模拟现场环境的混凝土凝结时间自动测定装置及其使用方法与流程

本发明涉及模拟现场环境的混凝土凝结时间自动测定技术领域，尤其是涉及一种模拟现场环境的混凝土凝结时间自动测定装置及其使用方法。

背景技术：

凝结时间作为反映混凝土凝结性能的主要指标，对混凝土拌合物的制备、运输及应用具有重要参考价值。依据gb/t50080-2016《普通混凝土拌合物性能试验方法》标准，混凝土的凝结时间是采用贯入阻力法，通过测定并绘制混凝土拌合物筛出砂浆的贯入阻力-时间曲线拟合所得。该标准将贯入阻力分别为3.5mpa和28.0mpa时对应的时间定义为混凝土的初凝时间和终凝时间。

通过对已公开的专利文献进行检索发现，现有的凝结时间自动测定装置测试环境单一，并未考虑不同环境因素所带来的影响。实际工程中，混凝土所处现场环境受季节、天气等因素的影响复杂多变，这将在很大程度上影响混凝土的凝结性能

目前，测定混凝土凝结时间的装置主要有手动检测装置和自动检测装置两种。相比于前者，后者操作更加简便且可明显降低人员工作强度，提高实验数据的准确性。而现有的凝结时间自动测定装置测试环境单一，并未考虑不同环境因素所带来的影响。实际工程中，混凝土所处现场环境受季节、天气等因素的影响复杂多变，这将在很大程度上影响混凝土的凝结性能。

技术实现要素：

本发明旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种模拟现场环境的混凝土凝结时间自动测定装置，能够在箱体内模拟施工现场环境，实现在实验室中准确判断施工现场混凝土的初终凝时间，进而为施工质量控制提供参考依据，且人员劳动强度低。

根据本发明第一方面实施例的模拟现场环境的混凝土凝结时间自动测定装置，包括：

箱体，所述箱体内的底部处设有测试平台；

试样筒，所述试样筒设置在所述测试平台上，用于盛放待测混凝土；

贯入阻力测定模块，所述贯入阻力测定模块设置在所述箱体内且位于所述试样筒的上方，用于测定所述试样筒中混凝土的贯入阻力；

吹风模块，所述吹风模块设置在所述箱体内且所述吹风模块的出风口朝向所述试样筒，用于模拟现场环境的风速；

阳光模拟模块，所述阳光模拟模块设置在所述箱体内且朝向所述试样筒，用于模拟现场环境的光照；

温湿度传感器，所述温湿度传感器设置在所述箱体内，用于实时测出所述箱体内的温湿度；

加热器，用于对所述箱体内环境升温；

制冷机，用于对所述箱体内环境降温；

除湿机，用于降低所述箱体内的湿度；

加湿器，用于增加所述箱体内的湿度；

小型微电脑，所述小型微电脑与所述温湿度传感器相连以实时监测和记录所述箱体内的温湿度；所述小型微电脑控制所述吹风模块、所述阳光模拟模块、所述加热器、所述制冷机、所述除湿机和所述加湿器的运行；且所述小型微电脑与所述贯入阻力测定模块相连，以获得所述贯入阻力测定模块反馈的测定数据并对所述测定数据进行分析处理，得到贯入阻力值及贯入阻力-时间曲线，从而得到混凝土的凝结时间。

根据本发明第一方面实施例的模拟现场环境的混凝土凝结时间自动测定装置，在箱体内模拟现场环境对试样筒中的混凝土凝结时间进行测定时，通过吹风模块模拟现场环境的风速并通过小型微电脑控制吹风模块，这样，能够实现对箱体内风速的调节，更为准确地测定在不同风速情况下混凝土的真实凝结状态；通过阳光模拟模块模拟现场环境的光照并通过小型微电脑控制阳光模拟模块的运行，这样，能够实现对箱体内光照强度的调节，更为准确地测定在不同光照强度照射情况下混凝土的真实凝结状态；通过温湿度传感器实时测出箱体内的温湿度，利用加热器对箱体内环境升温或制冷机对箱体内环境降温，利用除湿机降低箱体内的湿度或加湿器增加箱体内的湿度，并通过小型微电脑控制加热器、制冷机、除湿机和加湿器的运行，这样，能够实现对箱体内温度和湿度的调节，更为准确地测定在不同温度和湿度情况下混凝土的真实凝结状态。由此，本发明第一方面实施例的模拟现场的混凝土凝结时间自动测定装置能够在箱体内更为贴切地模拟施工现场环境，使箱体内的环境能够反映施工现场混凝土所处真实环境，通过小型微电脑对贯入阻力测定模块反馈的准确可靠的测定数据进行分析处理，从而得到准确可靠的混凝土的凝结时间，有利于准确判断施工现场混凝土的凝结状态，实现在实验室中准确判断施工现场混凝土的初终凝时间，便于指导工程实践，控制混凝土施工质量。此外，本发明第一方面实施例的模拟现场环境的混凝土凝结时间自动测定装置，可以自动测量混凝土的凝结时间，人员劳动强度低。

根据本发明第一方面的一个实施例，所述吹风模块、所述阳光模拟模块和所述温湿度传感器均固定在所述箱体的侧壁上。

根据本发明第一方面进一步的实施例，所述吹风模块和所述阳光模拟模块位于所述箱体的一侧，所述温湿度传感器位于箱体的另一侧。

根据本发明第一方面的一个实施例，所述贯入阻力测定模块包括三轴联动导轨组件和贯入阻力测试组件，所述三轴联动导轨组件包括第一导轨、第二导轨和第三导轨，所述第一导轨和所述第二导轨相对间隔开平行设置在所述箱体内，所述第三导轨的两端分别支撑在所述第一导轨和所述第二导轨上且所述第三导轨沿所述第一导轨和所述第二导轨的长度方向可来回移动；所述贯入阻力测试组件的上端与所述第三导轨相连且相对所述第三导轨的长度方向可来回移动，所述贯入阻力测试组件的下端用于伸入所述试样筒中的混凝土内进行测定。

根据本发明第一方面进一步的实施例，所述吹风模块及所述阳光模拟模块的布置高度位置位于所述试样筒与所述三轴联动导轨组件之间，且所述阳光模拟模块的布置高度位置高于所述吹风模块的布置高度位置。

根据本发明第一方面再进一步的实施例，所述温湿度传感器的布置高度位置高于所述试样筒的布置高度位于且低于所述吹风模块的布置高度位置。

根据本发明第一方面进一步的实施例，所述小型微电脑包括程序控制模块、数据分析模块和数显面板；其中，所述程序控制模块控制所述吹风模块、所述阳光模拟模块、所述贯入阻力测定模块、所述加热器、所述制冷机、所述除湿器和所述加湿器；所述数据分析模块与所述贯入阻力测试组件相连，用于对贯入阻力测试组件采集到的测定数据进行分析处理，得到贯入阻力值及贯入阻力-时间曲线，从而得到混凝土的凝结时间；所述数显面板用于显示所述数据分析模块的处理结果以及用于显示所述温湿度传感器测出的温湿度。

根据本发明第一方面再进一步的实施例，还包括数据采集模块；所述数据采集模块的一端与所述温湿度传感器、所述贯入阻力测定模块相连，用于采集所述温湿度传感器测出的所述箱体内的温湿度以及用于采集所述贯入阻力测试组件的测定数据；所述数据采集模块的另一端与所述小型微电脑的所述数据分析模块相连，用于将采集到的所述箱体内的温湿度以及所述贯入阻力测试组件的测定数据反馈给所述数据分析模块。

根据本发明第一方面再进一步的实施例，还包括微机控制室，所述微机控制室内设置所述数据采集模块、所述小型微电脑、所述加热器、所述制冷机、所述除湿器和所述加湿器。

根据本发明第一方面的一个实施例，所述箱体和所述微机控制室上均设有门体，所述箱体的所述门体和所述微机控制室的所述门体上设置有透明玻璃观察窗。

本发明第二方面还提出了一种模拟现场环境的混凝土凝结时间自动测定装置的使用方法。

根据本发明第二方面实施例的所述模拟现场环境的混凝土凝结时间自动测定装置的使用方法，包括如下步骤：

在所述试样筒中盛放待测混凝土后，将所述试样筒放置于所述测试平台的固定位置；

打开所述小型微电脑，设定环境温度、湿度和风速参数，启动并控制所述加热器、所述制冷机、所述除湿机、所述加湿器和所述吹风模块；设定光照强度，启动并控制所述阳光模拟模块；设定所述试样筒位置参数，启动并控制所述贯入阻力测定模块，进行贯入阻力测定试验；通过所述小型微电脑实施记录所述温湿度传感器的数据、所述贯入阻力测定模块中的位移传感器数据和所述贯入阻力测定模块中压力传感器数据；通过所述小型微电脑处理采集到的数据，得出不同环境作用下混凝土的贯入阻力，并绘制贯入阻力-时间曲线，确定混凝土初终凝时间；

贯入阻力测试结束后，贯入阻力测定模块自动移至原位，手动关闭小型微电脑，取出所述试样筒，结束试验。

根据本发明第二方面实施例的模拟现场环境的混凝土凝结时间自动测定装置的使用方法，具有如下优点：第一，通过吹风模块、阳光模拟模块、温湿度传感器、加热器、制冷机、除湿机、加湿器和小型微电脑在箱体内模拟施工现场混凝土所处真实环境，使箱体内的环境能够反映施工现场混凝土所处真实环境，有利于保证试样筒中混凝土凝结时间的测定结果准确可靠地反映施工现场混凝土的凝结状态；第二，贯入阻力测定模块的测定数据准确可靠，通过微电脑控制系统对贯入阻力测定模块反馈的准确可靠的测定数据进行分析处理，有利于准确判断施工现场混凝土的初终凝结时间，为混凝土施工质量的控制提供可靠指导；第三，可以自动测量混凝土的凝结时间，明显降低人员工作强度，且可减少人为操作误差的可能，提高实验数据的准确性；第四，能够在实验室中准确判断施工现场混凝土的初终凝时间，便于指导工程实践，控制混凝土施工质量。本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为本发明第一方面实施例的模拟现场环境的混凝土凝结时间自动测定装置的结构示意图。

图2为本发明第一方面实施例的模拟现场环境的混凝土凝结时间自动测定装置的贯入阻力测定模块的结构示意图。

附图标记：

模拟现场环境的混凝土凝结时间自动测定装置1000

箱体1测试平台101

试样筒2

贯入阻力测定模块3

三轴联动导轨组件301第一导轨3011第二导轨3012

第三导轨3013贯入阻力测试组件302

吹风模块4

阳光模拟模块5

温湿度传感器6

加热器7

制冷机8

除湿机9

加湿器10

小型微电脑11

数据采集模块12

微机控制室13

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

下面结合图1至图2来描述根据本发明第一方面实施例的模拟现场环境的混凝土凝结时间自动测定装置1000。

如图1至2所示，根据本发明第一方面实施例的模拟现场环境的混凝土凝结时间自动测定装置1000，包括箱体1、试样筒2、贯入阻力测定模块3、吹风模块4、阳光模拟模块5、温湿度传感器6、加热器7、制冷机8、除湿机9、加湿器10和小型微电脑11。箱体1内的底部处设有测试平台101；试样筒2设置在测试平台101上，用于盛放待测混凝土；贯入阻力测定模块3设置在箱体1内且位于试样筒2的上方，用于测定试样筒2中混凝土的贯入阻力；吹风模块4设置在箱体1内且吹风模块4的出风口朝向试样筒2，用于模拟现场环境的风速；阳光模拟模块5设置在箱体1内且朝向试样筒2，用于模拟现场环境的光照；温湿度传感器6设置在箱体1内，用于实时测出箱体1内的温湿度；加热器7用于对箱体1内环境升温；制冷机8用于对箱体1内环境降温；除湿机9用于降低箱体1内的湿度；加湿器10用于增加箱体1内的湿度；小型微电脑11与温湿度传感器6相连以实时监测和记录试样筒2处的温湿度；小型微电脑11控制吹风模块4、阳光模拟模块5、加热器7、制冷机8、除湿机9和加湿器10的运行；且小型微电脑11与贯入阻力测定模块3相连，以获得贯入阻力测定模块3反馈的测定数据并对测定数据进行分析处理，得到贯入阻力值及贯入阻力-时间曲线，从而得到混凝土的凝结时间。

根据本发明第一方面实施例的模拟现场环境的混凝土凝结时间自动测定装置1000，在箱体1内模拟现场环境对试样筒2中的混凝土凝结时间进行测定时，通过吹风模块4模拟现场环境的风速并通过小型微电脑11控制吹风模块4，这样，能够实现对箱体1内风速的调节，更为准确地测定在不同风速情况下混凝土的真实凝结状态；通过阳光模拟模块5模拟现场环境的光照并通过小型微电脑11控制阳光模拟模块5的运行，这样，能够实现对箱体1内光照强度的调节，更为准确地测定在不同光照强度照射情况下混凝土的真实凝结状态；通过温湿度传感器6实时测出箱体1内的温湿度，利用加热器7对箱体1内环境升温或制冷机8对箱体1内环境降温，利用除湿机9降低箱体1内的湿度或加湿器10增加箱体1内的湿度，并通过小型微电脑11控制加热器7、制冷机8、除湿机9和加湿器10的运行，这样，能够实现对箱体1内温度和湿度的调节，更为准确地测定在不同温度和湿度情况下混凝土的真实凝结状态。由此，本发明第一方面实施例的模拟现场的混凝土凝结时间自动测定装置1000能够在箱体1内更为贴切地模拟施工现场环境，使箱体1内的环境能够反映施工现场混凝土所处真实环境，通过小型微电脑11对贯入阻力测定模块3反馈的准确可靠的测定数据进行分析处理，从而得到准确可靠的混凝土的凝结时间，有利于准确判断施工现场混凝土的凝结状态，实现在实验室中准确判断施工现场混凝土的初终凝时间，便于指导工程实践，控制混凝土施工质量。此外，本发明第一方面实施例的模拟现场环境的混凝土凝结时间自动测定装置1000，可以自动测量混凝土的凝结时间，人员劳动强度低。

根据本发明第一方面的一个实施例，吹风模块4、阳光模拟模块5和温湿度传感器6均固定在箱体1的侧壁上。这样，结构设置合理可靠。

根据本发明第一方面进一步的实施例，吹风模块4和阳光模拟模块5位于箱体1的一侧，温湿度传感器6位于箱体1的另一侧。由此，能够避免吹风模块4和阳光模拟模块5对温湿度传感器6产生干扰，影响测量结果。

根据本发明第一方面的一个实施例，贯入阻力测定模块3包括三轴联动导轨组件301和贯入阻力测试组件302，三轴联动导轨组件301包括第一导轨3011、第二导轨3012和第三导轨3013，第一导轨3011和第二导轨3012相对间隔开平行设置在箱体1内，第三导轨3013的两端分别支撑在第一导轨3011和第二导轨3012上且第三导轨3013沿第一导轨3011和第二导轨3012的长度方向可来回移动；贯入阻力测试组件302的上端与第三导轨3013相连且相对第三导轨3013的长度方向可来回移动，贯入阻力测试组件302的下端用于伸入试样筒2中的混凝土内进行测定。贯入阻力测试组件302通常包括探针、压力传感器和位移传感器，在施工现场对试样筒2中的混凝土凝结时间进行测定时，将贯入阻力测试组件302的下端伸入试样筒2中的混凝土内，通过压力传感器和位移传感器可以对探针所测得的贯入阻力及其位置进行采集。

根据本发明第一方面进一步的实施例，吹风模块4及阳光模拟模块5的布置高度位置位于试样筒2与三轴联动导轨组件301之间，且阳光模拟模块5的布置高度位置高于吹风模块4的布置高度位置。这样，结构设置合理，能够更贴切地模拟施工现场混凝土所处的真实环境，保证测量结果的准确性。

根据本发明第一方面再进一步的实施例，温湿度传感器6的布置高度位置高于试样筒2的布置高度位于且低于吹风模块4的布置高度位置。这样，使得温湿度传感器6的测量结果更加贴近试样筒2内混凝土的真实温湿度，保证测量结果的准确性。

根据本发明第一方面进一步的实施例，小型微电脑11包括程序控制模块、数据分析模块和数显面板；其中，程序控制模块控制吹风模块4、阳光模拟模块5、贯入阻力测定模块3、加热器7、制冷机8、除湿器和加湿器10；数据分析模块与贯入阻力测试组件302相连，用于对贯入阻力测试组件302采集到的测定数据进行分析处理，得到贯入阻力值及贯入阻力-时间曲线，从而得到混凝土的凝结时间；数显面板显示数据分析模块的处理结果以及用于显示温湿度传感器6测出的温湿度。可以理解的是，通过程序控制模块控制吹风模块4、阳光模拟模块5、贯入阻力测定模块3、加热器7、制冷机8、除湿器和加湿器10，以调节箱体1内的风速、光照强度及温湿度，来模拟施工现场混凝土所处真实环境，使得箱体1内的环境能够更为贴切地反映施工现场混凝土所处真实环境；通过程序控制模块控制贯入阻力测定模块3，即控制三轴联动导轨组件301和贯入阻力测试组件302，通过设定试样筒2的位置参数，可以精准定位贯入阻力测试组件302的探针贯入位置；数据分析模块与贯入阻力测试组件302相连，用于对贯入阻力测试组件302采集到的测定数据进行分析处理，得到贯入阻力值及贯入阻力-时间曲线，从而得到混凝土的凝结时间；数显面板用于显示分析模块的处理结果(如贯入阻力值、贯入阻力-时间曲线，混凝土的凝结时间等)以及用于显示温湿度传感器6测出的温湿度。

根据本发明第一方面再进一步的实施例，还包括数据采集模块12；数据采集模块12的一端与温湿度传感器6、贯入阻力测定模块3相连，用于采集温湿度传感器6测出的箱体1内的温湿度以及用于采集贯入阻力测试组件302的测定数据；数据采集模块12的另一端与小型微电脑11的数据分析模块相连，用于将采集到的箱体1内的温湿度以及贯入阻力测试组件302的测定数据反馈给数据分析模块。可以理解的是，通过设置数据采集模块，可以方便地采集温湿度传感器测出的温湿度值以及贯入阻力测定模块3中的压力传感器数据和位移传感器数据，并将采集到的数据反馈给数据分析模块，这样可以方便地确定在不同环境条件下的混凝土凝结时间，

根据本发明第一方面再进一步的实施例，还包括微机控制室13，微机控制室13内设置数据采集模块12、小型微电脑11、加热器7、制冷机8、除湿器和加湿器10。这样，模拟现场环境的混凝土凝结时间自动测定装置1000结构紧凑合理并且利用微机控制室13对数据采集模块12、小型微电脑11、加热器7、制冷机8、除湿器和加湿器10进行防尘和保护。

根据本发明第一方面的一个实施例，箱体1和微机控制室13上均设有门体，方便进行混凝土的取放及微机控制室13内部检修，箱体1的门体和微机控制室13的门体上设置有透明玻璃观察窗，能够方便观察箱体1内部状态。

本发明第二方面还提出了一种模拟现场环境的混凝土凝结时间自动测定装置1000的使用方法。

根据本发明第二方面实施例的模拟现场环境的混凝土凝结时间自动测定装置1000的使用方法，包括如下步骤：

在试样筒2中盛放待测混凝土后，将试样筒2放置于测试平台101的固定位置；

打开小型微电脑11，设定环境温度、湿度和风速参数，启动并控制加热器7、制冷机8、除湿机9、加湿器10和吹风模块4；设定光照强度，启动并控制阳光模拟模块5；设定试样筒2位置参数，启动并控制贯入阻力测定模块3，进行贯入阻力测定试验；通过小型微电脑11实施记录温湿度传感器6的数据、贯入阻力测定模块3中的位移传感器数据和贯入阻力测定模块3中压力传感器数据；通过小型微电脑11处理采集到的数据，得出不同环境作用下混凝土的贯入阻力，并绘制贯入阻力-时间曲线，确定混凝土初终凝时间；

贯入阻力测试结束后，贯入阻力测定模块3自动移至原位，手动关闭小型微电脑，取出试样筒2，结束试验。

根据本发明第二方面实施例的模拟现场环境的混凝土凝结时间自动测定装置1000的使用方法，具有如下优点：第一，通过吹风模块4、阳光模拟模块5、温湿度传感器6、加热器7、制冷机8、除湿机9、加湿器10和小型微电脑11在箱体1内模拟施工现场混凝土所处真实环境，使箱体1内的环境能够反映施工现场混凝土所处真实环境，有利于保证试样筒2中混凝土凝结时间的测定结果准确可靠地反映施工现场混凝土的凝结状态；第二，贯入阻力测定模块3的测定数据准确可靠，通过微电脑控制系统对贯入阻力测定模块3反馈的准确可靠的测定数据进行分析处理，有利于准确判断施工现场混凝土的初终凝结时间，为混凝土施工质量的控制提供可靠指导；第三，可以自动测量混凝土的凝结时间，明显降低人员工作强度，且可减少人为操作误差的可能，提高实验数据的准确性；第四，能够在实验室中准确判断施工现场混凝土的初终凝时间，便于指导工程实践，控制混凝土施工质量。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示意性实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解：在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。