CN213337228U - 一种水下不分散浆液性能测试装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种水下不分散浆液性能测试装置。所述测试装置包括上敞口式透明水箱和通过漏斗支架架设在透明水箱上方的注浆漏斗，在透明水箱的上部设有溢水孔，在透明水箱内设有搅拌器和加热元件，所述加热元件设置在透明水箱下部。本实用新型可以个性化定制不同的试验环境，模拟现场工况，试验方案科学合理，通过多个量化指标，对比分析水下不分散浆液的抗分散能力、拌和物性能及力学性能，为水下不分散浆液的方案比选、真实性能评价等提供技术支撑。

Description

一种水下不分散浆液性能测试装置

技术领域

本实用新型属于水利工程领域，具体涉及一种水流状态、水温和入水高度可调的水下不分散浆液性能测试装置，旨在测试水下不分散净浆、砂浆或混凝土等在不同工况下的水下抗分散能力，为水工建筑物水下渗漏封堵或缺陷修复的材料优选及性能评价提供依据。

背景技术

目前，针对水工建筑物渗漏缺陷的水下修复，开发了一些能适用于水下作业的渗漏封堵及嵌缝材料，这些材料都是应用于水下，并要求其在水下具有不分散性，所以统称水下不分散浆液。其中，水泥基类的水下不分散浆液，包括水下不分散混凝土、砂浆或净浆等，具有水下不分散、易施工、成本低、绿色环保等优势，在电站、隧洞、桥梁及市政工程中得到广泛的应用。

由于水下不分散浆液应用于水中，其性能直接影响其效果，所以在进行研究和使用之前需要对其性能进行测试。目前对于水下混凝土测试方法在规范 DL/T 5117-2000《水下不分散混凝土测试方法》中进行了公开，该公开文件中是将水下不分散混凝土定义为在新拌混凝土中掺入抗分散剂，使之成为一种新型水下混凝土，并规定了水下试件的成型与养护方法、抗分散性、流动性及凝结时间等试验方法。该文件中公开的水下混凝土测试方式存在以下问题，具体如下：

(1)水温固定不可调；规范规定，水下试件的成型在(20±3)℃的水箱中进行，成型后抗压强度等试件在水中养护的温度也是(20±3)℃。然而，根据现场环境以及具体工程的差异，水下不分散浆液实际接触的水温差异较大，比如冬季施工，某些工程水下温度甚至将近0度，而夏季施工，水温可能高于30℃。而环境温度对水泥基材料是有显著影响的，温度越低，凝结硬化约慢，而温度越高，凝结的越快。

(2)注浆加料入水点固定不可调；水下试件的成型、水下抗分散性及其他试验中，规范均规定，拌和物从水面处向水中落下，且水箱中水的高度为试模上限以上150mm处，也就是说，注浆加料的落水位置固定的，无法根据实际需求调节。

(3)水体悬浊物含量测试与实际工况差异大；水体悬浊物含量是评价水下不分散浆液抗分散性的测试指标。现行规范的做法是，在1000mL的烧杯中加入800mL水，然后将500g水下不分散浆液分10等份连续加入，静置后用吸管吸取600mL水，进行悬浊物质测定。这也与实际施工环境差异较大，现场可能存在较大的水流，对水下不分散浆液产生较大的扰动，从而产生的更大悬浊物含量。

(4)浆液拌和物性能的测试未在水下操作；对于大流态的水下不分散浆液，拌和物的扩展度与凝结时间均是重要的技术指标，直接关系到现场施工性能与水下封堵效率。规范中规定，扩展度试验在室内试验台上进行，凝结时间是将浆液成型在砂浆筒中，然后分别进行测试。这也与实际施工环境差异较大，规范中的方法未充分体现出水下环境的的影响差异。

综合以上的分析，水下不分散浆液需要适应不同的水下作业环境，实际工况很多情况是动水作业，且水流方式较为复杂。涉水温度、水深及水流状态、水流方向等因素均会影响水下不分散浆液的性能，从而影响水下渗漏封堵及嵌缝施工的应用效果。现行规范的测试方法，未能充分体现现场的施工环境，目前也未见相关的具体规定。

发明内容

本实用新型的目的就是为了克服上述现有技术存在的问题，提供一种适用于水利水电工程中的水下不分散浆液的性能测试装置，该装置可以定制不同的试验环境，模拟现场工况，可测试水下不分散浆液的水下扩展度，测试浆液在水下的凝结时间、抗压强度，以及水体的悬浊物含量和pH值，能够全面准确的测试水下不分散浆液的性能，为水下不分散浆液的方案比选、真实性能评价等提供技术支撑。

为了达到上述技术目的，本实用新型提供了一种水下不分散浆液性能测试装置，其特征在于：所述测试装置包括上敞口式透明水箱和通过漏斗支架架设在透明水箱上方的注浆漏斗，在透明水箱的上部设有溢水孔，在透明水箱内设有搅拌器和加热元件，所述加热元件设置在透明水箱下部。

本实用新型进一步的技术方案：所述测试装置还包括设置在透明水箱内的温度监测装置、试验烧杯和试模，所述试验烧杯在测试水下不分散浆液悬浊物含量和pH值时，置于透明水箱内底面正对注浆漏斗的位置，所述试模在测试水下不分散浆液水下扩展度、水下凝结时间和水下抗压强度时，置于透明水箱内底面正对注浆漏斗的位置；用于测试水下不分散浆液水下扩展度的试模为上下均呈开口状的中空模具；用于测试水下凝结时间和水下抗压强度的试模为上部敞开，底部封闭的中空模具。

本实用新型较优的技术方案：所述透明水箱为方形箱体结构，所述漏斗支架设置在箱体外，包括固定底座、竖向支架、横向支架和注浆漏斗固定架，注浆漏斗固定架为直径可调式环形支架，其直径小于注浆漏斗漏斗口的直径，注浆漏斗固定架置于透明水箱宽度方向的中分线上，所述注浆漏斗固定安装在注浆漏斗固定架上；所述横向支架通过竖向调节套与竖向支架连接，并可沿着竖向支架上下移动调节注浆漏斗的高度，所述注浆漏斗固定架通过横向调节套与横向支架连接，并可沿着横向支架左右调节注浆漏斗的横向位置，在横向支架远离注浆漏斗固定架的一端设有平衡块。

本实用新型较优的技术方案：所述搅拌器设有两个，两个搅拌器通过支架对称架设在注浆漏斗两侧，支架设置在透明水箱外或固定在透明水箱侧壁上，每个搅拌器的转速范围50-5000r/min。

本实用新型较优的技术方案：所述加热元件为电阻加热元件，包括电阻式电热管、变阻器和加热控制器，所述温度监测装置包括温度传感器和温度显示计，温度传感器的信号输出端与加热控制器的信号输入端连接，用于监测和控制透明水箱内的水温为5～40℃；所述温度显示计用于显示箱体内水的温度。

本实用新型中的试验装置具备控制水温5～40℃、水流状态(静水状态、动水状态)、加料入水位置可调等功能。该装置可测试水下不分散浆液的水下扩展度，也可以将不同规格的试模放置在水箱底板上，浆液由水上设定高度注入试模并成型，测试浆液在水下的凝结时间、抗压强度，以及水体的悬浊物含量和pH值。本实用新型可以个性化定制不同的试验环境，模拟现场工况，试验方案科学合理，通过多个量化指标，对比分析水下不分散浆液的抗分散能力、拌和物性能及力学性能，为水下不分散浆液的方案比选、真实性能评价等提供技术支撑。

本实用新型的有益效果：

(1)本实用新型可根据实际需求，调节水流状态、水温和入水高度等多个因素，个性化定制不同的试验环境，从而模拟具体现场工况，试验方案更加科学合理，贴近工程应用。

(2)通过测试水下凝结时间、抗压强度，以及水体的悬浊物含量和pH 值等多个量化指标，对比分析水下不分散混凝土的抗分散能力、拌和物性能及力学性能，为水下不分散混凝土的方案比选、性能真实评价等提供技术支撑。

(3)基于本专利方法，测试的材料及性能范围均可拓展。除水下不分散混凝土外，还包括水泥净浆、砂浆，以及其他水下作业的封堵浆液。除以上性能外，还可以测试材料的表观密度、抗折强度、劈拉强度、抗渗性能等。

附图说明

图1是本实用新型中浆体水下不分散性能测试装置结构示意图；

图2是本实用新型中漏斗支架的立面结构示意图；

图3是本实用新型中漏斗支架的俯视图。

图1中：1—漏斗支架，100—固定底座，101—竖向支架，102—横向支架， 103—注浆漏斗固定架105—竖向调节套，104—横向调节套，106—平衡块，2—注浆漏斗，3—温度监测装置，4—搅拌器，5—透明水箱，6—试模，7—加热元件，8—溢水孔。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本实用新型作进一步说明。附图1至图3均为实施例的附图，采用简化的方式绘制，仅用于清晰、简洁地说明本实用新型实施例的目的。以下对在附图中的展现的技术方案为本实用新型的实施例的具体方案，并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围。基于本实用新型中的实施例，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他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，或者是本领域技术人员惯常理解的方位或位置关系，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设备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。

实施例提供的一种水下不分散浆液性能测试装置，如图1所示，所述测试装置包括上敞口式方形透明水箱5、通过漏斗支架1架设在透明水箱5上方的注浆漏斗2和试验时置于透明水箱5内的试验烧杯、试模6，方形透明水箱5 采用有机玻璃制成，所述试验烧杯在测试水下不分散浆液悬浊物含量和pH值时，置于透明水箱5内正对注浆漏斗2的位置，所述试模6在测试水下不分散浆液水下扩展度、水下凝结时间和水下抗压强度时，置于透明水箱5内正对注浆漏斗2的位置；用于测试水下不分散浆液水下扩展度的试模为上下均呈开口状的中空模具；用于测试水下凝结时间和水下抗压强度的试模为上部敞开，底部封闭的中空模具。

实施例提供的一种水下不分散浆液性能测试装置，如图1所示，在透明水箱5的上部设有溢水孔8，在透明水箱5内设有搅拌器4、加热元件7和温度监测装置3，所述搅拌器4设有两个，为直接购买的转速范围50-5000r/min 的小型搅拌器，两个搅拌器4通过支架对称架设在注浆漏斗2两侧，支架设置在透明水箱5外(如图1所示)，也可以通过夹持件直接固定在透明水箱侧壁上。所述加热元件7设置在透明水箱5下部，加热元件7为电阻加热元件，包括电阻式电热管、变阻器和加热控制器，可以自动进行加热；所述温度监测装置3包括温度传感器和温度显示计，温度传感器的信号输出端与加热控制器的信号输入端连接(可以通过有线或无线的连接)，用于监测和控制透明水箱5内的水温为5～40℃；所述温度显示计用于显示箱体内水的温度；温度显示计可以直接采用温度计，固定在箱体内壁，或者嵌设在箱体内壁，或者直接人工插入水中进行温度监测，附图中简化了插入方式；温度传感器可以将监测的温度信号传递给加热控制器，由加热控制器控制加热元件7的加热温度。

实施例中的透明水箱5为方形箱体结构，如图1所示，所述漏斗支架1设置在箱体5外，如图2和图3所示，漏斗支架1包括固定底座100、竖向支架 101、横向支架102和注浆漏斗固定架103，注浆漏斗固定架103为直径可调式环形支架，其直径小于注浆漏斗2漏斗口的直径，注浆漏斗固定架103置于透明水箱5宽度方向的中分线上，所述注浆漏斗2固定安装在注浆漏斗固定架103上；所述横向支架102通过竖向调节套105与竖向支架101连接，并可沿着竖向支架101上下移动调节注浆漏斗2的高度，所述注浆漏斗固定架103通过横向调节套104与横向支架102连接，并可沿着横向支架102左右调节注浆漏斗2的横向位置，在横向支架102远离注浆漏斗固定架103的一端设有平衡块106。漏斗支架1的调节方式还可以采用现有调节支架进行，只需要保证注浆漏斗2的高度和在箱体长度方向可以调整。

本实用新型的使用方法具体如下：

(1)具体使用时，将透明水箱5放置在环境稳定的空间，箱内注水，其水面与溢水孔8平齐，通过漏斗支架1调整注浆漏斗2的位置，使其置于透明水箱5中心位置的正上方，根据试验需求或现场情况，设置箱内的水温，并通过加热元件7或者投冰的方式调整水温至试验需要的温度，并调整搅拌器的速度，使其搅拌速度达到设计要求，确保其水流状态与实际现场情况的水流状态相近，并在整个试验过程中，保持箱内温度为设定温度，并保持搅拌器在设定转速下转动搅拌；按照设计要求拌制不少于2kg的水下不分散浆液，所述水下不分散浆液包括水泥净浆、砂浆或混凝土中的任意一种。

(2)水下不分散浆液的水体悬浊物含量和pH值测定；将一个1000mL 烧杯置入步骤(1)的水箱中正对注浆漏斗2的位置，取步骤(1)中拌制的水下不分散浆液中称取500g试样，并分成10等份，将试样在20s～30s内通过加料漏斗2加入烧杯中，然后缓慢垂直拿出烧杯，静置3min后，用玻璃吸管在1min内从水杯水面轻轻吸取600mL的水，从中取出200mL作为pH值测定试样进行pH值测定，其余的作为悬浊物含量测定试样进行悬浊物含量测定；所述水下不分散浆液的pH值的测定按照国家标准规范GB/T 6920水质pH值的测定方法(即玻璃电极法)进行测定；水下不分散浆液悬浊物含量的测定按照国家标准规范GB/T 37990-2019水下不分散混凝土絮凝剂技术要求中悬浊物含量的测定方法进行测定。

(3)水下不分散浆液的水下扩展度测定；将水下扩展度测定试模置于步骤(1)中的水箱中正对注浆漏斗2的位置，然后将水下不分散浆液通过注浆漏斗2一次注入到试模中，刮平试模表面，将试模垂直向上缓慢提起，30s后从箱体通过直尺在箱体两个垂直方向量出浆体扩展的直径，取两者的算术平均值作为扩展度；所述水下扩展度的测定试模为上下均呈开口状的中空模具，其试模的具体选择针对水下不分散浆液的类型进行，水下不分散浆液为净浆时，净浆试模为符合国家标准规范GB/T 8077混凝土外加剂匀质性试验方法中测量水泥净浆流动度的截锥圆模；水下不分散浆液为砂浆时，砂浆试模为符合国家标准规范GB/T 2419-2005水泥胶砂流动度测定方法中测量水泥胶砂流动的试模；水下不分散浆液为混凝土时，混凝土试模为符合DL/T 5150-2017 水工混凝土试验规程中坍落度试验的坍落度筒。

(4)水下不分散浆液的水下凝结时间测定；将水下凝结时间测定试模置于步骤(1)的水箱中正对注浆漏斗2的位置，通过加料漏斗2将水下不分散浆液一次注入到试模中，在试模中浆液装满后，将试模取出，轻轻振动并将表面抹平，然后移入另外一个同温度水箱中直至试件终凝，并在此过程中进行水下凝结时间的测定；水下不分散浆液为净浆时，所述水下凝结时间测定试模为上下均呈开口状的中空模具，水下不分散浆液为砂浆或混凝土时，所述水下凝结时间测定试模为上敞口底面封闭的中空模具；水下不分散浆液为净浆时，将水下凝结时间测定试模置于玻璃底板上并一起置于水箱底部中央正对注浆漏斗的位置，在加入试模的浆液高于试模顶面时，将试模连同玻璃底板一同取出移入另外同温度水中，除拿出进行水下凝结时间的测定外，其余时间试模连同玻璃底板均在同温度水中养护直至浆液终凝，其中净浆测定用水下凝结时间测定试模和玻璃底板的尺寸大小及凝结时间测试方法均按照国家标准规范GB/T 1346水泥标准用水量、凝结时间、安定性检验方法中凝结时间测定方法进行；水下不分散浆液为砂浆或混凝土时，水下不分散浆液在注入试模之前过孔径为10mm的筛子并拌均匀，且注入试模的浆液表面低于试模上边缘，在取出试模时，轻轻振动消除内部气泡，然后移入另外同温度的水中，除了拿出进行水下凝结时间的测定外，其余时间试模在同温度水中养护直至浆液终凝，其中砂浆或混凝土测定用水下凝结时间测定试模及凝结时间测试方法按照国家标准规范DL/T 5150-2001水工混凝土试验规程中混凝土拌和物凝结时间试验贯入阻力法进行。

(5)水下不分散浆液的水下抗压强度测定；将水下抗压强度测定试模置于步骤(1)的水箱中正对注浆漏斗2的位置，通过注浆漏斗2将与试模等量的不分散浆液注入到试模中，并记录入水高度，待浆液注满试模，取出试模，轻敲试模侧面以促进排水，静置5min～10min，使浆液自流平、自密实而达到平稳状态，然后移入另外同温度的水中养护，终凝1天后拆模，水养至测试时间后进行抗压强度的测定，在养护过程中针对超量浇筑的浆液在初凝前用抹刀抹平；所述水下抗压强度测定试模为上敞口底面封闭的中空模具；当不分散浆液为混凝土时，到达龄期的混凝土抗压强度的测定按照国家标准规范 DL/T 5150-2001水工混凝土试验规程中混凝土立方体抗压强度试验进行；当不分散浆液为砂浆或水泥净浆时，到达龄期的浆液抗压强度的测定按照国家标准规范JGJ/T 70-2009建筑砂浆基本性能试验方法标准中立方体抗压强度试验进行。

(6)通过以上测试的结果，分析浆液在不同水温、不同水流状态及不同入水高度情况下的水下不分散性能。

下面结合具体实施例对本实用新型的测试过程进一步说明，以下三个实施例分别针对净浆、砂浆和混凝土的测试进行了详细说明，以上实施例中的透明水箱5采用长×宽×高为600mm×600mm×450mm的透明玻璃水箱，上端不封口，水箱一侧距顶部100mm处，设置溢水孔8，连接塑料软管以排水，另一侧距底部100mm处设置加热元件7；箱内水温可控制在5～40℃，根据试验需求调节水温，通过向水中加冰的方式实现降温，通过箱内电阻加热元件7实现升温(加热元件主要包括电阻式电热管、变阻器、加热控制器)，内设温度计测试。注浆漏斗为金属或塑料注浆漏斗，净浆和砂浆的注浆漏斗尺寸略小于混凝土注浆漏斗，其净浆和砂浆的注浆漏斗其漏斗口直径为600mm，漏斗口的高度为300mm，漏斗下部圆柱中空部分的直径为300mm，高度为 120mm；混凝土注浆漏斗的漏斗口直径为1200mm，漏斗口的高度为600mm，漏斗下部圆柱中空部分的直径为600mm，高度为1200mm。

实施例1针对某水下工程需要使用水下不分散净浆进行现场的渗漏封堵，该项目对于浆液的要求水下不分散，水下流动度大小在180mm±20mm范围内，12h内终凝；该施工部位处于水下约3m位置，水温约15℃，水流速度小，可视为静水状态。针对上述性能要求，基本选定水泥净浆对该项目进行渗漏封堵，但是如何确定水泥净浆的性能满足上述性能要求，现有的方法都无法针对项目现场进行模拟，所以该项目工程人员采用上述测试装置进行性能检测，其具体过程如下：

(1)向水箱注水，使水面与溢水孔8保持齐平；并拌制好待测试的净浆浆液；

(2)注水完成后，测量水温为22℃，为了使水箱中水温与实际水温相近，向水箱内加入适量冰块，并监测水箱内水温达到15℃，可以将温度计长期置于水箱中进行水温监测，或每5分钟测量一次水温，保持水箱内水温波动不超过2℃直至试验结束；

(3)将净浆注浆漏斗安装在漏斗支架1上，并通过漏斗支架1将注浆漏斗2调至水箱中央的正上方，再通过漏斗支架1调节注浆漏斗2的高度，使注浆漏斗2出料口正好与水面接触，固定好注浆漏斗2，开始进行测试。

a.测试净浆的悬浊物含量和pH值：将一个1000mL烧杯置入步骤(1)中调整好水温和搅拌速度的水箱中，正对注浆漏斗2；称取500g步骤(1)中的拌制好的浆料，分成10等份，通过注浆漏斗2将每一份试样连续注入到烧杯中，注浆完成后立即将烧杯缓慢垂直取出，静置3min后从烧杯中吸取600mL 的水，从中取出200mL供作测定pH值的试样，其余的供作测定悬浊物含量的试样。测得悬浊物含量36.5mg/L，pH值为7.8。

b.测试净浆的水下扩展度：将试模(试模选用国家标准规范GB/T 8077混凝土外加剂匀质性试验方法中测量水泥净浆流动度的截锥圆模)置于水箱内底面中心正对注浆漏斗2的位置，将拌制好的净浆浆料通过注浆漏斗2注入水下截锥圆模内，用刮刀刮平，将截锥圆模按垂直方向提起，同时开启秒表计时，让水泥净浆在水箱底板上自由流动，至30s，测量底板上净浆流淌部分互相垂直的两个方向的最大直径刻度，取平均值作为水泥净浆水下扩展度；其测得水下扩展度为185mm。

c.测试净浆的水下凝结时间：将测量凝结时间盛装水泥净浆的试模和玻璃板(试模和玻璃板按照国家标准规范GB/T 1346水泥标准用水量、凝结时间、安定性检验方法中的试模选取)置于水箱内底面中心正对注浆漏斗2的位置，将拌制好的净浆通过注浆漏斗2注入水下试模中，一次装满试模，然后一并取出玻璃板和试模，轻轻振动数次并刮平，立即放回原水箱中，等待测试，测试方法按照国家标准规范GB/T 1346水泥标准用水量、凝结时间、安定性检验方法中测试方法进行测试，测得浆液的初凝时间为260min，终凝时间为320min。

实施例1中净浆经检测，其材料性能符合工程需求；将其实际应用到该项目中，也能达到很好的封堵效果。

实施例2针对某水下工程需要使用水下不分散砂浆进行修补，修补部位处于水下5m，存在一定水流，水下温度约25℃；现有两种含砂水泥基材料供选择，需要对两种材料进行性能对比优选，要求材料在水下保持不分散，可自流动(要求水下扩展度控制在180mm±10mm范围内)，有一定强度(28d 水下抗压强度大于20MPa)，且7d、28d水陆强度比不小于70％。

为此，通过模拟现场工况，对比开展两种材料(A1，A2)水下不分散砂浆的相关性能测试，评价材料性能。

(1)向水箱注水，使水面与溢水孔8保持齐平；

(2)注水完成后，测量水温为19℃，开启水箱内加热元件7，将水温升至25℃，每5分钟测量一次水温，保持水箱内水温波动不超过2℃直至试验结束。

(3)将砂浆注浆漏斗调至水箱中央的正上方，同时考虑到现场入料口与水平面有一定的落差，为模拟现场工况，调节漏斗高度，使漏斗出料口在水面上方150mm处，固定好注浆漏斗。

(4)将变速搅拌器4置于水箱内，且两搅拌器对称设置在注浆漏斗2的两侧，开启搅拌器，为模拟现场水流工况，并分析水流情况对水下不分散砂浆的性能影响，将搅拌器转速调至1000r/m，保持该转速至试验结束。

a.测试两种砂浆的悬浊物含量和pH值：根据两种材料的推荐用水量分别拌制浆液，采用和实施例1相同的步骤对两种材料分别进行悬浊物含量和pH 值的检测；分别测得材料A1悬浊物含量为87.6mg/L，pH值为8.6；材料A2 悬浊物含量为62.2mg/L，pH值为8.2。

b.测试两种砂浆的水下扩展度：将砂浆流动度试模(砂浆试模为符合GB/T 2419-2005《水泥胶砂流动度测定方法》中测量水泥胶砂流动的试模)置于水箱内底面中心正对注浆漏斗2的位置，采用和实施例1相同的步骤对两种材料分别进行水下扩展度的检测。测得材料A1的水下扩展度为190mm；材料A2的水下扩展度为185mm。

c.测试两种砂浆的抗压强度(水陆强度比)

水下试件的成型和养护：将砂浆成型试模(采用为70.7mm×70.7mm× 70.7mm的带底试模)置于水箱底部中心，取适量拌制好的浆料通过漏斗注入试模中，待浆液略超出试模表面时，取出试模，用木锤轻敲试模的两个侧面以促进排水，静置5min～10min，使浆液自流平、自密实而达到平稳状态，然后移入另外同温度的水中养护，超量浇筑的浆液在初凝前用抹刀抹平，终凝后一天脱模。每种材料成型一组试件(一组为6个)，测试7d、28d龄期的抗压强度。

空气中试件的成型和养护：按照JGJ/T 70-2009《建筑砂浆基本性能试验方法标准》中立方体抗压强度试验进行，实施例2中的测试结果如图表1所示

表1材料A1、A2相关性能测试结果

从表1试验数据来看，两种材料均满足工程需求，材料A2是更优选择，建议现场选用A2材料。

实施例3为某堤防工程，该堤防工程水下6m处出现漏洞，造成下游面流土，需要使用水下不分散混凝土进行抢险修复，修复部位有较大水速，水下温度约10℃。要求该水下不分散混凝土水下不分散，可自流动，且4h之内可封堵缺陷(240min内终凝)。

为此，选择了三种混凝土絮凝剂(B1、B2、B3)进行对比，通过模拟现场工况，开展水下不分散混凝土相关性能测试，供工程参考。

(1)向水箱注水，使水面与溢水孔保持齐平。

(2)注水完成后，测量水温为17℃，向水箱内加入适量冰块，将水槽内的水温调至10℃，每5分钟测量一次水温，保持水箱内水温波动不超过2℃直至试验结束。

(3)将混凝土注浆漏斗调至水箱中央的正上方，调节漏斗高度，使漏斗出料口正好与水面接触，固定好加料漏斗。

(4)将变速搅拌器置于水箱两侧，开启搅拌器，为模拟现场水流工况，并分析水流情况对水下不分散混凝土的性能影响，将转速调至2000rpm，保持该转速至试验结束。

a.测试三种混凝土的悬浊物含量和pH值：

根据三种材料的推荐用量分别拌制浆液，采用和实施例1相同的步骤对两种材料分别进行悬浊物含量和pH值的检测。

测得材料B1制备的混凝土悬浊物含量为82.0mg/L，pH值为8.4；材料 B2制备的混凝土悬浊物含量为94.5mg/L，pH值为8.6；材料B3制备的混凝土悬浊物含量为118.6mg/L，pH值为9.0。

b.测试三种混凝土的水下扩展度

将坍落度筒(DL/T 5150-2017《水工混凝土试验规程》中坍落度试验的坍落度筒)置于水箱底部中心正对注浆漏斗2的位置，通过混凝土注浆漏斗将拌制好的水下不分散混凝土一次注入坍落度筒内，刮平表面，将坍落度筒缓慢竖直提起，30s后读取在玻璃板两个垂直方向量出浆体扩展的直径刻度，取两者的算术平均值作为扩展度。

测得材料B1制备的混凝土水下扩展度为480mm；材料B2制备的混凝土水下扩展度为490mm；材料B3制备的混凝土水下扩展度为510mm。

c.测试三种混凝土的水下凝结时间

将混凝土浆液通过10mm筛子并拌和均匀，然后通过加料漏斗注入试模中，当浆液表面略低于试模上边缘时，取出试模，轻轻振动，消除内部气泡，移入另外同温度的水中；除测试凝结时间外，试件均在水中直至终凝。

测得材料B1制备的混凝土初凝时间为170min，终凝时间为220min；测得材料B2制备的混凝土初凝时间为170min，终凝时间为230min；测得材料 B3制备的混凝土初凝时间为180min，终凝时间为250min。

表2材料B1、B2、B3相关性能测试结果

从表2试验数据来看，三种材料中B3的水下凝结时间不符合工程需求，材料B1和B2相关性能指标均满足工程需求。

以上所述，只是本实用新型的具体实施例，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。

Claims (5)

1.一种水下不分散浆液性能测试装置，其特征在于：所述测试装置包括上敞口式透明水箱(5)和通过漏斗支架(1)架设在透明水箱(5)上方的注浆漏斗(2)，在透明水箱(5)的上部设有溢水孔(8)，在透明水箱(5)内设有搅拌器(4)和加热元件(7)，所述加热元件(7)设置在透明水箱(5)下部。

2.根据权利要求1所述的一种水下不分散浆液性能测试装置，其特征在于：所述测试装置还包括设置在透明水箱(5)内的温度监测装置(3)、试验烧杯和试模(6)，所述试验烧杯在测试水下不分散浆液悬浊物含量和pH值时，置于透明水箱(5)内底面正对注浆漏斗(2)的位置，所述试模(6)在测试水下不分散浆液水下扩展度、水下凝结时间和水下抗压强度时，置于透明水箱(5)内底面正对注浆漏斗(2)的位置；用于测试水下不分散浆液水下扩展度的试模为上下均呈开口状的中空模具；用于测试水下凝结时间和水下抗压强度的试模为上部敞开，底部封闭的中空模具。

3.根据权利要求1或2所述的一种水下不分散浆液性能测试装置，其特征在于：所述透明水箱(5)为方形箱体结构，所述漏斗支架(1)设置在箱体外，包括固定底座(100)、竖向支架(101)、横向支架(102)和注浆漏斗固定架(103)，注浆漏斗固定架(103)为直径可调式环形支架，其直径小于注浆漏斗(2)漏斗口的直径，注浆漏斗固定架(103)置于透明水箱(5)宽度方向的中分线上，所述注浆漏斗(2)固定安装在注浆漏斗固定架(103)上；所述横向支架(102)通过竖向调节套(105)与竖向支架(101)连接，并可沿着竖向支架(101)上下移动调节注浆漏斗(2)的高度，所述注浆漏斗固定架(103)通过横向调节套(104)与横向支架(102)连接，并可沿着横向支架(102)左右调节注浆漏斗(2)的横向位置，在横向支架(102)远离注浆漏斗固定架(103)的一端设有平衡块(106)。

4.根据权利要求1或2所述的一种水下不分散浆液性能测试装置，其特征在于：所述搅拌器(4)设有两个，支架设置在透明水箱(5)外或固定在透明水箱侧壁上，两个搅拌器(4)通过支架对称架设在注浆漏斗(2)两侧，每个搅拌器(4)的转速范围50-5000r/min。

5.根据权利要求2所述的一种水下不分散浆液性能测试装置，其特征在于：所述加热元件(7)为电阻加热元件，包括电阻式电热管、变阻器和加热控制器，所述温度监测装置(3)包括温度传感器和温度显示计，温度传感器的信号输出端与加热控制器的信号输入端连接，用于监测和控制透明水箱(5)内的水温为5～40℃；所述温度显示计用于显示箱体内水的温度。

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