一种混凝土粗骨料软弱颗粒含量的测量针头及测量方法与流程

本发明涉及一种软弱颗粒含量的测量针头及测量方法。

背景技术：

标准《水工混凝土试验规程sl352-2006》中关于石料(混凝土粗骨料)中规定了软弱颗粒含量测量方法，测量的目的是测定混凝土粗骨料中软弱颗粒的含量，评定混凝土粗骨料品质。混凝土粗骨料中软弱颗粒含量测量采用的仪器设备为1天平(称量5kg、感量1g)、方孔筛(孔径分别为5mm、10mm、20mm和40mm)、压力机、浅盘、毛刷等。混凝土粗骨料中软弱颗粒含量测量方法为：将骨料浸水8h以上，然后按《水工混凝土试验规程sl352-2006》中分级和加压表规定进行分级和加压。每级取样数目为100粒，并称其质量g1，试验时，在压力机上按级对骨料逐颗进行加压，其中被压碎的颗粒称为软弱颗粒，将其抛弃。称出剩下石子的质量g2。软弱颗粒含量qs的计算公式为：

公式中qs为软弱颗粒质量百分含量，g1为试样质量，单位为g；g2为坚硬颗粒质量，单位为g。上述软弱颗粒含量试验中需要0～1000n量程范围的加载装置，但是目前没有测试该试验的专用装置，一般采用压力实验机进行，但是现有压力试验机的油压加载速率过快且精度低，因此压力试验机的施加压力难以控制在0～1000n范围内；并且压力试验机的压头面积与混凝土粗骨料的粒径差异较大，也会造成测量误差增大。

综上，采用压力试验机进行软弱颗粒含量的测定存在操作性差和误差大的问题。

技术实现要素：

本发明为了解决采用压力试验机进行软弱颗粒含量的测定存在操作性差和误差大的问题，提出一种混凝土粗骨料软弱颗粒含量的测量针头及测量方法。

本发明混凝土粗骨料软弱颗粒含量的测量针头由连杆和测量头构成；所述测量头为圆柱体，测量头的其中一个端面为内凹的球形面，测量头的另一个端面为平面；所述连杆为圆柱杆，连杆的上端外圆周面设置有螺纹，连杆的下端与测量头的平面端固接。

利用上述混凝土粗骨料软弱颗粒含量的测量针头进行软弱颗粒含量测量的方法按照以下步骤进行：

将混凝土粗骨料软弱颗粒含量的测量针头的连杆螺纹端旋入贯入阻力仪的夹头上，在贯入阻力仪的底座上放置支撑平台，调整混凝土粗骨料软弱颗粒含量的测量针头的测量头与支撑平台的顶面之间的距离为50～60mm，在支撑平台上测量头下方放置一个混凝土粗骨料颗粒，转动贯入阻力仪的手柄向混凝土粗骨料颗粒施加压力，即完成；

所述混凝土粗骨料颗粒的粒径为5～10mm时，向混凝土粗骨料颗粒施加的压力为0.15kn；

所述混凝土粗骨料颗粒的粒径为10～20mm时，向混凝土粗骨料颗粒施加的压力为0.25kn；

所述混凝土粗骨料颗粒的粒径为20～40mm时，向混凝土粗骨料颗粒施加的压力为0.34kn；

所述支撑平台的顶面为平面。

本发明原理及有益效果为：

本发明结合试验室测试混凝土凝结时间的贯入阻力仪进行混凝土粗骨料软弱颗粒含量的测量，能够保证施加的压力控制范围在0～1000n量程范围内；混凝土粗骨料软弱颗粒含量的测量针头中测量头的施压面为内凹的球形面，在施压过程中能够限制被测量的混凝土粗骨料颗粒的位置，提高了测量的准确率和成功率，操作性也得到提高，本发明方法测量过程简单，因此单次测量时间短，能够显著提高测量效率。

附图说明

图1为本发明混凝土粗骨料软弱颗粒含量的测量针头的结构示意图；

图2为安装有本发明混凝土粗骨料软弱颗粒含量的测量针头的贯入阻力仪，图中11为贯入阻力仪，12为手柄，13为夹头，14为混凝土粗骨料软弱颗粒含量的测量针头，15为支撑平台。

具体实施方式：

本发明技术方案不局限于以下所列举具体实施方式，还包括各具体实施方式间的任意合理组合。

具体实施方式一：结合图1～2说明本实施方式，本实施方式混凝土粗骨料软弱颗粒含量的测量针头由连杆1和测量头2构成；所述测量头2为圆柱体，测量头2的其中一个端面为内凹的球形面，测量头2的另一个端面为平面；所述连杆1为圆柱杆，连杆1的上端外圆周面设置有螺纹，连杆1的下端与测量头2的平面端固接。

本实施方式原理及有益效果为：本实施方式结合试验室测试混凝土凝结时间的贯入阻力仪进行混凝土粗骨料软弱颗粒含量的测量，能够保证施加的压力控制范围在0～1000n量程范围内；混凝土粗骨料软弱颗粒含量的测量针头中测量头2的施压面为内凹的球形面，在施压过程中能够限制被测量的混凝土粗骨料颗粒的位置，提高了测量的准确率和成功率，操作性也得到提高，本实施方式方法测量过程简单，因此单次测量时间短，能够显著提高测量效率。

具体实施方式二：本实施方式利用混凝土粗骨料软弱颗粒含量的测量针头进行软弱颗粒含量测量的方法按照以下步骤进行：

将混凝土粗骨料软弱颗粒含量的测量针头的连杆1螺纹端旋入贯入阻力仪的夹头上，在贯入阻力仪的底座上放置支撑平台，调整混凝土粗骨料软弱颗粒含量的测量针头的测量头2与支撑平台的顶面之间的距离为50～60mm，在支撑平台上测量头2下方放置一个混凝土粗骨料颗粒，转动贯入阻力仪的手柄向混凝土粗骨料颗粒施加压力，即完成。

本实施方式结合试验室测试混凝土凝结时间的贯入阻力仪进行混凝土粗骨料软弱颗粒含量的测量，能够保证施加的压力控制范围在0～1000n量程范围内；混凝土粗骨料软弱颗粒含量的测量针头中测量头2的施压面为内凹的球形面，在施压过程中能够限制被测量的混凝土粗骨料颗粒的位置，提高了测量的准确率和成功率，操作性也得到提高，本实施方式方法测量过程简单，因此单次测量时间短，能够显著提高测量效率。

具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式二不同的是：所述混凝土粗骨料颗粒的粒径为5～10mm时，向混凝土粗骨料颗粒施加的压力为0.15kn。其他步骤和参数与具体实施方式二相同。

具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式二或三不同的是：所述混凝土粗骨料颗粒的粒径为20～40mm时，向混凝土粗骨料颗粒施加的压力为0.34kn。其他步骤和参数与具体实施方式二或三相同。

具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式二至四之一不同的是：所述混凝土粗骨料颗粒的粒径为10～20mm时，向混凝土粗骨料颗粒施加的压力为0.25kn。其他步骤和参数与具体实施方式二至四之一相同。

具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式二至五之一不同的是：所述支撑平台的顶面为平面。其他步骤和参数与具体实施方式二至五之一相同。

采用以下实验验证本发明的有益效果：

实施例1:

本实施例混凝土粗骨料软弱颗粒含量的测量针头由连杆1和测量头2构成；所述测量头2为圆柱体，测量头2的其中一个端面为内凹的球形面，测量头2的另一个端面为平面；所述连杆1为圆柱杆，连杆1的上端外圆周面设置有螺纹，连杆1的下端与测量头2的平面端固接。

利用上述混凝土粗骨料软弱颗粒含量的测量针头进行软弱颗粒含量测量的方法按照以下步骤进行：

将混凝土粗骨料软弱颗粒含量的测量针头的连杆1螺纹端旋入贯入阻力仪的夹头上，在贯入阻力仪的底座上放置支撑平台，调整混凝土粗骨料软弱颗粒含量的测量针头的测量头2与支撑平台的顶面之间的距离为50～60mm，在支撑平台上测量头2下方放置一个混凝土粗骨料颗粒，转动贯入阻力仪的手柄向混凝土粗骨料颗粒施加压力，即完成；所述支撑平台的顶面为平面；

所述混凝土粗骨料为碎石；

所述混凝土粗骨料颗粒的粒径为5～10mm时，向混凝土粗骨料颗粒施加的压力为0.15kn；

所述混凝土粗骨料颗粒的粒径为10～20mm时，向混凝土粗骨料颗粒施加的压力为0.25kn；

所述混凝土粗骨料颗粒的粒径为20～40mm时，向混凝土粗骨料颗粒施加的压力为0.34kn；

结合混凝土贯入阻力仪，用软弱颗粒含量的测量针头试验时，每一级别的颗粒准备100粒，100粒颗粒的粒径为5～10mm的混凝土粗骨料颗的质量为68.85g，100粒颗粒的粒径为10～20mm的混凝土粗骨料颗的质量为642.31g，100粒颗粒的粒径为20～40mm的混凝土粗骨料颗的质量为4058.55g；

实验过程中其中5～10mm级别颗粒在150n压力下破碎2粒，其质量为1.43g，10～20mm级别颗粒在250n压力下破碎3粒，其质量为21.45g；20～40mm级别颗粒在340n压力下破碎1粒，其质量为31.48g；实验过程中试验人员一手摆放颗粒，一手持贯入阻力仪手柄，平视贯入阻力仪表盘，无过载现象发生，平均完成一个颗粒加载过程需5s，完成本试验加载过程仅需30min，其软弱颗粒含量为1.14％，试验成功率高，试验结果准确，具有代表性。

采用压力实验机进行软弱颗粒含量的测量，作为对比实验：

每一级别的颗粒准备100粒，100粒颗粒的粒径为5～10mm的混凝土粗骨料颗的质量为75.52g，100粒颗粒的粒径为10～20mm的混凝土粗骨料颗的质量为635.63g，100粒颗粒的粒径为20～40mm的混凝土粗骨料颗的质量为3926.57g；实验过程中，5～10mm级别颗粒在150n压力下破碎1粒，其质量为0.64g，因操作不便原因过载破碎2粒，其质量为1.59g。10～20mm级别颗粒在250n压力下破碎2粒，其质量为14.22g，过载破碎4粒，其质量为26.15g；20～40mm级别颗粒在340n压力下破碎1粒，其质量为36.03g，因操作不便原因过载破碎2粒，其质量为59.31g；压力机平均每次升降需20s，摆放颗粒和加载需15s，完成本试验加载过程需175min，并需2名试验人员配合，只计算准确压力下破碎颗粒，其软弱颗粒含量为1.09％，含过载条件下破碎颗粒，其软弱颗粒含量为2.97％，因此对比实验成功率很低，试验结果不确定性很大。