本發(fā)明涉及新拌混凝土性能檢測(cè)技術(shù)，特別是一種實(shí)時(shí)檢測(cè)攪拌車(chē)罐內(nèi)混凝土工作性能的方法。

背景技術(shù)：

1、混凝土是建筑行業(yè)廣泛使用的材料之一?，F(xiàn)代施工技術(shù)的發(fā)展對(duì)于混凝土流塑性狀態(tài)下的工作性能穩(wěn)定性要求越來(lái)越高，混凝土的流動(dòng)性直接影響其在施工過(guò)程中的可操作性和最終的工程質(zhì)量。傳統(tǒng)的混凝土流動(dòng)性檢測(cè)方法通常依賴(lài)于實(shí)驗(yàn)室測(cè)試，而且僅限于混凝土出廠前，出場(chǎng)后在運(yùn)輸途中的混凝土性能隨時(shí)間變化，但是運(yùn)輸途中罐內(nèi)的混凝土性能變化情況沒(méi)有有效的檢測(cè)手段。因此，開(kāi)發(fā)一種能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)混凝土罐車(chē)內(nèi)混凝土流動(dòng)性的方法具有重要的實(shí)際意義。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是提供一種攪拌罐內(nèi)混凝土工作性能檢測(cè)方法，該方法能夠?qū)崟r(shí)監(jiān)測(cè)混凝土的流動(dòng)性，并通過(guò)無(wú)線傳輸系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)，以便在混凝土性能不佳時(shí)向質(zhì)控人員或機(jī)構(gòu)發(fā)出預(yù)警。

2、本發(fā)明的技術(shù)方案為：在混凝土罐車(chē)進(jìn)料斗裝置設(shè)置激光掃描儀組，所述進(jìn)料斗裝置包括正圓形的導(dǎo)料筒1和進(jìn)料斗2，所述導(dǎo)料筒1上沿設(shè)置下肋板1-1，所述導(dǎo)料筒1上沿和所述下肋板1-1之間靠進(jìn)料斗2側(cè)為進(jìn)料斗背板2-1，所述進(jìn)料斗背板2-1與所述進(jìn)料斗2為一體，所述激光掃描儀為激光掃描儀組1-2，所述激光掃描儀組1-2固定連接在所述下肋板1-1、進(jìn)料斗背板2-1和導(dǎo)料筒1組成的半封閉空間內(nèi)。將混凝土由此進(jìn)料斗加入罐車(chē)中，混凝土罐車(chē)行駛過(guò)程中其罐體會(huì)進(jìn)行順時(shí)針低速勻速轉(zhuǎn)動(dòng)（轉(zhuǎn)速在2-4rad/min范圍內(nèi)）。此時(shí)，罐體與混凝土接觸的筒壁對(duì)混凝土產(chǎn)生一定得粘附力，該粘附力是混凝土的動(dòng)態(tài)屈服應(yīng)力 τ(n/m2)的集合，因此轉(zhuǎn)動(dòng)作用下混凝土液面發(fā)生穩(wěn)態(tài)傾斜，使得混凝土質(zhì)心發(fā)生偏移，如圖3，質(zhì)心偏移產(chǎn)生的扭矩與黏附力產(chǎn)生的扭矩形成動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)。平衡公式為：

3、g?????式（2）；

4、如圖5，取垂直于罐體旋轉(zhuǎn)中心線的橫截面(見(jiàn)圖5藍(lán)色部分)，罐體內(nèi)的混凝土所占該截面的部分記作c（見(jiàn)圖5紅色部分）。

5、如圖2，罐體靜止時(shí)混凝土質(zhì)心在a點(diǎn)，罐體勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，混凝土質(zhì)心偏移到b點(diǎn)，如圖3，兩點(diǎn)的水平位移記為 。質(zhì)心變化的水平位移與混凝土液面的傾斜角θ存在以下關(guān)系：

6、??????????式（1）；

7、激光掃描儀作為一種利用激光技術(shù)進(jìn)行掃描和成像的設(shè)備，可快速建立物體的三維影像模型。通過(guò)激光掃描儀掃描混凝土表面，在掃描到圖3所示混凝土表面后結(jié)合罐體的截面圖可得到沿軸線旋轉(zhuǎn)的圓桶狀罐體的正圓截面、罐體橫截面的半徑r、混凝土接觸罐體的接觸面積s等，通過(guò)計(jì)算機(jī)可計(jì)算出混凝土質(zhì)心b的位置，從而得到傾斜角θ，將上述數(shù)據(jù)帶入以下公式可得動(dòng)態(tài)屈服應(yīng)力 τ值：

8、?式（3）；

9、其中，

10、 τ為混凝土的動(dòng)態(tài)屈服應(yīng)力，單位為n/m2；

11、yc為混凝土液面中心點(diǎn)距該橫截面混凝土所占幾何面積質(zhì)心的距離，單位為m；

12、θ為混凝土液面與水平面的傾斜角度，單位為°；

13、s為混凝土接觸罐體的接觸面積，單位為m2；

14、為罐體橫截面的半徑，單位為m；

15、為罐體靜止?fàn)顟B(tài)下的混凝土和勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)混凝土質(zhì)心位置的水平位移，單位為m；

16、 m為混凝土質(zhì)量，單位為kg；

17、g為重力加速度，重力加速度g為公知常數(shù)，單位為n/kg。

18、當(dāng)θ≠0時(shí)，表示混凝土動(dòng)態(tài)屈服應(yīng)力不等于0，此時(shí)可以通過(guò)上式計(jì)算出動(dòng)態(tài)屈服應(yīng)力，動(dòng)態(tài)屈服應(yīng)力越大表明混凝土流動(dòng)性越差，動(dòng)態(tài)屈服應(yīng)力越小表明混凝土流動(dòng)性越好，因?yàn)殡x析狀態(tài)表示混凝土過(guò)稀，漿體和骨料分離，表層是漿水，而漿水屈服應(yīng)力非常小，幾乎呈水平，所以此時(shí)可以排除混凝土離析的情況，因此可以根據(jù)項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)的技術(shù)需要設(shè)置一個(gè)動(dòng)態(tài)屈服應(yīng)力的閾值z(mì)。

19、當(dāng)τ≤z，表示混凝土合格；當(dāng)τ＞z，表明混凝土干稠。

20、當(dāng)θ=0時(shí)，則無(wú)法直接判斷混凝土是流動(dòng)性合格還是離析狀態(tài)，因此需要從混凝土液面表觀上判斷：離析的混凝土，骨料下沉，表面為漿水層，粗糙度小，動(dòng)態(tài)屈服應(yīng)力為0，但黏聚性合格的混凝土則骨料均勻分布于表面，粗糙度較大。因此可以當(dāng)θ=0時(shí)，以粗糙度ra區(qū)分混凝土屬于合格或離析狀態(tài)（粗糙度ra可以通過(guò)激光掃描儀測(cè)得）。根據(jù)項(xiàng)目現(xiàn)場(chǎng)的技術(shù)需要設(shè)置一個(gè)粗糙度的閾值t。

21、當(dāng)ra＞t，表示混凝土合格；當(dāng)ra≤t，表明混凝土離析。

22、所述θ精度≤0.5度，小于0.1度時(shí)θ記為0度。

23、本發(fā)明的有益效果為：合格的混凝土出場(chǎng)后，在運(yùn)輸途中，混凝土罐車(chē)的罐內(nèi)的混凝土性能變化情況可以實(shí)時(shí)被檢測(cè)，并向質(zhì)控人員或機(jī)構(gòu)提供實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，在混凝土性能不佳時(shí)可發(fā)出預(yù)警，確保建筑工程中混凝土質(zhì)量的穩(wěn)定性，保障了施工、提高了生產(chǎn)效率。

技術(shù)特征：

1.一種實(shí)時(shí)檢測(cè)攪拌車(chē)罐內(nèi)混凝土工作性能的方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述θ精度≤0.5度，小于0.1度時(shí)θ記為0度。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述激光掃描儀設(shè)置在一種混凝土罐車(chē)進(jìn)料斗裝置上，所述進(jìn)料斗裝置包括正圓形的導(dǎo)料筒（1）和進(jìn)料斗（2），所述導(dǎo)料筒（1）上沿設(shè)置下肋板（1-1），所述導(dǎo)料筒（1）上沿和所述下肋板（1-1）之間靠進(jìn)料斗（2）側(cè)為進(jìn)料斗背板（2-1），所述進(jìn)料斗背板（2-1）與所述進(jìn)料斗（2）為一體的，所述激光掃描儀為激光掃描儀組（1-2），所述激光掃描儀組（1-2）固定連接在所述下肋板（1-1）、進(jìn)料斗背板（2-1）和導(dǎo)料筒（1）組成的半封閉空間內(nèi)。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開(kāi)了一種實(shí)時(shí)檢測(cè)攪拌車(chē)罐內(nèi)混凝土工作性能的方法，用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)混凝土的流動(dòng)性，該方法利用力矩平衡原理，通過(guò)測(cè)量運(yùn)輸過(guò)程中混凝土罐車(chē)內(nèi)混凝土液面與水平面的傾斜角度、混凝土接觸罐體的接觸面積、罐體橫截面面積等數(shù)據(jù)，計(jì)算混凝土的動(dòng)態(tài)屈服應(yīng)力，通過(guò)激光掃描儀測(cè)得混凝土表面的粗糙度，通過(guò)動(dòng)態(tài)屈服應(yīng)力與其對(duì)應(yīng)閥值的對(duì)比或粗糙度與其對(duì)應(yīng)閥值的對(duì)比，來(lái)判定混凝土屬于合格或離析或干稠狀態(tài)。本發(fā)明提供的監(jiān)測(cè)方法具有以下優(yōu)點(diǎn)：合格的混凝土出場(chǎng)后，在運(yùn)輸途中，混凝土罐車(chē)的罐內(nèi)的混凝土性能變化情況可以實(shí)時(shí)被檢測(cè)；混凝土性能不佳時(shí)可向質(zhì)控人員發(fā)出預(yù)警，為高效施工提供了保障。

技術(shù)研發(fā)人員：何彥琪,楊瓊輝,蔣震,王軍,冷政,劉斌,李曦,李蒙強(qiáng),蔣崢瑾,曾維
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中建西部建設(shè)湖南有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19