專利名稱：側(cè)限條件下新拌混凝土體積壓縮系數(shù)的測(cè)試裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種側(cè)限條件下新拌混凝土體積壓縮系數(shù)的測(cè)試裝置。具體地說 是涉及一種采用壓電式長行程位移傳感器，測(cè)試側(cè)限條件下新拌混凝土在振搗過程中和振 搗過程之后體積壓縮系數(shù)的裝置。
背景技術(shù)：
現(xiàn)階段對(duì)混凝土壓縮模量的測(cè)試，各個(gè)國家均是對(duì)成型以后的混凝土試塊(立方 體或圓柱體)進(jìn)行軸心壓縮試驗(yàn)，獲得軸向壓縮值與徑向拉伸值，而后推導(dǎo)出成型后混凝 土的壓縮模量。這類測(cè)試方法僅考慮成型后混凝土的壓縮模量，對(duì)新拌混凝土的體積壓縮 系數(shù)則未涉及。此外，現(xiàn)階段由生產(chǎn)廠家提供的新拌混凝土測(cè)定儀，具備了測(cè)試新拌混凝土質(zhì)量 的功能，包括測(cè)定混凝土水灰比、坍落度、澆入模度、并預(yù)估28天強(qiáng)度。實(shí)施測(cè)量時(shí)，將一特 殊的探頭插入樣本中轉(zhuǎn)動(dòng)，利用測(cè)量探頭在混凝土中轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)所受到的阻力自動(dòng)計(jì)算出混凝 土的水灰比、坍落度和28天強(qiáng)度，利用其附帶的軟件從儀器中下載數(shù)據(jù)，并做出分析并后 進(jìn)行質(zhì)量驗(yàn)證。這類儀器僅對(duì)新拌混凝土的材料參數(shù)(水灰比、坍落度、澆入模度等)進(jìn)行 測(cè)試，而無法實(shí)現(xiàn)對(duì)新拌混凝土的力學(xué)性能(壓縮模量等)進(jìn)行測(cè)試。而混凝土早期強(qiáng)度、后期強(qiáng)度、耐久性等勢(shì)必與澆筑時(shí)混凝土的體積壓縮系數(shù)密 切相關(guān)。同時(shí)，作為混凝土力學(xué)性能的直接表征，良好的立方體抗壓強(qiáng)度、棱柱體軸心抗壓 強(qiáng)度等強(qiáng)度指標(biāo)是保證許多重要混凝土工程安全、耐久的必要條件。目前，對(duì)混凝土強(qiáng)度的測(cè)定均按照《混凝土強(qiáng)度檢驗(yàn)評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》(GBJ107-87)進(jìn)行， 新拌混凝土在試模內(nèi)澆筑完畢并按照一定的養(yǎng)護(hù)條件養(yǎng)護(hù)成型后，在試驗(yàn)機(jī)上測(cè)試成型后 混凝土試塊的抗壓強(qiáng)度。即目前測(cè)試混凝土抗壓強(qiáng)度的方法，均是基于已成型混凝土試塊 進(jìn)行的，均不涉及測(cè)定新拌混凝土在振搗荷載作用下的體積壓縮系數(shù)，也并未建立新拌混 凝土的體積壓縮系數(shù)與混凝土早期或后期強(qiáng)度的關(guān)系。而事實(shí)上，新拌混凝土的體積壓縮 系數(shù)與混凝土澆筑成型效果及混凝土成型質(zhì)量有著必然的相互關(guān)系。

實(shí)用新型內(nèi)容為了克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，本實(shí)用新型的目的在于提供一種側(cè)限條件下新拌混凝 土體積壓縮系數(shù)的測(cè)試裝置。為了實(shí)現(xiàn)上述的目的，本實(shí)用新型通過以下技術(shù)特征來實(shí)現(xiàn)一種側(cè)限條件下新拌混凝土壓縮系數(shù)的測(cè)試裝置，由加載系統(tǒng)、采集系統(tǒng)和集料 系統(tǒng)三部分構(gòu)成，集料系統(tǒng)固定放置于加載系統(tǒng)的上方，采集系統(tǒng)連接至集料系統(tǒng)。前述側(cè)限條件下新拌混凝土壓縮系數(shù)的測(cè)試裝置，所述加載系統(tǒng)包括振動(dòng)加載裝 置、振動(dòng)加載控制系統(tǒng)。所述集料系統(tǒng)設(shè)在加載系統(tǒng)的振動(dòng)加載裝置上，包括料桶、濾水墊塊、門形架三部 分，其中料桶位于集料系統(tǒng)的最下方且設(shè)在振動(dòng)加載裝置的上面，門形架固定在料桶桶壁的上方，濾水墊塊壓在料桶內(nèi)盛放的新拌混凝土的頂面。所述采集系統(tǒng)包括壓電式長行程位移傳感器、數(shù)據(jù)采集儀、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，長行程 位移傳感器安裝在濾水墊層和門形架之間，長行程位移傳感器的固定端安裝在集料系統(tǒng)的 門形架上，感應(yīng)端安裝在濾水墊層的頂面，壓電式長行程位移傳感器、數(shù)據(jù)采集儀、數(shù)據(jù)處 理系統(tǒng)依次連接。前述述料桶為圓柱體外形，料桶底板的直徑大于料桶直徑，且在底板上軸向地設(shè) 有若干安裝孔，用于將料桶固定在加載裝置上，在料桶外壁的上部對(duì)稱地設(shè)有突出部，在突 出部上徑向地設(shè)有安裝孔，門形架通過這些安裝孔與料桶連接。本實(shí)用新型所提供測(cè)試裝置的工作原理為集料系統(tǒng)裝載新拌混凝土，由加載系統(tǒng)對(duì)集料系統(tǒng)施加水平和垂直振動(dòng)，有側(cè)限 條件下吸收振動(dòng)能量后的新拌混凝土體積發(fā)生變化。由采集系統(tǒng)直接測(cè)得新拌混凝土在振 動(dòng)過程中和振動(dòng)之后的體積變形量，進(jìn)而推算出側(cè)限條件下新拌混凝土的體積壓縮系數(shù)。有益效果采用本實(shí)用新型所提供的測(cè)試裝置，可研究不同水灰比、振動(dòng)能量作用 下新拌混凝土的體積壓縮系數(shù)或壓縮模量，從而揭示出新拌混凝土的體積壓縮系數(shù)或壓縮 模量與混凝土早期強(qiáng)度、后期強(qiáng)度、耐久性等重要性能指標(biāo)之間的內(nèi)在聯(lián)系，可為混凝土結(jié) 構(gòu)的設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)行提供源頭技術(shù)支持。
以下結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)一步詳細(xì)說明

圖1是本實(shí)用新型所提供的一種側(cè)限條件下新拌混凝土體積壓縮系數(shù)的測(cè)試裝 置的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本實(shí)用新型所提供的一種側(cè)限條件下新拌混凝土體積壓縮系數(shù)的測(cè)試裝 置的集料系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本實(shí)用新型所提供的一種側(cè)限條件下新拌混凝土體積壓縮系數(shù)的測(cè)試裝 置的集料系統(tǒng)中鋼制料桶的三維示意圖；圖4是加載過程中和振動(dòng)加載完畢后的W/C = 0. 40位移-時(shí)間曲線圖；圖5是加載過程中和振動(dòng)加載完畢后的W/C = 0. 50位移-時(shí)間曲線圖。附圖中各附圖標(biāo)記的說明如下門形架1、長行程位移傳感器2、濾水墊層3、料桶4、新拌混凝土 5、振動(dòng)加載裝置 6、振動(dòng)加載控制系統(tǒng)7、數(shù)據(jù)采集儀8、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)9、連接螺栓10。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖，對(duì)本實(shí)用新型作詳細(xì)說明圖1是本實(shí)用新型所提供的一種側(cè)限條件下新拌混凝土體積壓縮系數(shù)的測(cè)試裝 置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖2是本實(shí)用新型所提供的一種側(cè)限條件下新拌混凝土體積壓縮系數(shù) 的測(cè)試裝置的集料系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。參照?qǐng)D1、圖2所示，側(cè)限條件下新拌混凝土壓縮系數(shù) 的測(cè)試裝置，由加載系統(tǒng)、采集系統(tǒng)和集料系統(tǒng)三部分構(gòu)成，集料系統(tǒng)固定在加載系統(tǒng)的上 方，采集系統(tǒng)連接至集料系統(tǒng)。其中加載系統(tǒng)包括振動(dòng)加載裝置6、振動(dòng)加載控制系統(tǒng)7 ；集料系統(tǒng)設(shè)在加載系統(tǒng)的臺(tái)座上，包括料桶4、濾水墊塊3、門形架1三部分，均由鋼材加工制作而成，其中料桶4位 于集料系統(tǒng)的最下方且設(shè)在振動(dòng)加載裝置6的上面，門形架1固定在料桶桶壁的上方，濾水 墊塊3壓在料桶內(nèi)盛放的新拌混凝土 5的頂面；采集系統(tǒng)包括壓電式長行程位移傳感器2 和數(shù)據(jù)采集儀8、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)9，長行程位移傳感器2安裝在濾水墊層3和門形架1之間， 長行程位移傳感器2的固定端安裝在集料系統(tǒng)的門形架1上，感應(yīng)端安裝在濾水墊層3的 頂面，壓電式長行程位移傳感器2、數(shù)據(jù)采集儀8、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)9依次連接。圖3是本實(shí)用新型所提供的一種側(cè)限條件下新拌混凝土體積壓縮系數(shù)的測(cè)試裝 置的集料系統(tǒng)中料桶的三維示意圖。參照?qǐng)D3所示，料桶為圓柱體外形，料桶底板的直徑大 于料桶直徑，且在底板上軸向地設(shè)有若干安裝孔，用于將料桶固定在振動(dòng)加載裝置6上，在 料桶外壁的上部對(duì)稱地設(shè)有突出部，在突出部上徑向地設(shè)有安裝孔，門形架1通過這些安 裝孔與料桶桶連接。實(shí)施例1側(cè)限條件下新拌混凝土體積壓縮系數(shù)的測(cè)試裝置制作及組裝步驟第一步采用寬500mm、厚20mm的鋼板制作集料系統(tǒng)的料桶4 ；采用小槽鋼制作門 形架1 ；在料桶的底板上均勻留設(shè)8個(gè)螺栓孔，用于連接集料系統(tǒng)與加載系統(tǒng)。第二步測(cè)試采集系統(tǒng)，將長行程位移傳感器2、數(shù)據(jù)采集儀8和數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)9 組裝成型，人工調(diào)節(jié)長行程位移傳感器2的位移量，根據(jù)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)9中反映的位移時(shí)程 曲線判斷采集系統(tǒng)是否連接完好。第三步測(cè)試加載系統(tǒng)，調(diào)節(jié)振動(dòng)加載控制系統(tǒng)中振動(dòng)加載方向和振動(dòng)加速度值， 測(cè)試振動(dòng)加載裝置6工作是否正常。第四步待加載系統(tǒng)和采集系統(tǒng)測(cè)試完畢后，將料桶4安裝至振動(dòng)加載裝置6上。第五步將新拌混凝土 5倒入料桶4內(nèi)，并在混凝土頂部放上濾水墊塊3。第六步安裝門形架1至料桶4頂部并借助連接螺栓10固定，將長行程位移傳感 器2的感應(yīng)部分安裝在濾水墊塊3和門形架1之間，長行程位移傳感器2的固定端固定于 門形架1上，感應(yīng)端固定于濾水墊層3上。根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果，繪制振動(dòng)加載過程中和振動(dòng)加載完畢后的位移_時(shí)間曲線圖。圖4 是加載過程中和振動(dòng)加載完畢后的W/C = 0. 40位移-時(shí)間曲線圖。圖5是加載過程中和 振動(dòng)加載完畢后的W/C = 0. 50位移-時(shí)間曲線圖。如圖4、圖5所示，其中圖4的參數(shù)為振 動(dòng)加速度(VAL) = 4. 5g，水膠比(W/C) = 0. 40, rXh = 100X600_，振動(dòng)加載時(shí)間⑴= 30s，圖5中的參數(shù)為振動(dòng)加速度(VAL) = 4. 5g，水膠比(W/C) = 0. 50，rXh = 100X600mm, 振動(dòng)加載時(shí)間(t) = 30s。表1各試驗(yàn)參數(shù)條件下兩階段新拌混凝土體積壓縮系數(shù)。
上述具體實(shí)施方式
不以任何形式限制本實(shí)用新型的技術(shù)方案，凡是采用等同替換 或等效變換的方式所獲得的技術(shù)方案均落在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求一種側(cè)限條件下新拌混凝土壓縮系數(shù)的測(cè)試裝置，其特征在于由加載系統(tǒng)、采集系統(tǒng)和集料系統(tǒng)三部分構(gòu)成，集料系統(tǒng)放置于加載系統(tǒng)上，采集系統(tǒng)連接至集料系統(tǒng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述側(cè)限條件下新拌混凝土壓縮系數(shù)的測(cè)試裝置，其特征在于所述 加載系統(tǒng)包括振動(dòng)加載裝置(6)以及振動(dòng)加載控制系統(tǒng)(7)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的側(cè)限條件下新拌混凝土壓縮系數(shù)的測(cè)試裝置，其特征在于所 述集料系統(tǒng)包括料桶(4)、濾水墊塊(3)、門形架(1)三部分，其中料桶(4)位于集料系統(tǒng)的 最下方且設(shè)在振動(dòng)加載裝置(6)的上面，門形架(1)固定在料桶(4)桶壁的上方，濾水墊塊 (3)壓在料桶⑷內(nèi)盛放的新拌混凝土(5)的頂面。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的側(cè)限條件下新拌混凝土壓縮系數(shù)的測(cè)試裝置，其特征在于所 述采集系統(tǒng)包括壓電式長行程位移傳感器(2)、數(shù)據(jù)采集儀(8)、數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)(9)，長行程 位移傳感器(2)安裝在濾水墊塊(3)與門形架(1)之間，壓電式長行程位移傳感器(2)的 表體部分安裝在所述集料系統(tǒng)的門形架(1)上，固定端安裝在集料系統(tǒng)的門形架(1)上，感 應(yīng)端安裝在濾水墊塊(3)的頂面，壓電式長行程位移傳感器(2)、數(shù)據(jù)采集儀(8)、數(shù)據(jù)處理 系統(tǒng)(9)依次連接。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的側(cè)限條件下新拌混凝土壓縮系數(shù)的測(cè)試裝置，其特征在于所 述料桶底板上軸向地設(shè)有若干用于將料桶固定在加載裝置上安裝孔，在料桶外壁的上部對(duì) 稱地設(shè)有突出部，在突出部上徑向地設(shè)有安裝孔，門形架(1)通過這些安裝孔與料桶固定 連接。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種側(cè)限條件下新拌混凝土體積壓縮系數(shù)的測(cè)試裝置。該測(cè)試裝置由加載系統(tǒng)、采集系統(tǒng)和集料系統(tǒng)三部分組成。將設(shè)定水灰比的拌制混凝土裝入集料系統(tǒng)采集初始體積數(shù)據(jù)；通過加載系統(tǒng)對(duì)新拌混凝土施加振動(dòng)荷載，振動(dòng)過程中及振動(dòng)過后由長行程位移傳感器對(duì)新拌混凝土體積壓縮變形量進(jìn)行測(cè)試，最后由數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)輸出在振動(dòng)過程中及振動(dòng)過后，有側(cè)限條件下新拌混凝土的體積壓縮系數(shù)。本實(shí)用新型所提供的測(cè)試裝置可用于研究不同水灰比、振動(dòng)能量作用下新拌混凝土的體積壓縮系數(shù)或壓縮模量與混凝土早期強(qiáng)度、后期強(qiáng)度、耐久性等重要性能指標(biāo)之間的內(nèi)在聯(lián)系，可為混凝土結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)、施工和運(yùn)行提供源頭技術(shù)支持。
文檔編號(hào)G01N3/32GK201653832SQ20102016342
公開日2010年11月24日 申請(qǐng)日期2010年4月15日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月15日
發(fā)明者井錦旭, 曹力力, 李雪寧, 王永泉, 田正宏, 顧沖時(shí) 申請(qǐng)人:河海大學(xué);南京河?？萍加邢薰?br>