專利名稱：自密實(shí)混凝土充填性能試驗(yàn)測試裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種混凝土充填性能試驗(yàn)測試裝置，具體涉及一種自密實(shí)混凝土工作 性能的測試方法與評價(jià)技術(shù)的充填性能試驗(yàn)測試裝置。
背景技術(shù)：
自密實(shí)混凝土是一種新型高技術(shù)混凝土，由于其優(yōu)異的工作性而備受世界各國工 程建設(shè)者們的關(guān)注，廣泛用于密集配筋等不利振搗密實(shí)的新建工程結(jié)構(gòu)以及加固修補(bǔ)工程 的施工，解決了相關(guān)傳統(tǒng)施工中的技術(shù)難題。最近，隨著我國高速鐵路建設(shè)技術(shù)的蓬勃發(fā) 展，自密實(shí)混凝土也將發(fā)揮其獨(dú)特的性能優(yōu)勢，作為水泥乳化浙青砂漿充填層的替代方案， 以自密實(shí)混凝土做為充填層結(jié)構(gòu)材料，形成具有原創(chuàng)性的高速鐵路板式無砟軌道結(jié)構(gòu)新技 術(shù)[1]，其結(jié)構(gòu)型式如圖1所示。由圖1可知，高速鐵路板式無砟軌道結(jié)構(gòu)充填層是關(guān)鍵結(jié)構(gòu)層，上部支承有寬度 達(dá)2m多的軌道板8，下部為底座板10，充填層9的質(zhì)量攸關(guān)無砟軌道結(jié)構(gòu)整體性能。解決充 填層這一類特殊結(jié)構(gòu)的自密實(shí)混凝土澆筑施工技術(shù)難題是確保充填層的施工質(zhì)量的關(guān)鍵， 而合理、準(zhǔn)確評價(jià)自密實(shí)混凝土拌合物的充填性是解決這一技術(shù)難題的前提。雖然，自密實(shí)混凝土自1986年由日本學(xué)者研發(fā)至今已有20余年的發(fā)展歷史，期 間也形成了不少成果，特別是在自密實(shí)混凝土拌合物工作性測試評價(jià)方面，得到了眾多學(xué) 者的重視，并針對自密實(shí)混凝土的流動性、間隙通過性以及抗離析性能，開發(fā)了坍落擴(kuò)展度 法、L-型儀、U型儀、J-環(huán)、跳桌試驗(yàn)、Orimet儀等測試方法[2 5]；但是，作為新型混凝土，自 密實(shí)混凝土拌合物的工作性具有高度的敏感性，工作性的變化很可能導(dǎo)致難以密實(shí)成型， 影響工程質(zhì)量[6]。以往的測試評價(jià)方法主要是從拌合物流變學(xué)角度，通過分別測試其流動 性、抗離析性能和間隙通過性能，以便在不用外加機(jī)械力振搗的條件實(shí)現(xiàn)密實(shí)成型，滿足常 見建筑工程中鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)振搗密實(shí)施工要求。這些評價(jià)方法對于常見的有底模、側(cè)模 的常見結(jié)構(gòu)而言，是有效的。而對于如圖1所示的上下、左右側(cè)四個方向都存在模板的充填 層結(jié)構(gòu)，相關(guān)自密實(shí)混凝土的工作性測試評價(jià)方法還鮮見報(bào)道，成功的經(jīng)驗(yàn)也不多，特別已 有的測試評價(jià)方法難以評價(jià)自密實(shí)混凝土上表面與頂面結(jié)構(gòu)層之間的充填飽滿度、氣泡層 情況等，而這正是問題的關(guān)鍵點(diǎn)，采用直接在現(xiàn)場做試驗(yàn)的方法又太費(fèi)時、費(fèi)力。因此，開發(fā) 一種測試評價(jià)適用于充填層結(jié)構(gòu)的自密實(shí)混凝土充填性能的測試評價(jià)裝置具有重要意義。參考文獻(xiàn)[1]何華武.無碴軌道技術(shù).北京中國鐵道出版社，2005. 1-30.[2]P. J. M. Bartos. Testing-SCC :Towards new European Standards for fresh SCC[C], In :Proceedings of 1st international symposium on design,performance and use of self-consolidating concrete, Changsha, China, 2005 :25-46.[3]V. K. Buia, D. Montgomeryb, I. Hinczakc, K. Turner. Rapid testing method for segregation resistance of self-compacting concrete[J]， Cement and Concrete Research, 2002, 32(9) 1489-1496.
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發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種能夠快捷、準(zhǔn)確地測試評價(jià)自密實(shí)混凝土 拌合物的充填性能，保證自密實(shí)混凝土充填層的施工質(zhì)量的自密實(shí)混凝土充填性能試驗(yàn)測
I式 ο為了解決上技術(shù)問題，本發(fā)明提供的自密實(shí)混凝土充填性能試驗(yàn)測試裝置，透明 剛性模盒由有機(jī)透明剛性板通過螺栓連接成整體，在所述的透明剛性模盒的一端的上部設(shè) 有澆筑口，在所述的透明剛性模盒的另一端的上部設(shè)有排氣口，漏斗支架支撐有下料漏斗， 所述的下料漏斗的下口端設(shè)有一活動閥門且所述的下料漏斗的下口端正對所述的澆筑口。所述的下料漏斗的下口端與所述的澆筑口的頂面平齊。所述的下料漏斗為鋼質(zhì)下料漏斗，所述的鋼質(zhì)下料漏斗的上口邊長為300mm的正 方形，下口端為邊長為IOOmm的正方形，高度為400mm。所述的透明剛性模盒的模腔尺寸的長X寬X高為700mmX250mmX 100mm，所述的 澆筑口的尺寸為長X寬X高為120mmX250mmX 200mm，所述的排氣口的尺寸為長X寬為 80mmX 250mm,所述的螺栓為不銹鋼螺栓。采用上述技術(shù)方案的自密實(shí)混凝土充填性能試驗(yàn)測試裝置，抓住影響充填層結(jié)構(gòu) 自密實(shí)混凝土施工質(zhì)量中的關(guān)鍵點(diǎn)——饒筑后的自密實(shí)混凝土與上層結(jié)構(gòu)之間充盈飽滿， 且無大量氣泡層等缺陷，提供了一套自密實(shí)混凝土拌合物充填性測試評價(jià)裝置。采用上述 技術(shù)方案的自密實(shí)混凝土充填性測試評價(jià)裝置，將混凝土拌合物試樣裝入下料漏斗中(下 端活動閥門密封)，然后開啟下料漏斗下端活動閥門讓試樣從下料漏斗下端口經(jīng)透明剛性 模盒的下料口流至透明剛性模盒內(nèi)，測試試樣流出下料漏斗下端口至試樣流動擴(kuò)展至透明 剛性模盒另一端所需時間，觀察拌合物對透明剛性模盒頂層的充模情況，其間是否存在空 隙(離縫)和氣泡，待24h后，拆除透明剛性模盒，檢查硬化后的混凝土與透明剛性模盒頂 層接觸的表面存在氣泡的最大直徑、泡孔深度、氣泡數(shù)量等參數(shù)，從而評價(jià)自密實(shí)混凝土的 充填性能。本發(fā)明以我國大規(guī)模高速鐵路建設(shè)為背景，解決了高速鐵路板式無砟軌道結(jié)構(gòu)填 充層或類似結(jié)構(gòu)自密實(shí)混凝土施工中存在的技術(shù)難題，確保自密實(shí)混凝土澆注后結(jié)構(gòu)的工 程質(zhì)量。測試裝置的科學(xué)性、有效性及其與現(xiàn)有測試方法的比較本裝置是基于無砟軌道結(jié)構(gòu)充填層結(jié)構(gòu)的實(shí)際特點(diǎn)，并結(jié)合實(shí)際現(xiàn)場澆注自密實(shí) 混凝土的方法和條件，通過工程現(xiàn)場調(diào)查和實(shí)驗(yàn)室試驗(yàn)，選用下料漏斗并確定合適的下料 高度尺寸和澆筑口，模擬自密實(shí)混凝土實(shí)際澆注過程；設(shè)計(jì)與實(shí)際充填層結(jié)構(gòu)層相似的充
4填模盒，并選用透明剛性材料制作，掌握自密實(shí)混凝土在透明剛性模盒內(nèi)的充填過程，實(shí)測 自密實(shí)混凝土對模腔的充填飽滿度，因而本裝置具有顯著的科學(xué)性和合理性。同時，對本裝 置和原有的坍落度擴(kuò)展度法、L-型儀、U-型儀等方法相比，不僅能有效表征拌合物的工作 性能，還能更有針對性地反映拌合物在水平夾層狀結(jié)構(gòu)中的充盈飽滿性。因而，本裝置具有 其他已有測試裝置無可比擬的優(yōu)點(diǎn)，彌補(bǔ)了已有測試方法中的不足，是自密實(shí)混凝土工作 性測試評價(jià)方法中的有效補(bǔ)充。測試裝置的敏感性實(shí)踐表明，本裝置對自密實(shí)混凝土拌合物充填性性能的測試評價(jià)敏感性高。試驗(yàn) 通過改變顯著影響自密實(shí)混凝土拌合物性能的超塑化劑、用水量等參數(shù)，達(dá)到改變自密實(shí) 混凝土拌合物性能，比較不同自密實(shí)混凝土的充填性能。采用本裝置測試結(jié)果表明，原材料 組成參數(shù)的微小變化，顯著改變自密實(shí)混凝土的充填性，特別是影響自密實(shí)混凝土與模盒 上層板之間的充盈性和氣孔。與L-型儀、U-型儀比較，本裝置也具有良好的敏感性。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和積極效果1、本裝置能實(shí)際觀察自密實(shí)混凝土在模盒內(nèi)的充填過程，實(shí)測自密實(shí)混凝土對模 盒模腔的充填飽滿度，客觀、全面地反映自密實(shí)混凝土拌合物的充填性能；彌補(bǔ)了已有測試 方法中的不足，是自密實(shí)混凝土工作性測試評價(jià)方法中的有效補(bǔ)充；2、可用于上、下、左、右四個方向均存在模板的高速鐵路板式無砟軌道充填層或類 似的水平盒狀(夾層)結(jié)構(gòu)構(gòu)件自密實(shí)混凝土充填性能的實(shí)驗(yàn)室或是現(xiàn)場施工性能測試評 價(jià)，有利地保證了這類特殊構(gòu)件的施工質(zhì)量；3、操作簡單，可靠性高；測試需要的拌合物量少；避免了現(xiàn)場實(shí)體足尺模型試驗(yàn) 所需的大量人力、物力。綜上所述，本發(fā)明是一種能夠快捷、準(zhǔn)確地測試評價(jià)自密實(shí)混凝土拌合物的充填 性能，保證自密實(shí)混凝土充填層的施工質(zhì)量且結(jié)構(gòu)簡單、性能可靠的自密實(shí)混凝土充填性 能試驗(yàn)測試裝置。


圖1是高速鐵路板式無砟軌道結(jié)構(gòu)型式示意圖；圖2是本發(fā)明的俯視圖；圖3是沿圖2中A-A線剖示圖。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。參見圖2和圖3，透明剛性模盒3由15mm厚的有機(jī)透明剛性板通過不銹鋼螺 栓4連接成整體，透明剛性模盒3的模腔尺寸的長X寬X高為700mmX 250mmX 100mm， 在透明剛性模盒3的一端的上部設(shè)有澆筑口 6，澆筑口 6的尺寸為長X寬X高為 120mmX 250mmX 200mm，在透明剛性模盒3的另一端的上部設(shè)有排氣口 5，排氣口 5的尺寸為 長X寬為SOmmX250mm，漏斗支架2支撐有鋼質(zhì)下料漏斗1，鋼質(zhì)下料漏斗1的上口邊長為 300mm的正方形，下口端為邊長為IOOmm的正方形，高度為400mm，鋼質(zhì)下料漏斗1的下口端 設(shè)有一活動閥門7且鋼質(zhì)下料漏斗1的下口端正對澆筑口 6且與澆筑口 6的頂面平齊。
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參見圖2和圖3，透明剛性模盒3采用15mm厚透明有機(jī)剛性板通過不銹鋼螺栓4 連接而成，通過上下兩塊水平方向的透明有機(jī)剛性板模擬實(shí)體充填層構(gòu)件的上、下結(jié)構(gòu)層， 有機(jī)剛性板之間的夾層模擬自密實(shí)混凝土充填夾層，鋼質(zhì)下料漏斗1的設(shè)計(jì)模擬實(shí)際現(xiàn)場 的澆筑條件。(1)按照如圖2和圖3所示將實(shí)驗(yàn)裝置安裝好，鋼質(zhì)下料漏斗1下口端正對透明剛 性模盒3—端的澆筑口 6。(2)鋼質(zhì)下料漏斗1下口端先將活動閥門7關(guān)閉，并將待測試的自密實(shí)混凝土拌 合物裝入鋼質(zhì)下料漏斗1中，直至拌合物與鋼質(zhì)下料漏斗1上口端平齊，然后立即打開鋼質(zhì) 下料漏斗1下端活動閥門7，并開始計(jì)時，讓混凝土從鋼質(zhì)下料漏斗1中流經(jīng)透明剛性模盒 3，至自密實(shí)混凝土拌合物擴(kuò)展至透明剛性模盒3另一端時，立刻按下秒表，記錄從開始下 料至此時的時間，拌合物繼續(xù)在透明剛性模盒3中擴(kuò)展充填，觀察拌合物在透明剛性模盒3 中充填情況，待混凝土拌合物充滿透明剛性模盒3并且開始從排氣口 5溢出時，關(guān)閉鋼質(zhì)下 料漏斗1，停止向透明剛性模盒3中下料。(3)上述試驗(yàn)完成后，透過透明剛性模盒3頂面的透明剛性板，可初步觀察頂層透 明剛性板與模腔內(nèi)自密實(shí)混凝土之間的充填情況，觀察是否存在空隙，是否存在大量的氣 泡層等，若未觀察到空隙和明顯的大氣泡等缺陷，則可初步判斷其充填性尚可，否則，自密 實(shí)混凝土拌合物充填性較差。(4)待自密實(shí)混凝土凝結(jié)硬化后，拆除透明剛性模盒3，檢查硬化后自密實(shí)混凝土 上表面與透明剛性模盒3頂層底面是否存在空隙、測試硬化后的自密實(shí)混凝土與透明剛性 模盒3頂層接觸的上表面的氣泡數(shù)量、大小等缺陷，用最小刻度為0. Imm的鋼尺量測氣泡的 最大直徑和泡孔深度。(5)以自密實(shí)混凝土拌合物從澆筑口 6流動擴(kuò)展至透明剛性模盒3另一端所需時 間T、硬化后自密實(shí)混凝土上表面與透明剛性模盒3頂層的底面的空隙h、最大泡孔直徑D、 最大泡孔深度H、泡孔直徑大于IOmm的氣泡個數(shù)N等5個試驗(yàn)參數(shù)評價(jià)自密實(shí)混凝土拌合 物的充填性。通過以上測試，評價(jià)所測自密實(shí)混凝土拌合物的工作性(充填性)。(6)當(dāng)時間IOs彡T彡18s, h = 0，D彡10mm, H彡5mm, N彡10個/m2時，可評定 自密實(shí)混凝土拌合物的充填性合格。
權(quán)利要求
一種自密實(shí)混凝土充填性能試驗(yàn)測試裝置，其特征在于透明剛性模盒(3)由有機(jī)透明剛性板通過螺栓連接成整體，在所述的透明剛性模盒(3)的一端的上部設(shè)有澆筑口(6)，在所述的透明剛性模盒(3)的另一端的上部設(shè)有排氣口(5)，漏斗支架(2)支撐有下料漏斗，所述的下料漏斗的下口端設(shè)有一活動閥門(7)且所述的下料漏斗的下口端正對所述的澆筑口(6)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的自密實(shí)混凝土充填性能試驗(yàn)測試裝置，其特征在于所述的 下料漏斗的下口端與所述的澆筑口(6)的頂面平齊。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的自密實(shí)混凝土充填性能試驗(yàn)測試裝置，其特征在于所 述的下料漏斗為鋼質(zhì)下料漏斗(1)，所述的鋼質(zhì)下料漏斗(1)的上口邊長為300mm的正方 形，下口端為邊長為IOOmm的正方形，高度為400mm。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的自密實(shí)混凝土充填性能試驗(yàn)測試裝置，其特征在于所 述的透明剛性模盒⑶的模腔尺寸的長X寬X高為700mmX250mmX 100mm，所述的澆筑口 (6)的尺寸為長X寬X高為120mmX 250mmX 200mm，所述的排氣口(5)的尺寸為長X寬 為80mmX 250mm，所述的螺栓為不銹鋼螺栓(4)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種自密實(shí)混凝土充填性能試驗(yàn)測試裝置，透明剛性模盒(3)由有機(jī)透明剛性板通過螺栓連接成整體，在所述的透明剛性模盒(3)的一端的上部設(shè)有澆筑口(6)，在所述的透明剛性模盒(3)的另一端的上部設(shè)有排氣口(5)，漏斗支架(2)支撐有下料漏斗，所述的下料漏斗的下口端設(shè)有一活動閥門(7)且所述的下料漏斗的下口端正對所述的澆筑口(6)。本發(fā)明是一種能夠快捷、準(zhǔn)確地測試評價(jià)自密實(shí)混凝土拌合物的充填性能，保證自密實(shí)混凝土充填層的施工質(zhì)量且結(jié)構(gòu)簡單、性能可靠的自密實(shí)混凝土充填性能試驗(yàn)測試裝置。
文檔編號G01N11/00GK101893538SQ201010229119
公開日2010年11月24日 申請日期2010年7月16日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月16日
發(fā)明者謝友均, 馬昆林, 龍廣成 申請人:中南大學(xué)