CN104977396A - 大流动性混凝土模板侧压力模拟测试方法及其测试装置 - Google Patents

大流动性混凝土模板侧压力模拟测试方法及其测试装置 Download PDF

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Abstract

大流动性混凝土模板侧压力模拟测试方法及其测试装置，包括以下步骤：将压力变送器与容器密封连接；用机油均匀涂刷容器内表面；将新拌大流动性混凝土连续且缓慢地倒入容器内，加到离容器筒口0.25～1.0cm处停止；容器上端面与上盖板之间夹上橡皮膜后密封连接；向橡皮膜和上盖板之间泵入气体，保持橡皮膜和上盖板之间的气压始终恒定；记录和储存采集的数据；压力测试完毕后放气，拆除并清洗容器的各个部件；按照所述的测试方法构建的测试装置，包括容器、压力维持装置、压力测定装置，压力维持装置、压力测定装置均装在容器上。本发明的有益效果是：有效防止由于加压引起混凝土中水泥浆体泌水和泌浆，提高测试结果的准确性。

Description

大流动性混凝土模板侧压力模拟测试方法及其测试装置
技术领域
本发明涉及一种大流动性混凝土模板侧压力模拟测试方法及其测试装置，属混凝土工程结构测试技术领域。
背景技术
目前，工程中普遍采用商品泵送混凝土，近年来更发展一种自密实混凝土，具有大流动性和低坍落度损失等特点，其一次浇注高度大，可缩短浇筑工期，加快施工进度，并且还可减少或避免人工操作对混凝土性能(如含气量)的不利影响，保证混凝土均匀性和耐久性。传统观点认为，由于其高流动性，大流动性混凝土产生的静水压力全部施加到模板上，因而模板设计时，通常偏于保守，因而增加了施工成本。然而，研究表明，大流动性混凝土对模板侧压力与其流变性能有关。
为研究具有不同流变特性的大流动性混凝土对模板侧压力的影响，传统模板侧压力测量方法是通过测试不同高度处的模板所受外推力的大小，但这种方法主要针对于实际工程，所采用的模具尺寸大，加工复杂，测试过程所用混凝土用量大、测试的浇注高度有限，不适合于在实验室研究开发过程中的大量测试。
国内发明专利ZL201110031572.2提供了一种大流动性混凝土模板侧压力测试装置，该装置利用螺旋千斤顶和钢筒密封活塞对圆形钢筒内的大流动性混凝土进行加压以模拟不同浇注高度条件下的混凝土，通过两个压强传感器实时监测混凝土的模板侧压力，具有圆形钢筒结构尺寸小、混凝土用量小、混凝土的测试高度不受限制等优点，但该装置需通过钢筒密封活塞对大流动性混凝土进行密封，其密封要求高。若密封性达不到要求，混凝土中的水泥净浆在压力作用下，将会沿着密封活塞周围泌出，影响测定结果；若密封性过好，密封活塞与圆筒之间摩擦阻力过大，则数据采集仪和压力传感器测得的压力与大流动性混凝土实际所受的正压力很可能并不一致。
发明内容
为了解决现有实验室大流动性混凝土模板侧压力模拟测试装置存在水泥净浆在压力作用下易沿密封活塞周围泌出和混凝土所受实际压力与数据采集显示仪不一致，导致测量结果不准确等问题，本发明提供一种测量结果准确的大流动性混凝土模板侧压力模拟测试方法及其测试装置。
本发明所述的大流动性混凝土模板侧压力模拟测试方法，包括以下步骤：
(1)将压力变送器与容器密封连接，确保加压后不漏浆；
(2)用机油均匀涂刷容器内表面，保证试验结束后混凝土能够顺利脱模；
(3)若容器两端敞口时，将圆筒与下底板密封紧固连接；若容器一端敞口时，省略此步骤；
(4)将新拌的大流动性混凝土连续且缓慢地倒入容器内，加到离容器筒口0.25～1.0cm处停止；
(5)在容器上端面与上盖板之间夹上橡皮膜后密封连接；
(6)设置压力开关临界压力值，将压力开关显示值清零；打开进气阀，关闭排气阀，打开控制器，空压机开始工作，在橡皮膜和上盖板之间施加气压，压力达到设定值后，压力开关输出信号，控制器关闭，空压机停止工作；压力低于设定值后，压力开关输出信号，控制器开启，空压机重新开始工作；如此周而复始，向橡皮膜和上盖板之间泵入气体，并保持橡皮膜和上盖板之间的气压始终恒定；
(7)通过数据采集仪表采集待测混凝土的压力数据；
(8)压力测试完毕后放气，拆除并清洗容器的各个部件。
按照本发明所述的测试方法构建的测试装置，其特征在于：包括容器、压力维持装置、压力测定装置，所述的压力维持装置、压力测定装置均装在所述的容器上，其中所述的压力维持装置的出气口与所述的容器连通，所述的压力测定装置设在所述的容器下部，并且所述的压力测定装置的测压端嵌入容器内；
所述的容器包括圆筒、上盖板和下底板，所述的圆筒上端面与所述的上盖板密封连接，所述的圆筒下端面与所述的下底板密封连接或一体成型；所述的圆筒上端面与上盖板之间夹有橡皮膜；所述的上盖板设有与圆筒内腔连通的进气阀和排气阀；
所述的压力维持装置包括控制器、空压机和压力开关，所述的压力开关安装在上盖板上，并且压力开关的压力感应头通过连通管与橡皮膜上部空腔连通；
所述的控制器的信号输入引脚与所述的压力开关的信号输出引脚电连，所述的控制器的信号输出引脚与所述的空压机的控制引脚电连，所述的空压机的出气口与上盖板的进气阀管道连通；
所述的压力测定装置包括压力变送器、数据采集仪表，所述的压力变送器安装在圆筒下部，并且压力变送器的测量膜片伸入圆筒内；所述的数据采集仪表的信号输入端与所述的压力变送器的信号输出端相连。
所述的圆筒上端面与上盖板之间通过螺栓和螺母密封连接。
所述的橡皮膜两侧分别设置有橡胶垫圈。
所述圆筒内腔直径为150mm～300mm，高度为280mm～600mm；所述圆筒两端厚，中间薄，两端壁厚为30mm～50mm，中间壁厚为5mm～15mm，两端厚壁部分高度为10mm～15mm。
所述的圆筒两端敞口时，所述的圆筒下端面与所述的下底板之间夹有橡胶垫圈，并且圆筒与所述的下底板通过螺栓和螺母密封连接。
所述圆筒下部的侧壁对称设置2个螺纹圆孔，螺纹圆孔中心与圆筒下端面的距离为60mm～100mm，所述螺纹圆孔中通过螺纹各密封连接1个平膜专用型压力变送器，所述的数据采集仪表为多通道数据采集仪表，即每个所述的压力变送器与同一个数据采集仪表的相应的端口连接。
本发明的有益效果是：通过在橡皮膜和上盖板之间施加气压，利用橡皮膜的大变形特性，将气压通过特制橡皮膜传递给大流动性混凝土表面，从而实现对不锈钢圆筒内的大流动性混凝土进行加压，以模拟不同浇注高度条件下上部混凝土对下部混凝土施加的正压力。采用该加载方法，可有效防止由于加压引起混凝土中水泥浆体泌水和泌浆，提高测试结果的准确性。
附图说明
图1为本发明的结构示意图。
图2为本发明所述圆筒的正视图。
图3为本发明所述上盖板的俯视图。
图4为本发明所述下底板的俯视图。
图5为本发明所述橡皮膜的正视图。
图6为本发明所述橡皮膜的俯视图。
图7为本发明所述橡胶垫圈的俯视图。
图8为本发明所述不锈钢圆筒的正视图。
具体实施方式
下面结合附图进一步说明本发明
参照附图：
实施例1本发明所述的大流动性混凝土模板侧压力模拟测试方法，包括以下步骤：
(1)将平膜专用型压力变送器17的螺纹部位用止水生料带包紧，拧入不锈钢圆筒1的螺纹圆孔16内，用玻璃胶密封连接部位，确保加压后不漏浆；
(2)用机油均匀涂刷不锈钢圆筒1内壁和下底板2上表面，以保证试验结束后，混凝土能够顺利脱模；
(3)在下底板2上安放橡胶垫圈3，然后通过六只螺栓4和六只螺母5将不锈钢圆筒1与下底板2紧固连接；
(4)将新拌大流动性混凝土连续且缓慢地倒入不锈钢圆筒内，加到离筒口0.25cm处停止；
(5)在不锈钢圆筒筒口安放一层橡胶垫圈3，然后安放特制橡皮膜7，再安放一层橡胶垫圈3后，将不锈钢圆筒1与不锈钢上盖板6用螺栓4和螺母5紧固连接；
(6)设置压力开关10临界压力值，将压力开关显示值清零。打开进气阀11，关闭排气阀12，打开控制器15，空压机14开始工作，在特制橡皮膜7和不锈钢上盖板6之间施加气压，压力达到设定值后，压力开关10输出信号，控制器15关闭，空压机14停止工作。压力低于设定值后，压力开关10输出信号，控制器15开启，空压机14重新开始工作；如此周而复始，控制橡皮膜7和上盖板6之间的气压基本保持恒定。
(7)通过数据采集仪表18采集数据，采集的数据采用计算机进行记录和储存。
(8)侧压力测试完毕后，打开排气阀12，拆除平膜专用型压力变送器17，打开上盖板6和下底板2，取出大流动性混凝土试样，清理圆筒1、上盖板6和下底板2。
实施例2按照权利要求1所述的测试方法构建的测试装置，其特征在于：包括容器、压力维持装置、压力测定装置，所述的压力维持装置、压力测定装置均装在所述的容器上，其中所述的压力维持装置的出气口与所述的容器连通，所述的压力测定装置设在所述的容器下部，并且所述的压力测定装置的测压端嵌入容器内；
所述的容器包括圆筒、上盖板和下底板，所述的圆筒上端面与所述的上盖板密封连接，所述的圆筒下端面与所述的下底板密封连接或一体成型；所述的圆筒上端面与上盖板之间夹有橡皮膜；所述的上盖板设有与圆筒内腔连通的进气阀和排气阀；
所述的压力维持装置包括控制器、空压机和压力开关，所述的压力开关安装在上盖板上，并且压力开关的压力感应头贴在橡皮膜上表面；
所述的控制器的信号输入引脚与所述的压力开关的信号输出引脚电连，所述的控制器的信号输出引脚与所述的空压机的控制引脚电连，所述的空压机的出气口与上盖板的进气阀管道连通；
所述的压力测定装置包括压力变送器、数据采集仪表，所述的压力变送器安装在圆筒下部，并且压力变送器的测量膜片伸入圆筒内；所述的数据采集仪表的信号输入端与所述的压力变送器的信号输出端相连。
所述的圆筒上端面与上盖板之间通过螺栓和螺母密封连接。
所述的橡皮膜两侧分别设置有橡胶垫圈。
所述圆筒内腔直径为150，高度为280mm；所述圆筒两端厚，中间薄，两端壁厚为30mm，中间壁厚为10mm，两端厚壁部分高度为15mm。
所述的圆筒两端敞口时，所述的圆筒下端面与所述的下底板之间夹有橡胶垫圈，并且圆筒与所述的下底板通过螺栓和螺母密封连接。
所述圆筒侧壁上对称设置2个螺纹圆孔，所述螺纹圆孔中心与圆筒下端的距离为60mm，所述螺纹圆孔中通过螺纹各密封连接1个平膜专用型压力变送器，所述的压力变送器与数据采集仪表相连。
实施例3按照权利要求1所述的测试方法构建的测试装置，其特征在于：所述圆筒1为两端无底的不锈钢圆筒，其内腔直径为300mm，高度为600mm；所述圆筒1两端壁厚为50mm，中间壁厚为15mm，两端厚壁部分高度为30mm；所述圆筒侧壁的螺纹圆孔16中心与不锈钢圆筒下端的距离为100mm，其它组成、连接关系及测试方法与实施例2相同。
实施例4：本发明所述的测试装置，其特征在于：所述圆筒1为两端无底的不锈钢圆筒，其内腔直径为250mm，高度为550mm；所述不锈钢圆筒1两端壁厚为45mm，中间壁厚为10mm，两端厚壁部分高度为20mm；所述圆筒1侧壁上的螺纹圆孔16中心与圆筒1下端的距离为80mm，其它组成、连接关系及测试方法与实施例2相同。
实施例5利用实施例4的装置进行测试方法步骤(4)中将新拌大流动性混凝土连续且缓慢地倒入不锈钢圆筒内，加到离筒口1.0cm处停止；其余步骤与实施例1中的步骤相同。
实施例6：本发明所述的测试装置，其特征在于：所述不锈钢圆筒为一端无盖、一端有底的不锈钢圆筒19，所述不锈钢圆筒筒底与不锈钢圆筒弧面通过刚性连接。所述不锈钢圆筒，内腔直径为180mm，高度为500mm；所述不锈钢圆筒为上端厚，其它部分薄的圆筒，上端壁厚为48mm，厚壁部分高度为20mm，其它部分壁厚为12mm；所述圆筒19侧壁上对称设置的螺纹圆孔16中心与不锈钢圆筒19下端的距离为90mm，其它组成、连接关系及测试方法与实施例2相同。
实施例7利用实施例6的装置进行测试方法，包括以下步骤：
(1)将平膜专用型压力变送器17的螺纹部位用止水生料带包紧，拧入不锈钢圆筒19的螺纹圆孔16内，用玻璃胶密封连接部位，确保加压后不漏浆；
(2)用机油均匀涂刷不锈钢圆筒19内壁，以保证试验结束后，混凝土能够顺利脱模；
(3)将新拌大流动性混凝土连续且缓慢地倒入不锈钢圆筒内，加到离筒口0.5cm处停止；
(4)在不锈钢圆筒筒口安放一层橡胶垫圈3，然后安放特制橡皮膜7，再安放一层橡胶垫圈3后，将不锈钢圆筒19与不锈钢上盖板6用螺栓4和螺母5紧固连接；
(5)设置压力开关10临界压力值，将压力开关显示值清零。打开进气阀11，关闭排气阀12，打开控制器15，空压机14开始工作，在特制橡皮膜7和不锈钢上盖板6之间施加气压，压力达到设定值后，压力开关10输出信号，控制器15关闭，空压机14停止工作。压力低于设定值后，压力开关10输出信号，控制器15开启，空压机14重新开始工作。如此周而复始，控制特制橡皮膜7和不锈钢上盖板6之间的气压基本保持恒定。
(6)通过数据采集仪表18采集数据，采集的数据采用计算机进行记录和储存。
(7)侧压力测试完毕后，打开排气阀12，拆除平膜专用型压力变送器17，打开上盖板6和下底板2，及时取出大流动性混凝土试样，清理不锈钢圆筒19。
本说明书实施例所述的内容仅仅是对发明构思的实现形式的列举，本发明的保护范围不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式，本发明的保护范围也包括本领域技术人员根据本发明构思所能够想到的等同技术手段。

Claims (9)

1.大流动性混凝土模板侧压力模拟测试方法，包括以下步骤：
(1)将压力变送器与容器密封连接，确保加压后不漏浆；
(2)用机油均匀涂刷容器内表面，保证试验结束后混凝土能够顺利脱模；
(3)若容器两端敞口时，将圆筒与下底板密封紧固连接；若容器一端敞口时，省略此步骤；
(4)将新拌的大流动性混凝土连续且缓慢地倒入容器内，加到离容器筒口0.25～1.0cm处停止；
(5)在容器上端面与上盖板之间夹上橡皮膜后密封连接；
(6)向橡皮膜和上盖板之间泵入气体，并保持橡皮膜和上盖板之间的气压始终恒定；
(7)通过数据采集仪表采集待测混凝土的压力数据；
(8)压力测试完毕后放气，拆除并清洗容器的各个部件。
2.按照权利要求1所述的测试方法构建的测试装置，其特征在于：包括容器、压力维持装置、压力测定装置，所述的压力维持装置、压力测定装置均装在所述的容器上，其中所述的压力维持装置的出气口与所述的容器连通，所述的压力测定装置设在所述的容器下部，并且所述的压力测定装置的测压端嵌入容器内；
所述的容器包括圆筒、上盖板和下底板，所述的圆筒上端面与所述的上盖板密封连接，所述的圆筒下端面与所述的下底板密封连接或一体成型；所述的圆筒上端面与上盖板之间夹有橡皮膜；所述的上盖板设有与圆筒内腔连通的进气阀和排气阀；
所述的压力维持装置包括控制器、空压机和压力开关，所述的压力开关安装在上盖板上，并且压力开关的压力感应头通过连通管与橡皮膜上部空腔连通；
所述的控制器的信号输入引脚与所述的压力开关的信号输出引脚电连，所述的控制器的信号输出引脚与所述的空压机的控制引脚电连，所述的空压机的出气口与上盖板的进气阀管道连通；
所述的压力测定装置包括压力变送器、数据采集仪表，所述的压力变送器安装在圆筒下部，并且压力变送器的测量膜片伸入圆筒内；所述的数据采集仪表的信号输入端与所述的压力变送器的信号输出端相连。
3.如权利要求2所述的测试装置，其特征在于：所述的圆筒上端面与上盖板之间通过螺栓和螺母密封连接。
4.如权利要求2所述的测试装置，其特征在于：所述的橡皮膜两侧分别设置有橡胶垫圈。
5.如权利要求4所述的测试装置，其特征在于：所述圆筒侧壁上对称设置2个螺纹圆孔，所述螺纹圆孔中心与圆筒下端的距离为60～100mm，所述螺纹圆孔中通过螺纹各密封连接1个平膜专用型压力变送器。
6.如权利要求5所述的测试装置，其特征在于：所述的圆筒为两端敞口，所述圆筒内腔直径为150～300mm，高度为280～600mm；所述圆筒两端厚，中间薄，两端壁厚为30～50mm，中间壁厚为5～15mm，两端厚壁部分高度为10～15mm。
7.如权利要求6所述的测试装置，其特征在于：所述的圆筒下端面与所述的下底板之间夹有橡胶垫圈，并且圆筒与所述的下底板通过螺栓和螺母密封连接。
8.如权利要求5所述的测试装置，其特征在于：所述圆筒与下底板一体成型，即所述的圆筒一端开口，所述圆筒筒底与圆筒弧面通过刚性连接；所述不锈钢圆筒，内腔直径为150～300mm，高度为280～500mm；所述圆筒为上端厚，其它部分薄的圆筒，上端壁厚为30～50mm，厚壁部分高度为15～30mm，其它部分壁厚为5～15mm。
9.如权利要求5所述的测试装置，其特征在于：所述橡皮膜为圆柱形敞口有底橡皮膜，橡皮膜内腔直径与不锈钢圆筒一致，距离橡皮膜上口边缘20～30mm处设置均匀分布的6个螺栓孔。
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