一种透水混凝土试件成型装置及其成型方法与流程

本发明涉及透水混凝土试件成型技术领域，特别是涉及一种透水混凝土试件成型装置及其成型方法。

背景技术

随着我国“海绵城市”计划的不断推进，人们对透水混凝土的研究也越来越深入，由于不同的透水混凝土试件成型方法对其强度影响较大，甚至同一配合比的混凝土以不同的成型方法做出的试件强度也不相同。目前对于透水混凝土试件的成型方法，较为常用的有碾压法、静压法和振动法三种，对于碾压法和静压法来说，透水性能良好，但混凝土强度不高，振动法是将试模放置在混凝土振动台上振动成型，强度较高，但容易造成孔洞阻塞，透水性能较差，而传统的加压振动法只是在振动开始之前利用压件施加一个压力，但是振动的过程中混凝土会在试模内发生沉降，导致施加的压力逐渐减小甚至消失，从而导致透水混凝土试件成型后出现局部空洞的现象，为了解决上述问题，亟需提供一种能够在放振动台上振动的同时混凝土试件顶面也能持续受到一定的压力的试件成型装置及相应的成型方法。

所以本发明提供一种新的方案来解决此问题。

技术实现要素：

针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本发明之目的在于提供一种透水混凝土试件成型装置及其成型方法。

其解决的技术方案是：一种透水混凝土试件成型装置，包括施力组件、反力架和试模，所述反力架固定设置在混凝土振动台上，包括反力架顶板，反力架顶板底部中心设置有加强螺母，反力架顶板通过四根立柱连接反力架底板；所述试模包括试模本体和导向套筒，试模本体放置在反力架底板中心，试模本体上沿外侧周围设置有纵截面为矩形的翼缘，导向套筒扣设于翼缘上，导向套筒的纵截面与翼缘的纵截面形成一个完整的矩形，试模本体的内部设置有与试模本体内壁尺寸相匹配的垫板；所述施力组件包括旋动手柄，旋动手柄底部中心设置有螺杆，螺杆穿透反力架顶板中心、加强螺母伸入反力架内部，螺杆的底部刚性连接横截面为圆形的上压板，上压板的下方设置滚动轴承，滚动轴承下方设置横截面为圆形的下压板，下压板下方设置弹簧，上压板、滚动轴承、下压板、弹簧通过限位框架固定在一起。

优选的，所述限位框架为圆筒形框架，包括框架顶板，螺杆穿透框架顶板中心，框架顶板通过螺栓连接限位框架壁。

优选的，所述限位框架的内壁横截面尺寸与上压板、滚动轴承、下压板、弹簧的外侧间隙接触。

优选的，所述螺杆的横截面为优弓形，优弓形弦长边所在的纵向平面上标刻有精度为1mm的刻度尺。

利用所述的透水混凝土试件成型装置的成型方法，包括如下步骤：

1）将导向套筒和垫板从试模本体上取出，再将新拌混凝土装入试模本体的一半高度；

2）将试模本体掂离地面高4-7cm处自由落下；

3）重复步骤2）4-6次；

4）将导向套筒扣设在试模本体上，再将新拌混凝土装入试模本体至导向套筒顶面；

5）重复步骤2）4-6次；

6）试模本体内新拌混凝土出现沉降空间，再次添加新拌混凝土至距离导向套筒顶面0.4-0.7cm处，并将新拌混凝土表面整平，将垫板放置在新拌混凝土表面，再将装好新拌混凝土的试模放置在反力架底板中心；

7）转动旋动手柄，当限位框架刚接触垫板时记录螺杆上的刻度值x1，继续转动旋动手柄至螺杆上的刻度值为x2时达到垫板预设受到的压力p=0.5mpa，根据胡克定律f=k（x2-x1）和力学公式f=p*s计算出x2的值，其中，k为弹簧的弹性系数，s为垫板的横截面积；

8）启动混凝土振动台，振动6-8s后停止；

9）转动旋转手柄使限位框架与垫板脱离，取下导向套筒，取下垫板；

10）将成型的混凝土试件放置在温度为20±5℃，湿度不小于50％的环境中静置24h后脱膜。

由于以上技术方案的采用，本发明与现有技术相比具有如下优点：

1.本发明装置结构简单，可实现透水混凝土试件压振结合成型，且混凝土在振动的过程中，通过施力组件对混凝土上方的垫板进行持续施力，有效地避免透水混凝土试件成型后出现局部空洞的现象；

2.本发明的成型方法中分两次将新拌混凝土装入试模本体中，并分别进行多次掂落操作，使装入试模本体中的新拌混凝土具有很好的紧实性，有效减少振动过程中混凝土的沉降量，且通过螺杆上的刻度尺对混凝土上部垫板所受压力进行精确计算，使在振动过程中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，成型方法简单，可操作性强，试件成型效果好。

附图说明

图1为本发明的剖视图。

图2a为本发明中螺杆的俯视图。

图2b为本发明中螺杆上刻度尺的主视图。

图3为本发明中反力架的连接示意图。

图4为本发明中反力架顶板的俯视图。

图5a为本发明中导向套筒的结构示意图。

图5b为5a的仰视图。

图中：11-旋动手柄，12-螺杆，13-上压板，14-滚动轴承，15-下压板，16-弹簧，17-限位框架，21-反力架顶板，22-反力架底板，23-立柱，24-加强螺母，25-螺帽，26-螺栓孔，31-试模本体，32-导向套筒，33-垫板，34-翼缘。

具体实施方式

有关本发明的前述及其他技术内容、特点与功效，在以下配合参考附图1至附图5b对实施例的详细说明中，将可清楚的呈现。以下实施例中所提到的结构内容，均是以说明书附图为参考。

如图1所示，一种透水混凝土试件成型装置，包括施力组件、反力架和试模，其中反力架固定设置在混凝土振动台上，包括反力架顶板21、反力架底板22和四根立柱23，反力架顶板21底部中心设置有加强螺母24，反力架顶板21四个角处开设有螺栓孔26，如图4、图3所示，立柱23底部与反力架底板22刚性连接，立柱23顶部设置有螺纹，立柱23螺纹穿透螺栓孔26并通过螺帽25与反力架顶板21固定连接。

试模包括有试模本体31，试模本体31放置在反力架底板22的中心，为了防止混凝土在振动过程中出现沉降影响试件的大小，将在试模本体31上加设导向套筒32，试模本体31上沿外壁周围设置有纵截面为矩形的翼缘34，导向套筒32扣设于翼缘34上，扣设过的导向套筒俯视图如图5b所示，导向套筒与翼缘34的纵截面形成一个完整的矩形，试模本体31的内部设置有与试模本体31内壁尺寸相匹配的垫板33。

在具体使用时，试模本体31和导向套筒32的几何形状可根据需要成型的透水混凝土试件形状进行选择，例如试模本体31可为长方体、正方体、圆柱体等，本实施例的试模本体31为正方体，则导向套筒32的外壁与内壁为相应的正方形，如图5a、5b所示。

施力组件包括旋动手柄11，旋动手柄11底部中心设置有螺杆12，螺杆12穿透反力架顶板21中心和加强螺母24伸入反力架内部，为了方便施力组件施加压力的计算，将螺杆12的横截面设计为优弓形，如图2a所示，优弓形弦长边所在的纵向平面上标刻有精度为1mm的刻度尺，如图2b所示，螺杆12的底部刚性连接横截面为圆形的上压板13，上压板13的下方设置滚动轴承14，滚动轴承14下方设置横截面为圆形的下压板15，通过在上压板13、下压板15之间设置滚动轴承14，避免施力过程中施力组件的磨损，同时使施力调节更加省力。下压板15下方设置弹簧16，上压板13、滚动轴承14、下压板15、弹簧16通过限位框架17固定在一起，具体使用时，限位框架17采用圆筒形框架，为了方便更换滚动轴承14和弹簧16，框架顶板与框架壁采用可拆卸式连接，例如框架顶板通过螺栓连接框架壁，为了防止限位框架17的内的施力部件出现错位，限位框架17的内壁横截面尺寸与上压板13、滚动轴承14、下压板15、弹簧16的外侧间隙接触，螺杆12穿透框架顶板中心，与框架活动连接。

利用所述的透水混凝土试件成型装置的成型方法，包括如下步骤：

1）首先将导向套筒32和垫板33从试模本体31上取出，再将新拌混凝土装入试模本体31的一半高度；

2）将试模本体31掂离地面高4-7cm处自由落下，重复掂落4-6次使混凝土具有一定的紧实性；

3）将导向套筒32扣设在试模本体31上，再将新拌混凝土装入试模本体31至导向套筒32顶面，再重复掂落4-6次；

4）掂落后的试模本体31内新拌混凝土出现沉降空间，再次添加新拌混凝土至距离导向套筒32顶面0.4-0.7cm处，并将新拌混凝土表面整平，将垫板33放置在新拌混凝土表面，再将装好新拌混凝土的试模放置在反力架底板22中心；

5）转动旋动手柄11，当限位框架17刚接触垫板33时记录螺杆12上的刻度值x1，继续转动旋动手柄11至螺杆12上的刻度值为x2时达到垫板33预设受到的压力p=0.5mpa，根据胡克定律f=k（x2-x1）和力学公式f=p*s可计算出x2的刻度值，其中，k为弹簧16的弹性系数，s为垫板33的横截面积；

6）启动混凝土振动台，振动6-8s后停止；

7）转动旋转手柄使限位框架17与垫板33脱离，取下导向套筒32，取下垫板33；

8）最后将成型的混凝土试件放置在温度为20±5℃，湿度不小于50％的环境中静置24h后脱膜，并放入标养室进行养护。

综上所述，本发明的成型方法中分两次将新拌混凝土装入试模本体31中，并分别进行多次掂落操作，使装入试模本体31中的新拌混凝土具有很好的紧实性，有效减少振动过程中混凝土的沉降量，且通过螺杆12上的刻度尺对混凝土上部垫板33所受压力进行精确计算，使在振动过程中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，有效地避免透水混凝土试件成型后出现局部空洞的现象，成型方法简单，可操作性强，试件成型效果好。

以上所述是结合具体实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明具体实施仅局限于此；对于本发明所属及相关技术领域的技术人员来说，在基于本发明技术方案思路前提下，所作的拓展以及操作方法、数据的替换，都应当落在本发明保护范围之内。