CN117990553A - 一种测试混凝土表面缓凝剂缓凝效果的试验方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种测试混凝土表面缓凝剂缓凝效果的试验方法，属于建筑材料表面检测技术领域。本发明首先利用混凝土拌合物制备围挡，围挡经过干养护成型，涂刷混凝土表面缓凝剂，再将混凝土拌合物浇灌在围挡内，进行蒸汽养护成型；然后冲刷混凝土表面缓凝剂作用面，水性硅烷防水剂对围挡和试件浸泡，并对玻璃板进行疏水处理，然后将围挡内注满水，根据水的高流动性，能够确保水完全填充混凝土的孔隙，称量得到水的质量，利用公式便可计算出刻蚀深度。本发明用混凝土制作混凝土表面缓凝剂作用面的围挡，利用水的高流动性、能够完全填充满混凝土孔隙的特点，通过计算得到刻蚀深度，准确度和精确度较高，可准确表征混凝土表面缓凝剂的缓凝效果。
Description
技术领域
本发明涉及建筑材料表面检测技术领域，特别是指一种测试混凝土表面缓凝剂缓凝效果的试验方法。
背景技术
在混凝土工程施工过程中，由于结构的多样性及结构断面面积的不一致性往往需要多次浇筑才能形成设计要求的混凝土结构形式，由此产生了新旧混凝土接茬的问题，为了使新旧混凝土很好的粘结成为一体，必须对原有混凝土与新混凝土接触的表面进行凿毛处理，也就是去掉已经凝固的混凝土光滑表面露出粗糙面，混凝土粗糙面处理的好坏直接影响新旧混凝土粘结效果。
混凝土表面缓凝剂能够很好的解决新旧混凝土界面连接问题，通过涂覆在所需凿毛的混凝土表面，待混凝土养护脱模后，采用配套机械或手工进行拉毛，可以有效获得粗糙的混凝土粘结界面，不需要锉、凿毛或喷砂处理，既保证了混凝土界面粘结质量，又降低了工作强度，提高了工作效率，对降低能耗、噪音和灰尘污染起到良好的作用。混凝土表面缓凝剂也可应用于混凝土饰面材料粘接，面砖、花岗岩、大理石和玻璃马赛克等外墙饰面材料的粘接要求混凝土表面进行人工凿毛以增加界面粘结强度，采用混凝土表面缓凝剂可以很好的解决粘结界面问题。
目前我国正在大力发展装配式建筑，多种多样的混凝土构件需要解决新旧混凝土界面问题，并且构件在工厂预制生产后运送到现场组装，组装过程中大量出现新旧混凝土的连接问题，人工凿毛的缺点显露无疑，不但增加了工序，而且效率低、劳动强度大，施工过程中也会造成环境污染，不符合建筑工程绿色发展理念。
如何准确地表征结合面的粗糙程度是亟待解决的问题，也是从业人员研究的重点。
混凝土表面缓凝剂主要用来获得粗糙面，所以缓凝效果是评价其性能效果的最直接的参数，在JC/T 2624-2021《混凝土表面缓凝剂》中定义为刻蚀深度，为预制混凝土构件脱模后，混凝土表面缓凝剂的作用面经水冲处理后，在构件表面获得的凹凸深度。在该标准6.7刻蚀深度中规定了混凝土表面缓凝剂在产品检测时的检测方法：测量粗糙面的高点与低点的平均高度差，采用的是在100mm×100mm的粗糙面积中选取固定的36个点的高度差做平均值，作为该试件的凹凸深度。
36点深度尺法是用深度尺测量整个粗糙面中某些点的深度，通过计算公式得到这些点的深度平均值，用平均值表征整个粗糙面的粗糙程度。测试点数少，代表性差；测试点数多，代表性好。但由于测量结果是某些点的深度，测试结果不能完全准确的反映整个粗糙面的粗糙程度。
现有技术中还存在多种方法测量混凝土的粗糙度，例如CN109855518A和CN110398407 A公开的灌砂法，但是灌砂法存在以下问题：一是介质选用颗粒较细小的固体，但是固体颗粒即使再小也会存在空隙，造成填满围框内的介质体积并不是粗糙面的凹陷的体积；填充介质的回收存在较大的差距，回收的是否彻底直接影响结果；二是围框内介质体积的测量一般采用量筒测量，固体介质不像液体在量筒中的液面是固定不变的，需要操作人员通过振动等方法来使上表面一致，这样就造成使用量筒测量固体介质体积的结果偏差较大，复现性差。
专利CN 111174679 A提供倒模法测量混凝土表面的粗糙度，但是该方法存在三个问题：一是硅胶和固化剂的比例直接影响操作时间，进而影响测试结果，对操作人员要求较高；二是配好的混合液需要真空排气泡，操作繁琐，如果排气不完全对测试结果的影响较大；三是方法中没有考虑硅胶在液体状态和硬化后的密度不同，从而造成其体积不同，用使用的混合液的体积作为粗糙面的凹陷体积是不准确的。
CN111964635A公开了一种混凝土基体修复表面粗糙度的测试方法，但是存在以下问题：一是利用石蜡融化填充混凝土表面，需要热处理，操作繁琐；二是石蜡填充过程中，石蜡内部、石蜡与混泥土接触面会存在气泡，凝固后影响测量体积；三是液体石蜡完全填充混凝土凹陷处，但是待其凝固后，密度变大，体积降低，使得测量的体积不准确。
同时，混凝土预制构件在生产过程中需要放入蒸养箱蒸养，由于材料的热膨胀系数不一致，如果用其他材料制作围挡，在蒸养过程中会导致围挡与混凝土之间由于膨胀不一致而产生缝隙，从而使后续的测试不能进行。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种测试混凝土表面缓凝剂缓凝效果的试验方法。本发明通过二次成型法，用混凝土制作混凝土表面缓凝剂作用面的围挡，通过液体的渗透防水材料使整个混凝土试件不透水，利用水的高流动行、能够完全填充满混凝土孔隙的特点，将围挡内注满水，可以得到所需水的质量，进而通过计算得到刻蚀深度，准确度和精确度较高，可准确表征混凝土表面缓凝剂的缓凝效果。
为解决上述技术问题，本发明提供技术方案如下：
一方面，本发明提供一种测试混凝土表面缓凝剂缓凝效果的试验方法，包括：
步骤1：按照配方调配混凝土，得到混凝土拌合物；
步骤2：制备混凝土围挡：准备可拆式钢试模，在所述可拆式钢试模的底部中间放置占位块，然后将混凝土拌合物浇灌至钢试模与占位块四周的空隙中，顶部与占位块顶部平齐，然后进行干养护，然后将所述占位块取出，得到混凝土围挡；所述可拆式钢试模的长宽高均大于所述占位块的长宽高；所述可拆式钢试模与占位块接触的位置为混凝土表面缓凝剂作用面；
步骤3：在所述混凝土表面缓凝剂作用面上涂抹混凝土表面缓凝剂；
步骤4：在所述混凝土围挡中灌入混凝土拌合物，所述混凝土拌合物填充后高度高于混凝土围挡顶部位置，然后放到混凝土振动台上振动，刮去所述混凝土围挡上口多余的混凝土拌合物；
步骤5：用塑料薄膜覆盖在所述可拆式钢试模表面，然后进行蒸汽养护；
步骤6：养护完成后，拆除可拆式钢试模，得到带有围挡的混凝土试件；然后用高压水枪冲刷混凝土试件表面，反复冲刷直至不再有混凝土颗粒脱落为止；
步骤7：将冲刷后的试件自然风干，然后将带有围挡的混凝土试件与缓凝剂的接触面朝下浸泡在水性硅烷防水剂中，水性硅烷防水剂的液面完全淹没试件，浸泡72h以上；
步骤8：将浸泡后的试件取出后自然晾干，试件表面用毛刷清理干净，放置在混凝土试件测试设备上，调节水平，然后一起称重，记为m0；将围挡内装满水，围挡内保证满水并且不存在气泡，然后擦干围挡周围多余的水，再次称重记为m1，水的密度记为ρ水；
步骤9：刻蚀深度的计算：
刻蚀体积V刻＝(m1-m0)/ρ水；
刻蚀深度h刻＝V刻/S；
其中，V刻为刻蚀体积；h刻为刻蚀深度；S为围挡内的面积。
进一步的，所述可拆式钢试模包括两块L形侧壁挡板和安装在所述侧壁挡板底部的底板，两块所述侧壁挡板卡接，与所述底板之间形成第一空腔，所述第一空腔内部用于放置占位块；
所述钢试模还包括龙门架和半球头丝杆；
所述龙门架包括横梁和固定在所述横梁两侧的立柱，所述立柱与所述侧壁挡板的外侧壁卡接；
所述横梁中心位置设置有丝杆孔，所述半球头丝杆穿过丝杆孔与所述占位块连接；
所述丝杆孔周边均匀设置有定位杆孔用于安装定位杆，所述定位杆穿过定位柱孔与所述占位块连接。
所述半球头丝杆的球头设置在所述半球头丝杆的底端，所述半球头丝杆设置有与所述球头相配合的球头帽，球头帽底部连接所述占位块。
进一步的，所述第一空腔的外侧壁对称的设置有位于所述侧壁挡板上的竖直的侧壁滑槽和位于所述底板上的底板滑槽；所述龙门架的立柱内侧设置滑动凸起，所述侧壁滑槽和底板滑槽分别与滑动凸起相配合，用于安装和定位所述龙门架；
优选的，所述半球头丝杆的顶端连接有手轮；
所述侧壁挡板的下端设置螺孔，底板设置沉头孔，所述侧壁挡板与底板通过螺钉连接；
所述龙门架的侧壁底部设置有龙门架栓孔，所述底板的侧部设置底板栓孔，所述龙门架和底板通过销钉固定连接。
优选的，所述第一空腔尺寸为150mm×150mm×150mm，符合JG237-2008混凝土试模的要求；所述占位块尺寸为100mm×100mm×100mm。所述占位块与钢试模接触的底面平面度误差每100mm不大于0.04mm，符合JG237-2008混凝土试模的要求。
进一步的，所述占位块为金属块，可以是合金块、铁块等用于一定体积的固体块状物，可通过可拆式钢试模中的半球头丝杆使占位块与钢试模的底部紧密接触，并且保证占位块体积不变即可。
所述占位块安放在底板上后，侧壁挡板、底板和占位块之间形成第二空腔，用于灌入混凝土形成混凝土围挡；转动半球头丝杆，占位块从混凝土围挡中取出，混凝土围挡与底板之间形成第三空腔，用于灌入混凝土试件。
优选的，所述步骤2中，干养护条件为：温度20±5℃、相对湿度60±5％。
优选的，所述步骤5中，蒸汽养护条件为：在20±5℃，相对湿度不低于50％的环境中预养6±0.5h；然后将试件带模放入到混凝土蒸养箱中，以20±5℃/h的速度升温至70±5℃养护12±0.5h，再以20℃/h的速度降温至20±5℃。
优选的，所述步骤6中，高压水枪压力为0.6-0.8MPa，出水量为4±0.2kg/min，所述高压水枪出水口到混凝土测试面的垂直距离为1±0.1m，水流与混凝土测试面冲刷角度范围为±45°。
进一步的，所述水性硅烷防水剂的粘度小于等于500mPa·s。优选为450mPa·s。所述水性硅烷防水剂为水性硅烷浸渍剂，由硅烷化合物、有机溶剂和稳定剂，通常使用的硅烷化合物为正硅烷、甲基硅烷等。
进一步的，所述混凝土试件测试设备包括用于放置带有围挡的混凝土试件的底面、顶面和与所述底面螺纹连接的支撑地脚，所述支撑地脚至少为三个；
所述底面和顶面上分别设置有底面螺杆孔和顶面螺杆孔，所述底面和顶面通过穿过所述底面螺杆孔和顶面螺杆孔的螺杆连接固定；
所述螺杆与所述底面和顶面接触位置均设置有上下两个旋钮，所述旋钮用于将所述底面和顶面与螺杆固定；
所述顶面上设置注水口、排气口和溢流槽；
所述带有围挡的混凝土试件包括围挡和填充在所述围挡内部的混凝土试件；
所述注水口用于向所述围挡内注水；所述排气口用于排出所述围挡与所述顶面之间的气体；所述溢流槽设置在所述顶面的底面上，与所述排气口连通，并延伸至所述顶面的边缘；
所述顶面上还放置有气泡水平仪。
优选的，所述底面和顶面为玻璃。进一步优选的，所述顶面为疏水透明有机玻璃，只要能够实现顶面的疏水性即可。
例如：疏水透明有机玻璃可通过以下方法制备：将一块有机玻璃表面清洗干净并晾干，然后整块有机玻璃表面均匀喷涂SOPAMI速效镀膜剂，然后用干净的毛巾擦拭有机玻璃上的镀膜剂，反复擦拭2～3遍，待镀膜剂晾干后即可。
混凝土表面缓凝剂能延缓水泥的水化，使混凝土处于未凝结的状态，经过高压水冲刷后就可以得到粗糙面。混凝土表面缓凝剂在混凝土初凝之前发挥作用，一旦混凝土达到终凝后硬化，涂刷混凝土表面缓凝剂后并不会对混凝土造成任何影响。
因为混凝土表面缓凝剂主要应用于预制构件的制作中，而预制构件的生产是需要蒸养的，故本发明采用与预制构件生产的完全相同的蒸养制度进行蒸养。但是现有技术中，围挡材质与预制构件的热膨胀系数不一致，导致在蒸养过程中围挡与混凝土之间产生缝隙，从而使后续的测试不能进行。
本发明根据上述原理，首先利用混凝土拌合物制备围挡，围挡经过干养护成型，表面硬化，此时涂刷混凝土表面缓凝剂对围挡不会有任何影响，再将混凝土拌合物浇灌在围挡内，进行蒸汽养护成型；本发明中两次成型均使用同样的混凝土，在蒸养过程中围挡与中心混凝土的变形协调一致，不会出现裂纹。
然后利用高压水枪冲刷混凝土表面缓凝剂作用面后，水性硅烷防水剂对围挡和试件浸泡，使得围挡和试件整体防水，并对玻璃板进行疏水处理，然后将围挡内注满水，根据水的高流动性，能够确保水完全填充混凝土的孔隙，称量得到水的质量，利用公式便可计算出刻蚀深度。
本发明围挡和玻璃板都具有疏水性，两者之间不会夹存多余的水，保证测试的准确性；而且通过透明的玻璃板能够看出围挡内部是否有孔隙。
由此得到的刻蚀深度是整个作用面的、准确的数值，不是36点深度尺法由个别点计算出来的刻蚀深度代表值。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
本发明通过二次成型法，用混凝土制作混凝土表面缓凝剂作用面的围挡，通过水性硅烷防水剂浸泡混凝土表面缓凝剂的作用面和混凝土围挡，使整个混凝土试件不透水，利用水的高流动性、能够完全填充满混凝土孔隙的特点，将围挡内注满水，可以得到所需水的质量，除以水的密度后得到的体积即为混凝土表面缓凝剂刻蚀体积，刻蚀体积除以混凝土表面缓凝剂的作用面积即为刻蚀深度。刻蚀体积越大、刻蚀深度越大，表明混凝土表面缓凝剂的缓凝效果越明显，该混凝土表面缓凝剂越好。
本发明首先利用水性硅烷防水剂使得围挡和混凝土表面缓凝剂的作用面完全防水，然后通过水作为填充物来计算可是深度，能够有效解决现有技术中填充材料物相的变化导致测试结果不准确的技术问题；同时，水的流动性较高，能够完全填充由混凝土表面缓凝剂导致的孔隙，增加测试精度。用水性硅烷防水剂对试件进行全方位的防水处理，保证混凝土不吸水，同时水性硅烷防水剂只是渗透到混凝土中，不会改变混凝土的体积，测试结果准确。
本发明通过二次成型制备相同材料的围挡和混凝土试件，实现围挡与测试试件的材料一体化，成型一体化。避免通过粘接制作围挡，造成围挡容易漏水、变形。在蒸养过程中不会因围挡和试件的膨胀系数不一致出现裂纹，便于实际预制构件的生产。
本发明方法能够简单、准确的实现粗糙面刻蚀深度的测量，从而达到测试混凝土表面缓凝剂缓凝效果的目的。本发明用水来测定刻蚀体积，通过刻蚀体积计算刻蚀深度。利用水的超高流动性，能够完全覆盖到刻蚀的部分，实验数据准确，操作方便。本方案测量的是试件整个刻蚀深度，而不是用某些点的凹凸深度来表征整个刻蚀深度，测试结果更接近实际值。
本发明方法操作简单，测试数据准确性较灌砂法、深度尺法、倒模法有较大提高，可以与信号转换扫描法相媲美。与信号转换扫描法动辄十几万甚至几十万的设备相比，测试成本大幅度降低。
本发明在可拆式钢试模中占位块能够准确安装在第一空腔的水平中心位置，使得制备的混凝土围挡侧壁厚度均匀，且利用本发明的可拆式钢试模方便取出占位块，便于后续混凝土试件的制备；本发明的可拆式钢试模体积小，安装与拆卸方便，便于实验室工作人员使用。
同时，本发明的混凝土试件测试设备中在底板上设置支撑地脚，用于调整混凝土试件测试设备的水平，同时顶面上设置注水口、排气口和溢流槽，保证了试验结果的准确；且混凝土试件测试设备体积小，安装与拆卸方便，便于实验室工作人员使用。
附图说明
图1为可拆式钢试模的立体图；
图2为可拆式钢试模的俯视图；
图3为图2中A-A向的剖视图；
图4为侧壁挡板和底板组合状态的立体图一；
图5为侧壁挡板和底板组合状态的立体图二；
图6为侧壁挡板的立体图一；
图7为侧壁挡板的立体图二；
图8为侧壁挡板的俯视图；
图9为底板的立体图；
图10为龙门架的立体图；
图11为加入混凝土围挡的混凝土制备工装的俯视图；
图12为图11中B-B向的剖视图；
图13为混凝土围挡与底板形成的第三空腔的立体图；
图14为混凝土围挡与底板形成的第三空腔的俯视图；
图15为图14中C-C向的剖视图；
图16为混凝土试件与侧壁挡板的立体图；
图17为混凝土试件与侧壁挡板的俯视图；
图18为图17中D-D向的剖视图；
图19为混凝土试件与混凝土围挡的立体图；
图20为混凝土试件与混凝土围挡的俯视图；
图21为图20中E-E向的剖视图；
图22为混凝土表面缓凝剂刻蚀后的混凝土试件的测试面立体图；
图23为用于测试混凝土刻蚀深度的混凝土试件测试设备的立体图；
图24为底板的立体图；
图25为顶面的立体图；
图26为底板、支撑地脚和螺杆连接关系的立体图；
图27为底板、支撑地脚、螺杆和围挡连接关系的立体图；
图28为底板、支撑地脚、螺杆、围挡和顶面连接关系的立体图；
图29为混凝土试件灌满水性硅烷防水剂浸泡的图片；
图30为混凝土试件中倒出水性硅烷防水剂之后的图片；
图31为浸泡水性硅烷防水剂的混凝土试件不吸水试验过程图片；
图32为混凝土试件浸泡水性硅烷防水剂之前的尺寸图片；
图33为混凝土试件浸泡水性硅烷防水剂时的尺寸图片
图34为混凝土试件浸泡水性硅烷防水剂之后的尺寸图片。
图中，1、侧壁挡板；1-1、侧壁滑槽；1-2、凸出部；1-3、下凹部；1-4、螺孔；2、底板；2-1、底板滑槽；2-2、底板栓孔；2-3、沉头孔；3、螺钉；4、龙门架；4-1、丝杆孔；4-2、滑动凸起；4-3、定位柱孔；4-4、龙门架栓孔；4-5、横梁；4-6立柱；5、销钉；6、半球头丝杆；7、球头帽；8、占位块；9、手轮；10、定位杆；11、混凝土围挡；12、混凝土表面缓凝剂；13、混凝土试件；14、第一空腔；15、第二空腔；16、第三空腔；17、底面；17-1、底面螺杆孔；17-2、底面支撑地脚孔；18、支撑地脚；19、螺杆；20、旋钮；21、顶面；21-1、顶面螺杆孔；21-2、注水口；21-3、排气口；21-4、溢流槽；22、水平仪。
具体实施方式
为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图和具体实施例进行详细描述。
本发明中，所使用的材料及试剂未有特殊说明的，均可从商业途径得到。
本发明提供一种测试混凝土表面缓凝剂缓凝效果的试验方法，具体实施例如下。
实施例1
一种可拆式钢试模，如图1-22，包括两块L形侧壁挡板1和安装在侧壁挡板1底部的底板2，两块侧壁挡板1卡接，与底板2之间形成第一空腔14，第一空腔14内部用于放置占位块8；
侧壁挡板1的下端设置螺孔1-4，底板2设置沉头孔2-3，侧壁挡板1与底板2通过螺钉3连接；
可拆式钢试模还包括龙门架4和半球头丝杆6；
龙门架4包括横梁4-5和固定在横梁4-5两侧的立柱4-6，立柱4-6与侧壁挡板1的外侧壁卡接；
横梁4-5中心位置设置有丝杆孔4-1，半球头丝杆6穿过丝杆孔4-1与占位块8连接；
丝杆孔4-1周边均匀设置有四个定位杆孔4-3，用于安装定位杆10，定位杆10穿过定位柱孔4-3与占位块8连接。
侧壁挡板1、底板2和占位块8之间形成第二空腔15，用于灌入混凝土形成混凝土围挡11；本发明中，混凝土围挡11与底板2之间形成第三空腔16，用于灌入混凝土形成混凝土试件13。
本发明可拆式钢试模侧挡板1和底板2能够拆卸，且两者之间通过沉头孔中的螺钉进行连接，能够有效保持底面的平整；半球头丝杆6和占位块8连接，能够确保占位块8位于第一空腔14中心位置，后续灌注混凝土过程中，使得制备的混凝土围挡11的侧壁厚度均匀；同时，本发明通过均匀设置的定位杆10固定占位块8，防止半球头丝杆6带动占位块8上下移动时占位块8的转动，确保制备混凝土围挡11的完整性。
进一步的，半球头丝杆6的球头设置在半球头丝杆6的底端，半球头丝杆6设置有与球头相配合的球头帽7，球头帽7底部连接占位块8，方便固定占位块8。优选的，占位块8为铁块，半球头丝杆6穿过球头帽7，通过底端的球头防止球头帽7滑落，球头帽7与铁块焊接。
进一步的，第一空腔14的外侧壁对称的设置有位于侧壁挡板1上的竖直的侧壁滑槽1-1和位于底板2上的底板滑槽2-1；龙门架4的立柱4-6内侧设置滑动凸起4-2，侧壁滑槽1-1和底板滑槽2-1分别与滑动凸起4-2相配合，用于安装和定位龙门架4，方便龙门架4的拆卸；优选的，半球头丝杆6的顶端连接有手轮9。
龙门架4的侧壁底部设置有龙门架栓孔4-4，底板2的侧部设置底板栓孔2-2，龙门架4和底板2通过销钉5固定连接，使得龙门架4与侧壁挡板1和底板2连接的更加稳固，在旋转手轮9时，占位块8能够从混凝土围挡11中稳定拔出。
优选的，第一空腔尺寸为150mm×150mm×150mm，符合JG237-2008混凝土试模的要求；占位块尺寸为100mm×100mm×100mm。占位块与钢试模接触的底面平面度误差每100mm不大于0.04mm。本发明中侧壁挡板和底板要求符合JG237-2008混凝土试模的要求。
具体使用过程中，首先将两块侧壁挡板1卡接，然后通过螺钉安装在底板2上。半球头丝杆6的上端螺纹部穿过龙门架4上的丝杆孔4-1，球头帽7底部固定连接占位块8，占位块8上的定位杆10穿过定位柱孔4-3，将龙门架4卡接在侧壁挡板1上，具体的龙门架4上的滑动凸起4-2在侧壁滑槽1-1和底板滑槽2-1上滑动，将销钉5插入龙门架栓孔4-4，将龙门架4与底板2固定。然后旋转手轮9，使得占位块8下降至底板2上，占位块8的底面与底板2的上表面紧密接触。
将混凝土拌合物浇灌至占位块8顶部高度，然后进行干养护，然后旋转手轮9，带动占位块8向上运动，将占位块8取出，得到混凝土围挡11。
然后，拆除龙门架4和半球头丝杆6。
在混凝土围挡11的底部上涂抹混凝土表面缓凝剂12，如图15。然后灌入混凝土拌合物，混凝土拌合物高于混凝土围挡11，如图16至图18。然后放到混凝土振动台上振动15s～20s，刮去混凝土围挡上口多余的混凝土拌合物；用塑料薄膜覆盖在侧壁挡板1和底板2表面，然后进行蒸汽养护。混凝土制备工装中占位块8能够准确安装在第一空腔14的水平中心位置，加入混凝土拌合物后，制备的混凝土围挡11各侧壁厚度均匀，养护过程中混凝土试件13受热均匀。
养护完成后，拆除侧壁挡板1和底板2，得到混凝土试件13，如图19至图21。在混凝土围挡11中形成混凝土试件13，混凝土围挡11和混凝土试件13均使用同样的混凝土，在养护过程中能够使得混凝土围挡11和混凝土试件13紧密贴合，混凝土围挡11与混凝土试件13的变形协调一致，材料的热膨胀系数一致，不会出现裂纹，保证可以进行后续测试。避免现有技术中通过粘接制作围挡，造成围挡容易漏水、变形。
用高压水枪冲刷混凝土试件13的混凝土表面缓凝剂12作用面，混凝土表面缓凝剂12作用面如图22所示，反复冲刷直至不再有混凝土颗粒脱落为止，随后可进行表面粗糙度的检测。
本发明的可拆式钢试模体积小，安装与拆卸方便，便于实验室工作人员使用。
实施例2
一种混凝土试件测试设备，如图23-28，包括用于放置带有围挡的混凝土试件的底面17、位于底面17上方的顶面21和与底面17螺纹连接的支撑地脚18，支撑地脚18至少为三个；
底面17和顶面21上分别设置有底面螺杆孔17-1和顶面螺杆孔21-1，底面17和顶面21通过穿过底面螺杆孔17-1和顶面螺杆孔21-1的螺杆19连接固定；螺杆19与底面17和顶面21接触位置均设置有上下两个旋钮20，旋钮20用于将底面17和顶面21与螺杆19固定；通过位于底面17上下的旋钮将底面与螺杆19固定；通过位于顶面21上下的旋钮将底面与螺杆19固定；螺杆19要求不能触地；
顶面21上设置注水口21-2、排气口21-3和溢流槽21-4；
带有围挡的混凝土试件包括围挡11和填充在围挡11内部的混凝土试件13；
注水口21-2的位置在围挡11的内部空间上方，用于向围挡11内注水；排气口21-3用于排出围挡11与顶面21之间的气体；溢流槽21-4设置在顶面21的下表面上，与排气口21-3连通，并延伸至顶面21的边缘，方便对于的水流出，保证围挡11内部被水充分填充；优选的，设置2-4个排气口21-3，相应排气口21-3均设置有溢流槽21-4，方便围挡11和顶面21之间气体的完全排出，防止气泡存在。
顶面21上还放置有气泡水平仪8。
本实施例中通过调节支撑地脚18，观察气泡水平仪8，确保底面17的水平放置，然后将带有围挡的混凝土试件放置在底面17上，保证了带有围挡的混凝土试件的水平，便于后续注水；然后调节顶面21的位置，使得顶面21下表面与围挡11顶部齐平，然后通过注水口7-2向围挡11内部注水，气体通过排气口排除，直至有水从溢流槽21-4流出，围挡11与顶面21之间无气泡，保证测试结果的准确性。
优选的，底面和顶面为玻璃。进一步优选的，顶面为疏水透明有机玻璃，只要能够实现顶面的疏水性即可。顶面的疏水保证不会有水残留在顶面上，影响测试结果，保证测试结果的准确性。
优选的，底面17上设置底面支撑地脚孔17-2，支撑地脚18与底面支撑地脚孔17-2相配合，便于调整底面的水平。
使用过程中，首先将支撑地脚18安装在底面17上，将底面17置于平面上，螺杆19底端穿过底面螺杆孔17-1，将围挡11和混凝土试件13安放在底面17上，安放顶面21，通过旋转调节旋钮20将围挡11和混凝土试件13牢固地固定在底面17和顶面21中间。然后通过调节支撑地脚18使水平仪22中的气泡在正中间，此时可以保证整个混凝土试件13的凹陷测试面处于水平状态。围挡11的顶部与顶面21的底部高度一致。
然后将调节好的用于测试混凝土刻蚀深度的混凝土试件测试设备放到天平上，记录此时的重量m1。通过注水口21-2向混凝土试件13与顶面21之间注水，注水过程中通过顶面21上的排气口21-3排气，防止气泡在混凝土试件13上从而影响测试结果。持续注水，直到注满水，多余的水通过连溢流槽21-4流出。用滤纸小心的将溢出的水吸干净，记录此时的重量m2，然后可计算刻蚀深度。
实施例3
一种测试混凝土表面缓凝剂缓凝效果的试验方法，包括：
步骤1：按照JC/T2624-2021《混凝土表面缓凝剂》的要求制备混凝土拌合物；
步骤2：准备实施例1的可拆式钢试模，利用该钢试模将100mm×100mm×100mm的铁块放置在中间位置，在铁块与钢试模之间灌入步骤1制备的混凝土，用来制作混凝土围挡，同时预留出混凝土表面缓凝剂的作用面(铁块与钢试模的接触面)，然后进行干养护：在温度20±5℃、相对湿度60±5％的实验室环境中放置24小时，然后通过半球头丝杆将100mm×100mm×100mm的铁块取出，然后拆除龙门架和半球头丝杆，在钢试模内部形成混凝土围挡。
步骤3：在所述钢试模的底板混凝土表面缓凝剂作用面上涂抹混凝土表面缓凝剂；混凝土表面缓凝剂的涂覆量为400g/m2；
步骤4：在混凝土围挡中灌入步骤1的混凝土拌合物，混凝土拌合物高于混凝土围挡，然后放到混凝土振动台上振动15s-20s，刮去混凝土围挡上口多余的混凝土拌合物
步骤5：用塑料薄膜覆盖在钢试模表面，在20±5℃，相对湿度不低于50％的实验室环境中预养6±0.5h。然后将试件带模放入到混凝土蒸养箱中，以20±5℃/h的速度升温至70±5℃养护12±0.5h，再以20℃/h的速度降温至20±5℃的实验室温度；
步骤6：养护完成后，拆除钢试模侧壁挡板和底板，得到带有混凝土围挡的混凝土试件；然后用高压水枪冲刷混凝土表面缓凝剂作用面，反复冲刷直至不再有混凝土颗粒脱落为止；高压水枪压力为0.6-0.8MPa，出水量为4±0.2kg/min，所述高压水枪出水口到混凝土测试面的垂直距离为1±0.1m，水流与混凝土测试面冲刷角度范围为±45°；
步骤7：将冲刷后的试件自然风干，然后将混凝土表面缓凝剂作用面朝下浸泡在水性硅烷防水剂(异丁烯(基)三乙氧基硅烷，粘度为450mPa.s)中，水性硅烷防水剂的液面完全淹没试件，浸泡72h以上；使试件全部浸透达到水不渗透的效果。
步骤8：将浸泡后的试件取出后自然晾干，试件表面用毛刷清理干净，将试件放置在实施例2的装置上一起称重，记为m0；然后利用实施例2的装置将围挡内装满水，保证围挡内保证满水并且不存在气泡，然后擦干围挡周围多余的水，再次称重记为m1，水的密度记为ρ水；如图6所示；
步骤9：刻蚀深度的计算：
刻蚀体积V刻＝(m1-m0)/ρ水；
刻蚀深度h刻＝V刻/S；
其中，V刻为刻蚀体积；h刻为刻蚀深度；S为围挡内的面积；
测试数据和计算结果见表1。
实施例4
本实施例步骤3中混凝土表面缓凝剂的涂覆量为300g/m2；其余条件与实施例3相同。
测试数据和计算结果见表1。
为进一步说明本发明的有益效果，构建如下对比例。
对比例1
步骤1-6同实施例3，然后采用专利号为201811437184.2的方法检测的粗糙度数值即为本对比例刻蚀深度。
对比例2
本对比例步骤1-6同实施例3，然后采用专利号为202010888958.4的方法检测的粗糙度数值即为本对比例刻蚀深度。
为进一步验证本发明方法的准确性，发明人进行了以下试验。
1、证明水性硅烷防水剂浸泡过的混凝土试件不吸水
取一块混凝土试块，在中间钻取一个圆形孔洞，孔洞不贯穿。在孔洞中灌满水性水性硅烷防水剂，用塑料薄膜覆盖防止防水剂挥发，如图29所示；72h后拆掉塑料薄膜，倒出剩余的水性硅烷防水剂，晾干待用，如图30所示。
称取358.4g的水，将水掉进晾干的孔洞中，表面覆盖塑料薄膜，3h后，将水从孔洞中倒出，称量倒出水的重量，还是358.4g，如图31所示。证明水性硅烷防水剂浸泡过的混凝土试件不吸水。
2、证明水性硅烷防水剂浸泡过的混凝土试件体积不改变
取一个棱柱形混凝土试件，如图32所示。用外径千分尺测量其长度为22.536mm。
将试件浸泡在水性硅烷防水剂中，如图33所示，烧杯用塑料薄膜覆盖密封，浸泡72h后将试件取出，重新测量棱柱形混凝土试件的长度，如图34所示，结果仍为22.536mm。证明水性硅烷防水剂浸泡过的混凝土试件体积不改变。
实施例3中的缓凝剂用量为400g/m2，实施例4中的缓凝剂用量为300g/m2，结果见表1。
表1测试数据
| 序号 | 测试温度 | m0，g | m1，g | ρ水，g/cm3 | V刻，cm3 | S，cm2 | h刻，cm | h刻，mm |
| 实施例3 | 20℃ | 5634.8 | 5664.5 | 0.9980 | 29.7595 | 100 | 0.298 | 2.98 |
| 实施例4 | 20℃ | 5643.4 | 5659.6 | 0.9980 | 16.2325 | 100 | 0.162 | 1.62 |
从表1可知，实施例1中的混凝土表面缓凝剂用量较大，缓凝效果优于实施例2。
信号转换扫描法是刻蚀深度测量方法中先进的、准确的测试方法，为了比较本方案与信号转换扫描法的差别，将实施例3中的试件，采用专利号为201811437184.2的方法进行测试，此为对比例1；或者采用对比例2的方式测量粗糙度，对比例中粗糙度即为刻蚀深度数据如表2。
表2测试数据
| 序号 | 刻蚀深度 |
| 对比例1 | 2.91mm |
| 对比例2 | 2.31mm |
| 实施例3 | 2.98mm |
由表2数据可知，本发明方法得到的刻蚀深度数值大于对比例1中方法，这可能是由于，信号转换扫描法仅能检测出裸漏在表面的孔洞，但混凝土表面缓凝剂是液体，可能会导致部分内部孔洞的产生，导致信号转换扫描法不能准确测量。
对比例2中的刻蚀深度数值小于对比例1和实施例3，这可能是由于石蜡在固化过程中混入了空气，以及石蜡硬化后会出现凹陷，导致石蜡硬化后的体积不能够完全反映出刻蚀不分的体积，从而导致测试出的刻蚀深度结果偏小。
综上，本发明通过二次成型法，用混凝土制作混凝土表面缓凝剂作用面的围挡，通过液体的渗透防水材料使整个混凝土试件不透水，利用水的高流动性、能够完全填充满混凝土孔隙的特点，将围挡内注满水，可以得到所需水的质量，进而通过计算得到刻蚀深度，准确度和精确度较高，可准确表征混凝土表面缓凝剂的缓凝效果。
以上所述是本发明的优选实施方式，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，作出若干改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种测试混凝土表面缓凝剂缓凝效果的试验方法，其特征在于，包括：
步骤1：按照配方调配混凝土，得到混凝土拌合物；
步骤2：制备混凝土围挡：准备可拆式钢试模，在所述可拆式钢试模的底部中间放置占位块，然后将混凝土拌合物浇灌至钢试模与占位块四周的空隙中，顶部与占位块顶部平齐，然后进行干养护，然后将所述占位块取出，得到混凝土围挡；所述可拆式钢试模的长宽高均大于所述占位块的长宽高；所述可拆式钢试模与占位块接触的位置为混凝土表面缓凝剂作用面；
步骤3：在所述混凝土表面缓凝剂作用面上涂抹混凝土表面缓凝剂；
步骤4：在所述混凝土围挡中灌入混凝土拌合物，所述混凝土拌合物填充后高度高于混凝土围挡顶部位置，然后放到混凝土振动台上振动，刮去所述混凝土围挡上口多余的混凝土拌合物；
步骤5：用塑料薄膜覆盖在所述可拆式钢试模表面，然后进行蒸汽养护；
步骤6：养护完成后，拆除可拆式钢试模，得到带有围挡的混凝土试件；然后用高压水枪冲刷混凝土试件表面，反复冲刷直至不再有混凝土颗粒脱落为止；
步骤7：将冲刷后的试件自然风干，然后将带有围挡的混凝土试件与缓凝剂的接触面朝下浸泡在水性硅烷防水剂中，水性硅烷防水剂的液面完全淹没试件，浸泡72h以上；
步骤8：将浸泡后的试件取出后自然晾干，试件表面用毛刷清理干净，放置在混凝土试件测试设备上，调节水平，然后一起称重，记为m0；将围挡内装满水，围挡内保证满水并且不存在气泡，然后擦干围挡周围多余的水，再次称重记为m1，水的密度记为ρ水；
步骤9：刻蚀深度的计算：
刻蚀体积V刻＝(m1-m0)/ρ水；
刻蚀深度h刻＝V刻/S；
其中，V刻为刻蚀体积；h刻为刻蚀深度；S为围挡内的面积。
2.根据权利要求1所述的测试混凝土表面缓凝剂缓凝效果的试验方法，其特征在于，所述可拆式钢试模包括两块L形侧壁挡板(1)和安装在所述侧壁挡板(1)底部的底板(2)，两块所述侧壁挡板(1)卡接，与所述底板(2)之间形成第一空腔(14)，所述第一空腔(14)内部用于放置占位块(8)；
所述钢试模还包括龙门架(4)和半球头丝杆(6)；
所述龙门架(4)包括横梁(4-5)和固定在所述横梁两侧的立柱(4-6)，所述立柱(4-6)与所述侧壁挡板(1)的外侧壁卡接；
所述横梁(4-5)中心位置设置有丝杆孔(4-1)，所述半球头丝杆(6)穿过丝杆孔(4-1)与所述占位块(8)连接；
所述丝杆孔(4-1)周边均匀设置有定位杆孔(4-3)用于安装定位杆(10)，所述定位杆(10)穿过定位柱孔(4-3)与所述占位块(8)连接；
所述半球头丝杆(6)的球头设置在所述半球头丝杆(6)的底端，所述半球头丝杆(6)设置有与所述球头相配合的球头帽(7)，球头帽(7)底部连接所述占位块(8)。
3.根据权利要求2所述的测试混凝土表面缓凝剂缓凝效果的试验方法，其特征在于，所述第一空腔(14)的外侧壁对称的设置有位于所述侧壁挡板(1)上的竖直的侧壁滑槽(1-1)和位于所述底板(2)上的底板滑槽(2-1)；所述龙门架(4)的立柱(4-6)内侧设置滑动凸起(4-2)，所述侧壁滑槽(1-1)和底板滑槽(2-1)分别与滑动凸起(4-2)相配合，用于安装和定位所述龙门架(4)；
所述侧壁挡板(1)的下端设置螺孔(1-4)，底板(2)设置沉头孔(2-3)，所述侧壁挡板(1)与底板(2)通过螺钉(3)连接。
4.根据权利要求3所述的测试混凝土表面缓凝剂缓凝效果的试验方法，其特征在于，所述半球头丝杆(6)的顶端连接有手轮(9)；
所述龙门架(4)的侧壁底部设置有龙门架栓孔(4-4)，所述底板(2)的侧部设置底板栓孔(2-2)，所述龙门架(4)和底板(2)通过销钉(5)固定连接。
5.根据权利要求4所述的用于测试混凝土刻蚀深度的混凝土试件制备工装，其特征在于，所述第一空腔(14)尺寸为150mm×150mm×150mm，所述占位块(8)尺寸为100mm×100mm×100mm。
6.根据权利要求1所述的测试混凝土表面缓凝剂缓凝效果的试验方法，其特征在于，所述步骤2中，干养护条件为：温度20±5℃、相对湿度60±5％，干养护24h±2h；
所述步骤5中，蒸汽养护条件为：在20±5℃，相对湿度不低于50％的环境中预养6±0.5h；然后将试件带模放入到混凝土蒸养箱中，以20±5℃/h的速度升温至70±5℃养护12±0.5h，再以20℃/h的速度降温至20±5℃；
所述步骤6中，高压水枪压力为0.6-0.8MPa，出水量为4±0.2kg/min，所述高压水枪出水口到混凝土测试面的垂直距离为1±0.1m，水流与混凝土测试面冲刷角度范围为±45°。
7.根据权利要求1所述的测试混凝土表面缓凝剂缓凝效果的试验方法，其特征在于，所述水性硅烷防水剂的粘度小于等于500mPa·s；
所述占位块为金属块。
8.根据权利要求1所述的测试混凝土表面缓凝剂缓凝效果的试验方法，其特征在于，所述混凝土试件测试设备包括用于放置带有围挡的混凝土试件的底面(17)、顶面(21)和与所述底面(17)螺纹连接的支撑地脚(18)，所述支撑地脚(18)至少为三个；
所述底面(17)和顶面(21)上分别设置有底面螺杆孔(17-1)和顶面螺杆孔(21-1)，所述底面(17)和顶面(21)通过穿过所述底面螺杆孔(17-1)和顶面螺杆孔(21-1)的螺杆(19)连接固定；
所述螺杆(19)与所述底面(17)和顶面(21)接触位置均设置有上下两个旋钮(20)，所述旋钮(20)用于将所述底面(17)和顶面(21)与螺杆(19)固定；
所述顶面(21)上设置注水口(21-2)、排气口(21-3)和溢流槽(21-4)；
所述带有围挡的混凝土试件包括围挡(11)和填充在所述围挡(11)内部的混凝土试件(13)；
所述注水口(21-2)用于向所述围挡(11)内注水；所述排气口(21-3)用于排出所述围挡(11)与所述顶面(21)之间的气体；所述溢流槽(21-4)设置在所述顶面(21)的底面上，与所述排气口(21-3)连通，并延伸至所述顶面(21)的边缘；
所述顶面(21)上还放置有气泡水平仪(22)。
9.根据权利要求8所述的测试混凝土表面缓凝剂缓凝效果的试验方法，其特征在于，所述底面(17)和顶面(21)为玻璃。
10.根据权利要求9所述的测试混凝土表面缓凝剂缓凝效果的试验方法，其特征在于，所述顶面(21)为疏水透明有机玻璃。
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