CN115015041A - 一种水泥混凝土芯样密度测试的试验装置及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种水泥混凝土芯样密度测试的试验装置，包括主控制器和测试桶，其特征在于：所述测试桶安装在主控制器上端，测试桶内设置有内桶，内桶底部内侧边缘安装压力传感器，内桶底部外侧安装称重模块，内桶内部放置测量袋；所述主控制器内部设置控制单元，电源、称重模块、压力传感器控制面板电连接至控制单元。本发明基于排液法测量体积，通过内桶底部的压力传感器检测液压从而换算成体积，又通过称重模块直接测量内桶内整体质量，避免其他因素引起的误差，操作简单、测量快速、数据精确度高；设置防水透气的测量袋放置芯样，能够排出气体、避免芯样吸水，最大程度确保体积的精确。

Description

一种水泥混凝土芯样密度测试的试验装置及其使用方法

技术领域

本发明属于工程试验技术领域，具体涉及一种水泥混凝土芯样密度测试的试验装置及其使用方法。

背景技术

根据水工混凝土工作环境特性，需对已运行一定年限的水工建筑物进行质量安全状况评定。目前，一般采取无损与有损两种方式来进行全面检测，全方面评判水工建筑物服役状态，这不仅对水工建筑物的质量做出全面评估，而且还对建筑物安全使用提供依据。一般水工建筑物的最大特性为混凝土结构，混凝土结构分为水上构筑物、水下构筑物以及水位变化区构筑物，其中长期处于水下构筑物的质量状态是目前最为关注的问题。

因为长期处于水下的构筑物，有些部位是很难采用无损的方法进行检测，最准确的方法是采用钻芯取样，进行相关的硬化混凝土的物理力学或耐久性能试验。虽然混凝土芯样的表观密度可以一定程度反映混凝土的质量状态，但如果混凝土芯样的密度比设计指标在过于偏低的情况下，混凝土有可能已经受到侵蚀或者损坏。

从水泥砼结构物中(如水泥砼路面板和砼灌注桩、柱等)钻取和检查芯样，测定芯样的劈裂抗拉强度或拉压强度，作为评定结构的主要品质指标。

水泥砼路面强度的控制指标是弯拉或劈裂强度。由于弯拉强度试件成型及试验过程比较麻烦，现多用劈裂强度来代替。需要强调的一点是快速无破损方法与传统的钻芯试验方法比较，有其较大的优势，但不能代替钻芯的弯拉强度试验结果，也不能代替试验室标准条件下的弯拉强度，不适用于作为仲裁试验或工程验收的最终依据。

混凝土芯样的密度是一项基本物理参数，但是目前，没有相关规范对混凝土芯样的密度检测进行规定，只能参考粗骨料或者岩石的表观密度进行检测。其中，《水工混凝土砂石骨料试验规程》DL/T5151-2014中4.2卵石或碎石表观密度，采用的是网篮法进行检测；而《水电水利工程岩石试验规程》DL/T 5368-2007中4.2密度试验，规定了岩石的三种密度测量方法，分别为量积法、水中称量法或密度法。一：量积法适用于能制备成规则试件的各类岩石，水中称重法适用于除遇水崩解、溶解和干缩湿胀的岩石外的岩石；二：密封法主要用于形状不规则或吸水率较强一般大于2％的岩石。基于以上密度测量的各类方法，其混凝土芯样的物理性质与岩石相似，可借鉴采用岩石的密度试验方法进行测量。首先，量积法中规定试件的尺寸应大于组成岩石最大矿物颗粒直径的10倍，沿试件高度、直径或边长的误差不应大于0.3mm，试件两端面不平行度误差不应大于0.05mm，端面应垂直试件轴线，最大偏差不应大于0.25°，方柱体或立方体试件相邻两面应互相垂直，最大偏差不应大于0.25°，也就是说采用量积法时对试件的大小以及几何尺寸要求是很严格的。若混凝土芯样要采用量积法时，在水利水电工程中，由于混凝土一般为大体积混凝土，骨料的尺寸一般较大，当试件的尺寸为80mm时，试件的尺寸要达到800mm才能满足试验试件的尺寸要求；当试件尺寸达到800mm时，试件的不平整度以及其他几何尺寸几乎是不可能满足试验要求的，故当混凝土试件尺寸较大时，采用量积法进行密度检测不仅不满足规范要求的，而且准确度还达不到要求。其中，还有一种情况：不管是骨料还是岩石，最常用的密度检测方法为网篮法，但常规网篮法中网篮尺寸较小，不仅对应电子天平量程较小，而且对于大尺寸的混凝土芯样需单独制作大网篮及大量程的电子天平。

因此，为了解决上述问题，本文提出一种水泥混凝土芯样密度测试的试验装置及其使用方法。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明设计了一种水泥混凝土芯样密度测试的试验装置及其使用方法，该装置基于排液法测量体积，通过内桶底部的压力传感器检测液压从而换算成体积，又通过称重模块直接测量内桶内整体质量，避免其他因素引起的误差，操作简单、测量快速、数据精确度高；设置防水透气的测量袋放置芯样，能够排出气体、避免芯样吸水，最大程度确保体积的精确。

为了达到上述技术效果，本发明是通过以下技术方案实现的：一种水泥混凝土芯样密度测试的试验装置，包括主控制器和测试桶，其特征在于：所述测试桶安装在主控制器上端，测试桶内设置有内桶，内桶底部内侧边缘安装压力传感器，内桶底部外侧安装称重模块，内桶内部放置测量袋；所述主控制器内部设置控制单元，电源、称重模块、压力传感器控制面板电连接至控制单元。

进一步的，所述压力传感器安装高度与内桶底部内壁高度相同。

进一步的，所述内桶底部设置排水管，排水管上安装水阀。

进一步的，所述测量袋开口处设置密封条，测量袋主体采用防水透气膜材质。

进一步的，所述控制单元包括屏幕和按键，控制单元安装在主控制器表面。

进一步的，所述主控制器底部设置若干支脚；测试桶上端设置桶盖。

本发明的另一目的在于提供一种水泥混凝土芯样密度测试的试验装置的使用方法，其特征在于：

(1)将水泥混凝土路面钻芯芯样放置入测量袋内，并进行密封，向内桶内加水，水的深度大于芯样高度；

(2)将测量袋放置入内桶的水中，待测量袋内不再有气泡排出，通过按键启动该装置；

(3)按下测量按键，称重模块测量出内桶、水、测量袋、芯样的总质量m₁,压力传感器检测出水压传输至控制单元，换算成水、芯样、测量袋的总体积V₁，按下计数按键，对m₁、V₁进行记录；

(4)将测量袋在内桶内部提出水面，取出芯样后，再将测量袋密封好放入水中，使测量袋完全浸入水中；

(5)按下测量按键，称重模块测量出内桶、水、测量袋的总质量m₂,压力传感器检测出水压传输至控制单元，换算成水、测量袋的总体积V₂，按下计数按键，对m₂、V₂进行记录；

(6)按下计算按键，控制单元内将m₂-m₁得到芯样的质量m₀，将V₂-V₁得到芯样的体积V₀；然后通过ρ＝m₀/V₀计算出芯样的密度，并通过屏幕进行显示，得到芯样的密度。

本发明的有益效果是：

本发明设计了一种水泥混凝土芯样密度测试的试验装置及其使用方法，该装置基于排液法测量体积，通过内桶底部的压力传感器检测液压从而换算成体积，又通过称重模块直接测量内桶内整体质量，避免其他因素引起的误差，操作简单、测量快速、数据精确度高；设置防水透气的测量袋放置芯样，能够排出气体、避免芯样吸水，最大程度确保体积的精确。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，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是本发明整体结构示意图；

图2是本发明正视图；

图3是本发明剖视图；

附图中，各标号所代表的部件列表如下：

1、主控制器；2、测试桶；3、控制面板；4、支脚；5、排水管；6、桶盖；7、控制单元；8、电源；9、称重模块；10、压力传感器；11、测量袋。

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。

实施例1

参阅图1至图3所示，一种水泥混凝土芯样密度测试的试验装置，包括主控制器1和测试桶2，其特征在于：所述测试桶2安装在主控制器1上端，测试桶2内设置有内桶，内桶底部内侧边缘安装压力传感器10，内桶底部外侧安装称重模块9，内桶内部放置测量袋11；所述主控制器1内部设置控制单元7，电源8、称重模块9、压力传感器10控制面板3电连接至控制单元7。

所述压力传感器10安装高度与内桶底部内壁高度相同，确保测量的压力是桶内全部液体的压力。

所述内桶底部设置排水管5，排水管5上安装水阀，使用完后液体从此处排出。

所述测量袋11开口处设置密封条，确保密封性，避免进水产生误差或错误，测量袋11主体采用防水透气膜材质，在水压的作用下将袋内气体排尽。

所述控制单元7包括屏幕和按键，控制单元7安装在主控制器1表面。

所述主控制器1底部设置若干支脚4，避免主控制器1直接接触地面；测试桶2上端设置桶盖6。

实施例2

使用方法：

将水泥混凝土路面钻芯芯样放置入测量袋11内，并进行密封，向内桶内加水，水的深度大于芯样高度；

将测量袋11放置入内桶的水中，待测量袋11内不再有气泡排出，通过按键启动该装置；

按下测量按键，称重模块9测量出内桶、水、测量袋11、芯样的总质量m₁,压力传感器10检测出水压传输至控制单元7，换算成水、芯样、测量袋11的总体积V₁，按下计数按键，对m₁、V₁进行记录；

将测量袋11在内桶内部提出水面，取出芯样后，再将测量袋11密封好放入水中，使测量袋11完全浸入水中；

按下测量按键，称重模块9测量出内桶、水、测量袋11的总质量m₂,压力传感器10检测出水压传输至控制单元7，换算成水、测量袋11的总体积V₂，按下计数按键，对m₂、V₂进行记录；

按下计算按键，控制单元7内将m₂-m₁得到芯样的质量m₀，将V₂-V₁得到芯样的体积V₀；然后通过ρ＝m₀/V₀计算出芯样的密度，并通过屏幕进行显示，得到芯样的密度。

实施例3

本发明设计了一种水泥混凝土芯样密度测试的试验装置及其使用方法，该装置基于排液法测量体积，通过内桶底部的压力传感器10检测液压从而换算成体积，又通过称重模块9直接测量内桶内整体质量，避免其他因素引起的误差，操作简单、测量快速、数据精确度高；设置防水透气的测量袋11放置芯样，能够排出气体、避免芯样吸水，最大程度确保体积的精确。

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。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (8)

1.一种水泥混凝土芯样密度测试的试验装置，包括主控制器和测试桶，其特征在于：所述测试桶安装在主控制器上端，测试桶内设置有内桶，内桶底部内侧边缘安装压力传感器，内桶底部外侧安装称重模块，内桶内部放置测量袋；所述主控制器内部设置控制单元，电源、称重模块、压力传感器控制面板电连接至控制单元。

2.根据权利要求1所述的一种水泥混凝土芯样密度测试的试验装置，其特征在于：所述压力传感器安装高度与内桶底部内壁高度相同。

3.根据权利要求1所述的一种水泥混凝土芯样密度测试的试验装置，其特征在于：所述内桶底部设置排水管，排水管上安装水阀。

4.根据权利要求1所述的一种水泥混凝土芯样密度测试的试验装置，其特征在于：所述测量袋开口处设置密封条，测量袋主体采用防水透气膜材质。

5.根据权利要求1所述的一种水泥混凝土芯样密度测试的试验装置，其特征在于：所述控制单元包括屏幕和按键，控制单元安装在主控制器表面。

6.根据权利要求1所述的一种水泥混凝土芯样密度测试的试验装置，其特征在于：所述主控制器底部设置若干支脚；测试桶上端设置桶盖。

7.根据权利要求1-6任一项所述的一种水泥混凝土芯样密度测试的试验装置的使用方法，其特征在于：

(1)将水泥混凝土路面钻芯芯样放置入测量袋内，并进行密封，向内桶内加水，水的深度大于芯样高度；

(2)将测量袋放置入内桶的水中，待测量袋内不再有气泡排出，通过按键启动该装置；

(3)按下测量按键，称重模块测量出内桶、水、测量袋、芯样的总质量m₁,压力传感器检测出水压传输至控制单元，换算成水、芯样、测量袋的总体积V₁，按下计数按键，对m₁、V₁进行记录；

(4)将测量袋在内桶内部提出水面，取出芯样后，再将测量袋密封好放入水中，使测量袋完全浸入水中；

(5)按下测量按键，称重模块测量出内桶、水、测量袋的总质量m₂,压力传感器检测出水压传输至控制单元，换算成水、测量袋的总体积V₂，按下计数按键，对m₂、V₂进行记录；

(6)按下计算按键，控制单元内将m₂-m₁得到芯样的质量m₀，将V₂-V₁得到芯样的体积V₀；然后通过ρ＝m₀/V₀计算出芯样的密度，并通过屏幕进行显示，得到芯样的密度。

8.根据权利要求1-7任一项所述的一种水泥混凝土芯样密度测试的试验装置及其使用方法，其公开了一种水泥混凝土芯样密度测试的试验装置及其使用方法在工程试验技术领域的应用。

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