CN205620414U - 一种地铁盾构管片混凝土性能试验装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种地铁盾构管片混凝土性能试验装置，包括上下布置的倒四方锥桶，上盖及腔体；腔体是模仿管片生产模具而制作，腔体充满混凝土光面修整后，可观察混凝土是否在容腔两端堆积，从而可直观的评价混凝土的早强性能；在模拟管片生产过程中，结合倒四方锥桶、振动台及秒表，通过计算准固体状态的混凝土在倒四方锥桶里振动流出时间，可测试地铁管片混凝土的触变性能，为实验室提供一种评价管片混凝土触变性能的新方法；蒸汽养护后，还可观察制备的混凝土盾构管片是否会出现波浪纹，表观是否会出现大量气孔等。本实用新型能够在实验室模拟管片混凝土的生产过程，并完成触变性、早强性、表观性能等重要指标的测试。

Description

一种地铁盾构管片混凝土性能试验装置

技术领域

本实用新型涉及化工建材领域，具体涉及一种地铁盾构管片混凝土性能试验装置。

背景技术

地铁盾构管片混凝土特点是高胶凝材料、低水胶比、低坍落度，要求不易损失，要有良好的触变性，易于浇筑和振捣。触变性是指在机械剪力作用下及剪力撤除后所发生的凝胶—溶胶—凝胶的等温可逆转换现象。在剪应力下表现粘度减小，剪应力撤除后，表现粘度又恢复到原来水平的现象。新拌混凝土也是具有触变性的可塑性流体，在剪切作用下具有转变为流态的性能。此处“流态”不是通常指的流态混凝土中的定义，而是指使混凝土由准固体状态，冲击转变为可流动状态。在管片混凝土施工中，由于管片混凝土坍落度较小，因此对混凝土的触变性能要求较高，目前，在实验室评价管片混凝土是否具有良好的触变性尚未有较好的方法，只能通过在产线生产过程中，查看准固体状态的混凝土在钢筋骨架上振捣后的流动性来评价其是否具有良好的触变性。

其次，盾构管片混凝土浇筑完成5～8min后需对管片进行光面修整，这就要求混凝土具有早强性。但在冬季施工时，由于气温低，导致混凝土凝结时间延长，混凝土在浇筑后无法迅速硬化，大大增加了经停时间，无法迅速脱模，如果混凝土早期强度不够，在揭起压板以后，混凝土会顺着弧度模具往两端流动，造成模具两端混凝土增多，中间的混凝土减少。在实验室测定混凝土是否具有早强效果，基本上都是通过测定砂浆凝结时间来评价，而混凝土在模具两端堆积的直观现象只能在实际生产中才能观察得到。

另外，在蒸汽养护下，制备的管片混凝土是否会出现波浪纹，混凝土表观是否会出现大量气孔，均只能在实际生产中才能观察得到。

上述管片混凝土的重要性能参数大都只能在实际生产中才能测试，造成了很多不便和浪 费。因此，亟需一种能在实验室就能有效测试管片混凝土的相关工作性能的装置。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足之处，提供了一种地铁盾构管片混凝土性能试验装置，能够在实验室模拟管片混凝土的生产过程，并完成触变性、早强性、表观性能等重要指标的测试。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种地铁盾构管片混凝土性能试验装置，包括上下布置的倒四方锥桶，上盖及腔体；所述腔体具有用于模拟管片生产模具的容腔，该容腔呈拱形且向上敞开；所述上盖呈拱形，该拱形的上盖与拱形的容腔形状适配且上盖可装拆地适配装接在容腔敞口处；该上盖上开设有孔洞，孔洞内部装接有水平布置的井字型钢筋；所述倒四方锥桶可装拆地适配装接在所述上盖的孔洞处；该倒四方锥桶上沿水平方向开设有卡槽，该卡槽内插接有用于阻挡混凝土下落的垫片。

一实施例中：所述腔体包括腔体底面板、腔体前面板、腔体后面板、腔体左面板和腔体右面板；该腔体底面板呈拱形；腔体前面板的顶部周缘和底部周缘均呈弧形；腔体后面板的顶部周缘和底部周缘均呈弧形；腔体底面板、腔体前面板、腔体后面板、腔体左面板和腔体右面板相互配合围成所述之呈拱形且向上敞开的容腔。

一实施例中：所述腔体还包括用于防止拱形底面板受力变形的底托，该底托上表面呈拱形且适配固接在腔体底面板下。

一实施例中：所述倒四方锥桶包括锥桶前面板、锥桶后面板、锥桶左面板和锥桶右面板；该锥桶前面板的底部周缘呈弧形且与孔洞的前部边缘适配，该锥桶后面板的底部周缘呈弧形且与孔洞的后部边缘适配。

一实施例中：所述孔洞为四方形，其面积为上盖面积的30％～35％。

一实施例中：所述腔体左面板外设有至少一个腔体托手板；所述腔体右面板外设有至少一个腔体托手板；所述锥桶左面板外设有至少一个锥桶托手板；所述锥桶右面板外设有至少一个 锥桶托手板。

一实施例中：所述上盖的左右两端分别设置有拉手。

一实施例中：所述垫片外露于倒四方锥桶的部分设有握手环槽。

一实施例中：所述井字型钢筋形成的孔径不小于20mm。

一实施例中：所述腔体、上盖及倒四方锥桶均为不锈钢材料制成；所述井字型钢筋为管片专用钢筋制成。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“横”、“竖”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系是基于附图中的立体图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

本技术方案与背景技术相比，它具有如下优点：

1.本实用新型中的上盖在中间位置留有一块四方孔洞，孔洞内部平面方向焊接有井字型钢筋，为模仿地铁管片钢筋骨架，在振动台上振动下料，可模拟管片生产过程，并可重复利用。

2.本实用新型中的腔体是模仿管片生产模具而制作，腔体充满混凝土光面修整后，可在实验室观察混凝土是否在容腔两端堆积，从而可直观的评价混凝土的早强性能。

3.本实用新型设计了倒四方锥桶。在模拟管片生产下料过程中，将倒四方锥桶扣合于上盖四方孔处，并结合振动台和秒表，通过计算准固体状态的混凝土在倒四方锥桶里振动流出时间，可测试地铁管片混凝土的触变性能，为实验室提供一种评价管片混凝土触变性能的新方法。

4.采用本实用新型装置，蒸汽养护后，可在实验室观察制备的混凝土盾构管片是否会出现波浪纹，表观是否会出现大量气孔等。

附图说明

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。

图1为本实用新型的地铁盾构管片混凝土性能试验装置的立体分解示意图。

图2为本实用新型的地铁盾构管片混凝土性能试验装置的使用状态示意图之一。

图3为本实用新型的地铁盾构管片混凝土性能试验装置的使用状态示意图之二。

附图标记：腔体底面板1，腔体前面板2，腔体后面板3，腔体左面板4，腔体右面板5，腔体托手板6，底托7，底托上面板8，底托底面板9，上盖10，四方孔洞11，井字型钢筋12，拉手13，锥桶前面板14，锥桶后面板15，锥桶左面板16，锥桶右面板17，垫片18，握手环槽19，卡槽20，锥桶托手板21。

具体实施方式

下面通过实施例具体说明本实用新型的内容：

请查阅图1至图3，一种地铁盾构管片混凝土性能试验装置，包括上下布置的倒四方锥桶，上盖及腔体：

所述腔体具有一个呈拱形的向上敞开的容腔，该容腔由腔体底面板1和竖直布置的腔体前面板2、腔体后面板3、腔体左面板4、腔体右面板5相互配合围成，可以模拟管片生产模具；其中，腔体底面板1呈向上凸起的拱形，其前部周缘和后部周缘呈弧形，其左部周缘和右部周缘为水平布置的平直的边缘；腔体前面板2的顶部周缘和底部周缘均呈弧形，其左部周缘和右部周缘为竖直布置的平直的边缘；腔体后面板3的顶部周缘和底部周缘均呈弧形，其左部周缘和右部周缘为竖直布置的平直的边缘；腔体左面板4呈矩形，腔体右面板5也呈矩形；

腔体前面板2的弧形的底部周缘与腔体底面板1的弧形的前部周缘相适配固接，腔体后面板3的弧形的底部周缘与腔体底面板1的弧形的后部周缘相适配固接，腔体左面版4的底部周缘与腔体底面板1的平直的左部周缘适配固接，腔体右面板5的底部周缘与腔体底面板1的平直的右部周缘适配固接，从而形成上述呈拱形的上部敞开的容腔；

所述腔体还包括底托7，该底托7具有平面的底托底面板9和拱形的与腔体底面板1相适配的底托上面板8；所述容腔在水平方向上的投影与底托底面板9重合；底托上面板8适配固接在腔体底面板1下方，从而将底托7固接在腔体底面板1下方，底托7可防止拱形底面板1 受力变形。

腔体左面板4和腔体右面板5的下部分别水平向外凸出延伸形成横向设置的两个腔体托手板6，方便搬运及移动本试验装置。

所述上盖10呈向上凸起的拱形，其前部周缘和后部周缘呈弧形，其左部周缘和右部周缘为水平布置的平直的边缘；上盖10的前部周缘与腔体前面板2的弧形的顶部周缘相适配，上盖10的后部周缘与腔体后面板3的弧形的顶部周缘相适配，上盖10可装拆地扣合装接在腔体上，并刚好覆盖在上部敞开的容腔的敞口处。

上盖10的中间位置有一四方孔洞11，对应混凝土下料口，四方孔洞11面积占上盖10面积约三分之一为佳，四方孔洞11内部水平地焊接有井字型钢筋12，作为模拟的管片钢筋骨架，该井字形钢筋12位于上盖10所在拱形面内；

上盖10的左右两端分别设置有拉手13，方便使用操作。

所述倒四方锥桶包括大体呈倒梯形的锥桶前面板14、锥桶后面板15、锥桶左面板16和锥桶右面板17，其中，锥桶前面板14的底部周缘呈向上凹陷的弧形，锥桶后面板15的底部周缘呈向上凹陷的弧形，锥桶左面板16的底部周缘为平直的边缘，锥桶右面板17的底部周缘为平直的边缘；锥桶前面板14的弧形的底部周缘与四方孔洞11的前部边缘适配，锥桶后面板15的弧形的底部周缘与四方孔洞11的后部边缘适配，锥桶左面板16的平直的底部周缘与四方孔洞11的左部边缘适配，锥桶右面板17的平直的底部周缘与四方孔洞11的右部边缘适配，该倒四方锥桶可装拆地扣合装接在上盖10，倒四方锥桶的下部开口与四方孔洞11大小适配且位置对应。

该倒四方锥桶下部沿水平方向开设有卡槽20，卡槽20中可插入垫片18，该垫片18在伸入倒四方锥桶内的面积与倒四方锥桶在卡槽20处的水平截面积相当，使得垫片18插入后可阻挡混凝土下落；其中，垫片18外露于倒四方锥桶的部分设有握手环槽19，方便垫片18的抽取。

锥桶左面板和锥桶右面板的中上部分别水平向外凸出延伸形成横向设置的锥桶托手板21， 方便使用操作。

本实用新型的地铁盾构管片混凝土性能试验装置的使用方法如下：

使用状态之一：如图2所示，腔体通过底托7的水平的底面板9放置于静置的工作台或混凝土振动台上，上盖10扣合在腔体上；不使用倒四方锥桶，混凝土下料口直接对准上盖10的四方孔洞11；

此种状态下：

①可模拟管片生产过程，并可重复利用；

②振动下料，腔体充满混凝土光面修整后，可在实验室观察混凝土是否在容腔两端堆积，从而可直观的评价混凝土的早强性能；

③蒸汽养护后，可观察制备的混凝土盾构管片是否会出现波浪纹，表观是否会出现大量气孔等。

使用状态之二：如图3所示，腔体通过底托7的水平的底面板9放置于混凝土振动台上，上盖10扣合在腔体上；倒四方锥桶扣合装接在上盖10的四方孔洞11处；混凝土下料口对准倒四方锥桶的上部开口；

此种状态下，除能测试上述①～③外，还可：

④在模拟管片生产过程中，结合振动台和秒表，通过计算准固体状态的混凝土在倒四方锥桶里振动流出时间，可测试管片混凝土的触变性。

本实用新型的地铁盾构管片混凝土性能试验装置除井字形钢筋外均采用不锈钢材料制成，焊接的井字型钢筋12采用管片专用钢筋。各部件大小可以根据需要调节，优选为如下尺寸：

以底托7的底面板9所在平面作为高度为0的基准水平面计：

底托7的底面板9的长度(其左部周缘至其右部周缘的距离)和宽度(其前部周缘至其后部周缘的距离)分别为500mm和150mm，底托7的最高高度为80mm；

腔体前面板2和腔体后面板3的顶部周缘的最低高度为120mm，最高高度为200mm；腔 体左面板4和腔体右面板5的顶部周缘的高度为120mm；

倒四方锥桶的锥桶左面板16和锥桶右面板17顶部边长为120mm，底部边长为100mm；锥桶前面板14和锥桶后面板15顶部边长为300mm，锥桶前面板13和锥桶后面板15的弧形的底部周缘的高度最高为300mm，最低为280mm；

垫片18插入位置即卡槽20的位置与锥桶前面板13和锥桶后面板15顶部周缘的距离为260mm；

井字型钢筋12形成的过孔的孔径应不小于20mm，可保证5～20mm的石子通过。

由于试验装置尺寸较小，在原材料更换或者工艺调整时，试验效率高，实验成本低。

以上所述，仅为本实用新型较佳实施例而已，故不能依此限定本实用新型实施的范围，即依本实用新型专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应仍属本实用新型涵盖的范围内。

Claims (10)

1.一种地铁盾构管片混凝土性能试验装置，其特征在于：包括上下布置的倒四方锥桶，上盖及腔体；所述腔体具有用于模拟管片生产模具的容腔，该容腔呈拱形且向上敞开；所述上盖呈拱形，该拱形的上盖与拱形的容腔形状适配且上盖可装拆地适配装接在容腔敞口处；该上盖上开设有孔洞，孔洞内部装接有水平布置的井字型钢筋；所述倒四方锥桶可装拆地适配装接在所述上盖的孔洞处；该倒四方锥桶上沿水平方向开设有卡槽，该卡槽内插接有用于阻挡混凝土下落的垫片。

2.根据权利要求1所述的地铁盾构管片混凝土性能试验装置，其特征在于：所述腔体包括腔体底面板、腔体前面板、腔体后面板、腔体左面板和腔体右面板；该腔体底面板呈拱形；腔体前面板的顶部周缘和底部周缘均呈弧形；腔体后面板的顶部周缘和底部周缘均呈弧形；腔体底面板、腔体前面板、腔体后面板、腔体左面板和腔体右面板相互配合围成所述之呈拱形且向上敞开的容腔。

3.根据权利要求2所述的地铁盾构管片混凝土性能试验装置，其特征在于：所述腔体还包括用于防止拱形底面板受力变形的底托，该底托上表面呈拱形且适配固接在腔体底面板下。

4.根据权利要求3所述的地铁盾构管片混凝土性能试验装置，其特征在于：所述倒四方锥桶包括锥桶前面板、锥桶后面板、锥桶左面板和锥桶右面板；该锥桶前面板的底部周缘呈弧形且与孔洞的前部边缘适配，该锥桶后面板的底部周缘呈弧形且与孔洞的后部边缘适配。

5.根据权利要求4所述的地铁盾构管片混凝土性能试验装置，其特征在于：所述孔洞为四方形，其面积为上盖面积的30％～35％。

6.根据权利要求5所述的地铁盾构管片混凝土性能试验装置，其特征在于：所述腔体左面板外设有至少一个腔体托手板；所述腔体右面板外设有至少一个腔体托手板；所述锥桶左面板外设有至少一个锥桶托手板；所述锥桶右面板外设有至少一个锥桶托手板。

7.根据权利要求6所述的地铁盾构管片混凝土性能试验装置，其特征在于：所述上盖的 左右两端分别设置有拉手。

8.根据权利要求7所述的地铁盾构管片混凝土性能试验装置，其特征在于：所述垫片外露于倒四方锥桶的部分设有握手环槽。

9.根据权利要求8所述的地铁盾构管片混凝土性能试验装置，其特征在于：所述井字型钢筋形成的孔径不小于20mm。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的地铁盾构管片混凝土性能试验装置，其特征在于：所述腔体、上盖及倒四方锥桶均为不锈钢材料制成；所述井字型钢筋为管片专用钢筋制成。