一种透水混凝土试验室成型装置及方法与流程

本发明涉及一种透水混凝土试验室成型装置及方法，属于透水混凝土试验室成型技术领域。

背景技术：

近年来，我国“海绵城市建设”如火如荼，而透水铺装系统作为“海绵城市”理念下的具体措施之一，重新构建了被硬化地面所破坏的“降雨-径流-下渗-回用/循环”的良性循环，对修复城市环境、实现雨水资源化利用具有重要意义。与此同时，随着人们对生活环境的舒适度要求越来越高，透水混凝土透水透气、吸声降噪、改善城市水环境和热岛效应等性能优势被不断挖掘，社会对“透水”路面的需求不断提高。

透水混凝土与普通混凝土的本质区别是体系间存在诸多连通孔隙，成为其透水透气的关键。试验室需要制备透水混凝土进行参数检测。

目前试验室内透水混凝土的成型方式尚未统一，主要有振动成型法、静压力成型法、振压成型法以及插捣成型法等，几种成型方式各有优缺点，采用不同方式成型的透水混凝土试件，性能差异较大。

而且现有的这三种成型法制备成型的透水混凝土，一致性较差，即使其中一致性稍好的静压力成型法，对于压机的压力控制，击压时间的控制难度也均较大，根据透水混凝土性能需要，采用压力调节、击压时间调节等调节难度也较大，更无法确保每次击压的一致性。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种透水混凝土试验室成型装置及方法，克服上述技术问题，从而有效指导透水混凝土相关性能的研究，有利于透水混凝土的大规模的推广应用。

本发明采取以下技术方案：

一种透水混凝土试验室成型装置，包括机身8、链轮传动机构、击实杆5、压实板6、钢模7；所述机身8上部设置驱动机构，所述驱动机构通过所述链轮传动带动第二从齿轮3转动；所述击实杆5下部与压实板6固定连接，压实板6对准下方的钢膜7；击实杆5可在机身的竖直导向下上下活动，击实杆5上固定设置与所述第二从齿轮3啮合的齿条；所述第二从齿轮3为非全齿齿轮，第二从齿轮3转动后将击实杆5抬起，且转动到设定位置时，会与所述齿条脱离，击实杆5连通压实板6自由落体冲击在所述钢模7内。

优选的，所述钢模7固定在机身8上，钢模7与击实压板6仿形，钢模7内径略大于击实压板6的外径。

优选的，所述驱动机构是电机9，所述链轮传动机构包括第一齿轮1、第二齿轮2，所述第一齿轮1与电机9的输出轴连接，所述第二齿轮2与第二从齿轮3同轴固定并一同转动。

一种透水混凝土试验室成型方法，采用上述透水混凝土试验室成型装置，包括以下步骤：

s1、将按照设计容重称量好的混凝土拌合物分两次装入试模，第一次装模高度为试模2/3处，用捣棒由边缘至中心均匀插捣拌合物若干次；

s2、设置承压块下落高度和锤击次数，选择与钢模7相适应的击实压板6，启动电源，击实压板6按照设定高度和次数，均匀锤击试件；

s3、取下试模，加第二次料，将全部剩余拌合物全部加入，用捣棒由边缘至中心均匀插捣若干次；

s4、启动电源，按照与前一次相同的落锤高度和落锤数量继续锤击试件；

s5、取下试件，将成型好的透水混凝土试件放入标准养护室中标养至规定龄期。

优选的，步骤s4中，电机反向转动，通过齿条、击实杆5、击实压板6对试块上的垫块施加压力，从而使试块成型。

进一步的，步骤s4中，通过电机9输出轴上的螺杆上的刻度尺对静压力进行控制，及时补偿新拌混凝土的沉降量，从而使新拌混凝土表面应力得以保证。

优选的，步骤s4中，在试块上加恒压块，通过承压块自重并结合承压块自由落体对试件做工使其成型。

本发明的有益效果在于：

1)利用击压杆及击实压板自身的重力对试件进行冲击，冲击力便于精确控制，一致性较高，稳定性也较高；

2)由于相邻两次锤击有一定的时间间隔，就避免了透水混凝土的离析现象，而且在不断累积的锤击次数下使透水混凝土的各部分掺和料咬合的更好，所以可以在保证一定的孔隙率的前提下，也可以保证强度。

3)冲击力、透水混凝土的式样性能的可控制性大幅度提升；

4)结构简单，可靠性高；

5)可根据不同的透水试件尺寸选择不同的试模和承压块，并可设置不同下落高度和锤击次数，成型的透水混凝土具有不沉浆、受力均匀等特点。

附图说明

图1是本发明透水混凝土试验室成型装置的侧视图。

图2是电机与第一齿轮配合的示意图。

图3是多种击压实板与对应的钢模的示意图。

图中，1是第一齿轮，2是第二齿轮，3是第二从齿轮，4是链条，5是击实杆，6是击实压板，7是钢模，8是机身，9是电机。

有6-1,6-2,6-3分别表示击压实板的三种不同规格，7-1,7-2,7-3分别表示钢模的三种不同规格。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明进一步说明。

参见图1-3，一种透水混凝土试验室成型装置，包括机身8、链轮传动机构、击实杆5、压实板6、钢模7；所述机身8上部设置驱动机构，所述驱动机构通过所述链轮传动带动第二从齿轮3转动；所述击实杆5下部与压实板6固定连接，压实板6对准下方的钢膜7；击实杆5可在机身的竖直导向下上下活动，击实杆5上固定设置与所述第二从齿轮3啮合的齿条；所述第二从齿轮3为非全齿齿轮，第二从齿轮3转动后将击实杆5抬起，且转动到设定位置时，会与所述齿条脱离，击实杆5连通压实板6自由落体冲击在所述钢模7内。

参见图1，所述钢模7固定在机身8上，钢模7与击实压板6仿形，钢模7内径略大于击实压板6的外径。

结合图1和图2，所述驱动机构是电机9，所述链轮传动机构包括第一齿轮1、第二齿轮2，所述第一齿轮1与电机9的输出轴连接，所述第二齿轮2与第二从齿轮3同轴固定并一同转动。

透水混凝土试验室成型时，采用上述透水混凝土试验室成型装置，包括以下步骤：

s1、将按照设计容重称量好的混凝土拌合物分两次装入试模，第一次装模高度为试模2/3处，用捣棒由边缘至中心均匀插捣拌合物若干次；

s2、设置承压块下落高度和锤击次数，选择与钢模7相适应的击实压板6，启动电源，击实压板6按照设定高度和次数，均匀锤击试件；

s3、取下试模，加第二次料，将全部剩余拌合物全部加入，用捣棒由边缘至中心均匀插捣若干次；

s4、启动电源，按照与前一次相同的落锤高度和落锤数量继续锤击试件；

s5、取下试件，将成型好的透水混凝土试件放入标准养护室中标养至规定龄期。

本实施例中，作为优选的方案，步骤s4中，电机反向转动，通过齿条、击实杆5、击实压板6对试块上的垫块施加压力，从而使试块成型；通过电机9输出轴上的螺杆上的刻度尺对静压力进行控制，及时补偿新拌混凝土的沉降量，从而使新拌混凝土表面应力得以保证。

在另一实施例中，针对步骤s4，在试块上加恒压块，通过承压块自重并结合承压块自由落体对试件做工使其成型。

如图1-3所示，整个设备由传动装置、击实装置和成型装置组成，传动装置由电机9，第一齿轮1，第二齿轮2，第二从齿轮3，链条4组成，击实装置由击实杆和击实压板6组成，成型装置是由钢模7和机身8组成。

抗压强度试验有100*100*100mm,150*150*150mm，抗折强度试验有100*100*400mm，所以击实压板6有6-1,6-2,6-3三种规格，钢模7也有7-1,7-2,7-3三种规格，分别对应100*100*100mm,150*150*150mm，100*100*400mm，如图3所示。

本装置工作原理为电机带动第一齿轮1，第一齿轮1通过链条4带动第二齿轮2，从而带动第二从齿轮3，使击实杆5和击实压板6上升一定高度(第二从齿轮的设计只有部分齿尖)，然后做自由落体运动对试块做持续恒定的功。由于相邻两次锤击有一定的时间间隔，就避免了透水混凝土的离析现象，而且在不断累积的锤击次数下使透水混凝土的各部分掺和料咬合的更好，所以可以在保证一定的孔隙率的前提下，也可以保证强度。

下面从试验效果的角度举出具体的实例：

实施例一：

采用天然骨料拌制透水混凝土，其中设计孔隙率为20％，分别采用振动成型、插捣成型和本实验装置成型不同尺寸的透水混凝土试件，其中100*100*100mm用于测试透水混凝土的28d抗压强度，150*150*150mm测试透水混凝土的连通孔隙率，100*100*400mm测试透水混凝土的弯拉强度，试验结果如下表：

表1透水混凝土系统性能

采用(下)振动成型的透水混凝土，外观较好，但是出现水泥浆部分封底现象，堵塞了有效孔，因此虽然有一定强度，但是连通孔隙率远低于设计孔隙率。

采用插捣成型的透水混凝土，试件较为松散，缺零掉角现象严重，抗压和弯拉强度也较低。

采用本装置成型的透水混凝土，各项性能均优于采用其他两种方式成型的混凝土。

实施例二：

采用天然骨料与钢渣复配拌制透水混凝土，其中设计孔隙率为15％，分别采用振动成型、插捣成型和本实验装置成型不同尺寸的透水混凝土试件，其中100*100*100mm用于测试透水混凝土的28d抗压强度，150*150*150mm测试透水混凝土的连通孔隙率，100*100*400mm测试透水混凝土的弯拉强度，试验结果如下表：

表2透水混凝土系统性能

采用(下)振动成型的透水混凝土，由于振动时间控制不佳，出现封底现象，连通孔隙率基本为零；

采用插捣成型的透水混凝土，试件缺零掉角现象严重，抗压和弯拉强度偏低。

采用本装置成型的透水混凝土，各项性能均优于采用其他两种方式成型的混凝土。