合料进行击实，直至第一试件再次位于击锤组件下方时，对试件另一面进行击实，通过该设置使得转动盘、击锤机构以及翻转组件依次对钢渣沥青混合料进行一次击实、翻转和二次击实的自动化操作，避免手动翻转造成造作人员受伤的情况出现，同时可以进行多个马歇尔试件的制作，提高了的试件的制作效率，提高了水稳定性的测试效率；
通过在底座上设置劈裂机构，劈裂机构用于测试试件的荷载，使得单个测试仪即可制作试件并对试件进行测试，提高了测试效率，方便了使用者的使用。
附图说明
图1为本发明测试仪的结构示意图。
图2为本发明中壳体内部的结构示意图。
图3为本发明中劈裂机构的结构示意图。
图4为本发明中储存罐的结构示意图；
图5为本发明中定位杆的结构示意图；
图6为本发明中翻转组件的结构示意图。
附图标记说明：1、底座；11、驱动电机；12、固定轴；2、壳体；21、移动通道；22、移动槽；23、移动丝杠；24、移动电机；3、转动盘；4、储存罐；41、罐身；42、罐底；5、翻转组件；51、移动座；52、升降气缸；53、升降座；54、升降槽；55、旋转气缸；56、夹爪气缸二；57、夹爪气缸一；6、劈裂机构；61、固定柱；62、上压板；63、下压板；64、压块；65、液压缸；66、压力传感器；7、击锤机构；71、固定板；72、链轮；73、链条；74、定位杆；75、击锤；76、承载座；77、提升气缸；78、滑动杆；79、压实头。
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。本发明的实施例是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显而易见的。选择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。
请参阅图1-图6，一种钢渣沥青混合料水稳定性测试工艺，步骤如下：
步骤一：将制备的钢渣沥青混合料放入测试仪的储存罐4内，并将储存罐4放置于转动盘3的固定槽上，启动驱动电机11，驱动电机11输出轴通过固定轴12带动转动盘3在底座1上顺时针转动，带动储存罐4移动至击锤机构7下方，启动提升气缸77，提升气缸77活塞杆通过连接块带动定位杆74向下移动，使得定位杆74底部的压实头79与储存罐4内的钢渣沥青混合料表面接触，启动传动电机，传动电机输出轴带动其中一个传动轴转动，传动轴通过链轮72带动链条73转动，链条73带动击锤75上下移动，对压实头79进行锤击，进而使得压实头79对储存罐4内的港闸沥青混合料进行击实，在进行击实五十次后，得到试件；
步骤二：提升气缸77活塞杆通过连接块带动定位杆74向上移动，使得压实头79脱离储存罐4内，同时驱动电机11带动转动盘3顺时针转动，使得储存罐4移动至翻转组件5一侧，此时击锤机构7对转动盘3上另一个储存罐4内的钢渣沥青混合料进行击实；
步骤三：启动移动电机24，移动电机24带动移动丝杠23转动，移动丝杠23转动带动连接座上的移动座51朝向储存罐4一侧移动，使得夹爪气缸一57和夹爪气缸二56的两个夹爪移动至储存罐4处，夹爪气缸二56的两个夹爪将罐身41夹持住后，升降气缸52活塞杆带动升降座53向上移动，进而带动夹爪气缸二56上的罐身41向上移动，此时罐身41与罐底42脱离，夹爪气缸一57的两个夹爪夹持住试件后，顶升气缸带动移动座51向上移动，避免试件与罐底42产生干涉后，旋转气缸55活塞杆带动夹爪气缸一57转动，进而带动试件转动180°，将试件重新放置于罐底42上并松开夹爪气缸一57，升降气缸52通过升降座53带动夹爪气缸二56上的罐身41向下移动并放置于罐底42上，并松开夹爪气缸二56，完成对试件的翻转。
步骤四：驱动电机11通过固定轴12带动转动盘3顺时针转动，击锤机构7依次对经过击锤机构7下方储存罐4内的钢渣沥青混合料进行击实，翻转组件5对经过翻转组件5的试件进行翻转，当第一个试件再次位于击锤机构7下方，击锤机构7的压实头79对试件的另一面进行击实五十次后，取出该储存罐4以及储存罐4内的试件，最终得到两面击实后的试件；
步骤五：通过测试仪获取8个两面击实的试件，并将8个试件均分为第一组和第二组，其中第一组和第二组的试件数量均为4个，测量第一组和第二组各个试件的高度，将第一组试件置于空地上，在室温下保存备用；
步骤六：将第二组试件放入装有水的水槽内，并将水槽放入真空干燥器内，在98.3-98.7kPa的真空条件下保持15min后，真空干燥器泄压至常压状态下，将第二组试件继续放置于水槽中0.5h；
步骤七：取出第二组试件并将第二组试件放入-18℃恒温冰箱中冷冻16小时后，将冷冻后的第二组试件取出，立即放入60℃的恒温水浴箱中保温24h；
步骤八：将第一组和第二组试件浸入温度为25℃的恒温水箱中保温2小时，保温时每个试件之间的距离不少于10mm；
步骤九：取出第一组和第二组试件，并依次将第一组和第二组试件放入劈裂机构6下压板63的压块64上，启动液压缸65，液压缸65活塞杆带动上压板62底部的压块64向下移动，对试件进行劈裂实验，通过压力传感器66测量出第一组和第二组各个试件破坏时的荷载，并利用公式计算出试件的冻融劈裂试验强度比，确定钢渣沥青混合料的水稳定性，冻融劈裂试验强度比越大，代表钢渣沥青混合料的抗水害性越好。
测量冻融劈裂试验强度比TSR的公式如下：
RT1＝0.006287PT1/h1，
RT2＝0.006287PT2/h2，
式中：RT1、RT2为第一组、第二组单个试件的劈裂抗拉强度MPa；
PT1、PT2为第一组、第二组单个试件的试验最大荷载值N；
h1、h2为第一组、第二组每个试件的高度mm；
为第一组、第二组所有试件劈裂抗拉强度的平均值MPa；
TSR为冻融劈裂试验强度比。
参阅图1和图2，测试仪包括底座1以及固定安装于底座1顶部的壳体2，底座1上转动安装有转动盘3，转动盘3上设置有若干用于储存钢渣沥青混合料的储存罐4，转动盘3底部固定连接有固定轴12，底座1内固定安装有驱动电机11，驱动电机11输出轴固定连接固定轴12端部。
参阅图4，转动盘3上开设有若干用于固定储存罐4的固定槽，固定槽数量与储存罐4数量一一对应，本发明中固定槽设定为四个，固定槽用于对储存罐4进行限位，避免储存罐4内的钢渣沥青混合料在受到锤击时，储存罐4晃动造成储存罐4的移位，影响钢渣沥青混合料的锤击，储存罐4包括罐身41以及与罐身41插接配合的罐底42，罐底42底部卡接于固定槽上，分离式的储存罐4方便了翻转组件5对罐身41的脱离以及试件的翻转。
参阅图3，底座1上一侧设置有劈裂机构6，劈裂机构6包括两个固定柱61，两个固定柱61上滑动安装有上压板62，两个固定柱61固定安装于下压板63上，下压板63固定安装于底座1上，上压板62底部和下压板63顶部均固定安装有压块64，壳体2顶部固定安装有液压缸65，液压缸65活塞杆贯穿壳体2顶部并固定连接于压力传感器66顶部，压力传感器66固定安装于上压板62顶部。
参阅图6，壳体2上设置有移动通道21，移动通道21内设置有用于翻转试件的翻转组件5，翻转组件5包括移动座51，移动座51一侧固定安装有旋转气缸55，旋转气缸55一侧设置有夹爪气缸一57，旋转气缸55活塞杆与夹爪气缸一57端部固定连接，移动座51上开设有升降槽54，升降槽54内滑动安装有升降座53，移动座51一侧固定安装有升降气缸52，升降气缸52活塞杆固定连接升降座53底部，升降座53一侧设置有夹爪气缸二56，升降座53与夹爪气缸二56端部固定连接，夹爪气缸一57和夹夹爪气缸二56结构相同。
参阅图2和图5，移动通道21内开设有移动槽22，移动槽22内转动安装有移动丝杠23，移动丝杠23上螺纹连接有连接座一侧，连接座另一侧滑动安装于移动通道21上，移动座51设置于连接座上，连接座内设置有顶升气缸，顶升气缸活塞杆固定连接移动座51底部，顶升气缸用于带动移动座51向上移动，使得夹爪气缸一57在夹持试件时，避免试件翻转时，试件于与罐底42产生干涉，壳体2一侧固定安装有移动电机24，移动电机24输出轴固定连接移动丝杠23端部；
底座1顶部一侧设置有用于击实储存罐4内钢渣沥青混合料的击锤机构7，击锤机构7包括固定板71，固定板71固定安装于底座1顶部，固定板71一侧转动安装有两个转动轴，两个转动轴上均套设有链轮72，两个链轮72之间传动连接有链条73，固定板71一侧固定安装有传动电机，传动电机输出轴固定连接其中一个转动轴端部，链条73一侧设置有定位杆74，定位杆74上滑动安装有击锤75，击锤75与链条73固定连接，定位杆74滑动安装于壳体2上，壳体2顶部固定安装有承载座76，承载座76上设置有提升气缸77，提升气缸77活塞杆贯穿承载座76并固定连接于定位杆74顶部的连接块上，定位杆74底部滑动安装有滑动杆78，滑动杆78底部固定连接有压实头79。
显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域及相关领域的普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本发明保护的范围。本发明中未具体描述和解释说明的结构、装置以及操作方法，如无特别说明和限定，均按照本领域的常规手段进行实施。
Claims (1)
1.一种钢渣沥青混合料水稳定性测试工艺，其特征在于，包括如下步骤：
步骤一：将制备的钢渣沥青混合料放入测试仪的储存罐(4)内，并将储存罐(4)放置于转动盘(3)的固定槽上，启动驱动电机(11)，驱动电机(11)带动转动盘(3)顺时针转动，带动储存罐(4)移动至击锤机构(7)下方，提升气缸(77)带动定位杆(74)向下移动，使得定位杆(74)底部的压实头(79)与储存罐(4)内的钢渣沥青混合料表面接触，传动电机通过传动轴带动链轮(72)转动，进而通过链轮(72)带动链条(73)转动，链条(73)带动击锤(75)上下移动，对压实头(79)进行锤击，使得压实头(79)对储存罐(4)内的港闸沥青混合料进行击实，在进行击实五十次后，得到试件；
步骤二：提升气缸(77)带动定位杆(74)向上移动，使得压实头(79)脱离储存罐(4)，同时驱动电机(11)带动转动盘(3)顺时针转动，使得储存罐(4)移动至翻转组件(5)一侧，此时击锤机构(7)对转动盘(3)上另一个储存罐(4)内的钢渣沥青混合料进行击实；
步骤三：移动电机(24)通过移动丝杠(23)带动连接座上的移动座(51)移动，使得夹爪气缸一(57)和夹爪气缸二(56)的两个夹爪移动至储存罐(4)处，夹爪气缸二(56)的两个夹爪将罐身(41)夹持住后，升降气缸(52)带动升降座(53)向上移动，进而带动夹爪气缸二(56)上的罐身(41)向上移动，此时罐身(41)与罐底(42)脱离，夹爪气缸一(57)的两个夹爪将试件夹持，旋转气缸(55)活塞杆带动夹爪气缸一(57)上的试件转动180°，将试件重新放置于罐底(42)上并松开夹爪气缸一(57)，升降气缸(52)通过升降座(53)带动夹爪气缸二(56)上的罐身(41)放置于罐底(42)上，并松开夹爪气缸二(56)，完成对试件的翻转；
步骤四：驱动电机(11)通过固定轴(12)带动转动盘(3)顺时针转动，当第一个试件再次位于击锤机构(7)下方，击锤机构(7)的压实头(79)对试件的另一面进行击实五十次后，最终得到两面击实后的试件；
步骤五：通过测试仪获取8个两面击实的试件，并将试件均分为第一组和第二组，测量第一组和第二组各个试件的高度，将第一组试件置于空地上，在室温下保存备用；
步骤六：将第二组试件放入装有水的水槽内，并将水槽放入真空干燥器内，在98.3-98.7kPa的真空条件下保持15min后，真空干燥器泄压至常压状态下，将第二组试件继续放置于水槽中0.5h；
步骤七：取出第二组试件并将第二组试件放入-18℃恒温冰箱中冷冻16小时后，将冷冻后的第二组试件取出，立即放入60℃的恒温水浴箱中保温24h；
步骤八：将第一组和第二组的试件均浸入温度为25℃的恒温水箱中保温2小时；
步骤九：取出第一组和第二组试件，并依次将第一组和第二组试件放入劈裂机构(6)下压板(63)的压块(64)上，启动液压缸(65)，液压缸(65)活塞杆带动上压板(62)底部的压块(64)向下移动，对试件进行劈裂实验，通过压力传感器(66)测量出第一组和第二组各个试件破坏时的荷载，并利用公式计算出试件的冻融劈裂试验强度比，确定钢渣沥青混合料的水稳定性；
测试仪包括底座(1)以及固定安装于底座(1)顶部的壳体(2)，所述底座(1)上转动安装的转动盘(3)上设置有若干用于储存钢渣沥青混合料的储存罐(4)，所述转动盘(3)上开设有若干用于固定储存罐(4)的固定槽，所述底座(1)顶部一侧设置有用于击实储存罐(4)内钢渣沥青混合料的击锤机构(7)；
所述壳体(2)上设置的移动通道(21)内设置有用于翻转试件的翻转组件(5)，所述翻转组件(5)的移动座(51)一侧固定安装有旋转气缸(55)，所述旋转气缸(55)活塞杆与夹爪气缸一(57)端部固定连接，所述移动座(51)上开设有升降槽(54)内滑动安装有升降座(53)，所述移动座(51)一侧固定安装的升降气缸(52)活塞杆固定连接升降座(53)底部，所述升降座(53)一侧与夹爪气缸二(56)端部固定连接；
所述转动盘(3)底部固定连接有固定轴(12)，所述底座(1)内固定安装有驱动电机(11)，所述驱动电机(11)输出轴固定连接固定轴(12)端部；
所述储存罐(4)包括罐身(41)以及与罐身(41)插接配合的罐底(42)，所述罐底(42)底部卡接于固定槽上；
所述移动通道(21)内开设的移动槽(22)内转动安装有移动丝杠(23)，所述移动丝杠(23)上螺纹连接有连接座一侧，所述连接座另一侧滑动安装于移动通道(21)上，所述移动座(51)固定安装于连接座上，所述壳体(2)一侧固定安装的移动电机(24)输出轴固定连接移动丝杠(23)端部；
所述底座(1)上一侧设置有劈裂机构(6)，所述劈裂机构(6)的两个固定柱(61)上滑动安装有上压板(62)，两个所述固定柱(61)均通过下压板(63)安装于底座(1)上，所述上压板(62)底部和下压板(63)顶部均固定安装有压块(64)，所述壳体(2)顶部固定安装的液压缸(65)活塞杆贯穿壳体(2)顶部并固定连接于压力传感器(66)顶部，所述压力传感器(66)固定安装于上压板(62)顶部；
所述击锤机构(7)包括固定板(71)，所述固定板(71)一侧转动安装有两个转动轴上均套设有链轮(72)，两个链轮(72)之间传动连接有链条(73)，所述链条(73)一侧设置的定位杆(74)上滑动安装有击锤(75)，所述击锤(75)与链条(73)固定连接，所述定位杆(74)底部滑动安装有滑动杆(78)，所述滑动杆(78)底部固定连接有压实头(79)；
所述定位杆(74)滑动安装于壳体(2)上，所述壳体(2)顶部固定安装的承载座(76)上设置有提升气缸(77)，所述提升气缸(77)活塞杆贯穿承载座(76)并固定连接于定位杆(74)顶部的连接块上；
所述固定板(71)固定安装于底座(1)顶部，所述固定板(71)一侧固定安装的传动电机输出轴固定连接其中一个转动轴端部。
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