一种混凝土泵送阻力测量装置及其测量方法与流程

本发明涉及一种混凝土泵送阻力测量装置及其测量方法，属于建筑施工技术领域。

背景技术：

混凝土是由粗骨料、细骨料、胶凝材料组成的复杂组分，泵送阻力一直是混凝土较难测量的性能。现有测试方式是采用经验结合使用坍落度筒试验、l型试验等综合方法。现有测试方式只能获得泵送性能的间接参数。随着高强高性能混凝土在高层与超高层建筑物中获得越来越多的应用，需要一种有效、可靠、可直接对混凝土泵送性能进行测试的方法。

在直接测试混凝土泵送性能方面，德国史莱宾格公司出品新型混凝土性能测装置——sliper滑管仪。该仪器是将混凝土放入滑管内，利用管道自身和配重重量，使管道在混凝土外侧滑动来测量混凝土与管壁的摩擦阻力。但由于目前泵送混凝土的流动性都较大，造成骨料容易下沉，这样导致拌合物的均匀性较差，管道内下方石子偏多，而上方浆体偏多。利用sliper滑管仪不会测得混凝土因骨料下沉导致的泵送阻力增大，因为其设备的模型是管壁在混凝土外侧滑动，混凝土内部匀质性变化引起的泵送能力的变化没有办法来测量，即无法准确衡量混凝土的泵送性能。针对上述缺点，本发明研发了混凝土泵送性能测试设备，并对其测量方法进行介绍。

技术实现要素：

本发明的目的在于，提供一种可直接测试混凝土的泵送性能、并且测量准确、结构简单、易操作的混凝土泵送阻力测量装置及其测量方法，以克服现有技术的不足。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

本发明的一种混凝土泵送阻力测量装置；包括外套筒；外套筒底部设有底座，外套筒内设有内套筒；内套筒与外套筒滑动连接；内套筒顶部设有顶盖；顶盖设有压力表和一组排气管；每个排气管均设有阀门。

前述装置中，所述内套筒顶口设有外螺纹，外螺纹与顶盖上的内螺纹连接，在内套筒顶口与顶盖之间设有密封垫。

前述装置中，所述外套筒和内套筒所用材质与常用混凝土泵送管道一致；内套筒外壁和外套筒内壁为抛光处理的表面。

前述装置中，所述内套筒底口设有45度倒角，形成喇叭口状。

前述装置中，所述内套筒外壁设有刻度尺。

前述装置中，所述顶盖上设有法码支架，法码支架上设有法码。

本发明的一种采用上述装置进行混凝土泵送阻力测量的方法为：该方法按以下步骤进行：

步骤一、在混凝土泵送阻力测量装置的外套筒内注入混凝土拌合物；注入混凝土拌合物高度约为900mm；

步骤二、将内套筒外壁涂抹一层凡士林，然后将内套筒插入外套筒中；

步骤三、关闭顶盖上所有阀门并将顶盖与内套筒顶口密封连接；内套筒会在自重作用下在外套筒中下沉一段距离，待静止不再下沉后进行测试；

步骤四、打开一组排气管中的一个阀门，内套筒会再继续下沉一段距离s1，测得内套筒下降速率v1和压力表的变化率p1；

步骤五、重复步骤四每次多打开一个阀门，每多打开一个阀门，内套筒就会再继续下沉一段距离s2、s3、s4；测得内套筒下降速率v2、v3、v4、和压力表的变化率p2、p3、p4；

步骤六、根据测量结果建立p与v的关系图；根据关系图斜率的大小来衡量混凝土泵送阻力的大小。

前述方法中，所述建立的p与v关系图离散较大时，应通过增加法码调整配重，重新测得一组内套筒下降速率v和压力表变化率p，建立p与v的关系图。

由于采用了上述技术方案，本发明能借助内套筒的自身重力和配重，使其装置在不同排气速率下在外筒混凝土中的下沉速度不同，并能根据等距离内气压的变化量和下沉速度的关系来衡量混凝土的泵送性能。因此本发明与现有技术相比，本发明不仅具有可直接测试混凝土的泵送性能的优点，而且本发明还具有测量准确、结构简单、易操作等优点。

附图说明

图1是本发明装置的结构示意图；

图2是本发明的压力-流量经验图。

附图中的标记为：1-外套筒、2-底座、3-内套筒、4-顶盖、5-压力表、6-排气管、7-阀门、8-密封垫、9-刻度尺、10-法码支架、11-法码、12-混凝土拌合物。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。

本发明的一种混凝土泵送阻力测量装置，如图1所示，包括外套筒1；外套筒1底部设有底座2，外套筒1内设有内套筒3；内套筒3与外套筒1滑动连接；内套筒3顶部设有顶盖4；顶盖4设有压力表5和一组排气管6；每个排气管6均设有阀门7。内套筒3顶口设有外螺纹，外螺纹与顶盖4上的内螺纹连接，在内套筒3顶口与顶盖4之间设有密封垫8。外套筒1和内套筒3所用材质与常用混凝土泵送管道一致；内套筒3外壁和外套筒1内壁抛光处理。内套筒3底口设有45度倒角，形成喇叭口状。内套筒3外壁设有刻度尺9。顶盖4上设有法码支架10，法码支架上设有法码11。

本发明的一种采用上述装置进行混凝土泵送阻力测量的方法，如图1所示，该方法是借助内套筒3的自身重力和配重，测量内套筒3在不同排气速率下在外套筒1混凝土中的下沉速度，根据内套筒3内气压变化和内套筒3下沉速度来衡量混凝土的泵送性能。具体按以下步骤进行测量：

步骤一、在混凝土泵送阻力测量装置的外套筒1内注入混凝土拌合物12；注入混凝土拌合物12高度约为900mm；

步骤二、将内套筒3外壁涂抹一层凡士林，然后将内套筒3插入外套筒1中；

步骤三、关闭顶盖4上所有阀门7并将顶盖4与内套筒3顶口密封连接；内套筒3会在自重作用下在外套筒1中下沉一段距离，待静止不再下沉后进行测试；

步骤四、打开一组排气管6中的一个阀门7，内套筒3会再继续下沉一段距离s1，测得内套筒3下降速率v1和压力表的变化率p1；

步骤五、重复步骤四每次多打开一个阀门7，每多打开一个阀门7，内套筒3就会再继续下沉一段距离s2、s3、s4；测得内套筒3下降速率v2、v3、v4、和压力表的变化率p2、p3、p4；

步骤六、根据测量结果建立p与v的关系图；根据关系图斜率的大小来衡量混凝土泵送阻力的大小。

上方法中，若建立的p与v关系图离散较大时，应通过增加法码11调整配重，重新测得一组内套筒3下降速率v和压力表变化率p，建立p与v的关系图。

实施例

本例所用装置如图1所示：由内套筒3、外套筒1、底座2、顶盖4、排气管6、阀门7、压力表5和法码11构成。内套筒3和外套筒1所用材质应与常用混凝土泵送管道一致。顶盖4与内套筒3之间通过密封垫8密封连接防止漏气。顶盖4设有四个排气管6，每个排气管6均设有阀门7，根据打开阀门7数量控制内套筒3内压力降低的速率，调节内套筒3在混凝土拌合物12中的下沉速度v。内套筒3内径100mm，壁厚3mm，长1000mm，内套筒3外壁应进行抛光处理，内套筒3外壁上应有间隔为10cm的刻度尺9。外套筒1内径106mm，壁厚3mm，长1000mm，外套筒1内壁应进行抛光处理。压力表5的量程宜为0～100pa。

测量混凝土泵送阻力时，将混凝土拌合物12放在带有底座2的外套筒1中，混凝土拌合物12填充高度达到900mm时，将内套筒3外壁涂抹一层凡士林，然后插入外套筒1内。将内套筒3顶部的所有阀门7关闭，并与内套筒3顶口密封连接。此时在内套筒3自重作用下，内套筒3会在外套筒1中下沉一段距离后处静止状态。然后打开四个阀门中的其中一个阀门，内套筒3会缓慢下降，测得内套筒3下降速率v1，压力表5的变化率p1。重复上述步骤，测得打开两个阀门，三个阀门和四个阀门时内套筒3下降速率v2、v3、v4，压力表5的变化率p2、p3、p4。如果测得上述结果离散较大，还可通过增加法码11调整配重，并测得v5～v8，p5～p8。最后建立p与v的关系图。根据关系图斜率的大小来衡量混凝土泵送阻力的大小。针对粗骨料易下沉的大流动度混凝土，内套筒3无法下沉到外套筒1的底端，通过测量内套筒3下端与外套筒1底端的距离来衡量混凝土的匀质性。一般来讲，距离越小，混凝土的匀质性越好。

本发明装置的构造及测试原理：测试时，先在外套筒1中放入混凝土拌合物12的样品，再将密封后的内套筒3垂直放入外套筒1中。利用内套筒1及法码11的自身重力自由向下滑动至不动为止，在测试时，增加了内套筒3拨开外套筒1混凝土继续下沉的作用力。经测试，如果混凝土的和易性、均匀性较好，内套筒3匀速下降，并可以插入外套筒1的底部；如果混凝土的流动性较大，粗骨料下沉，则内套筒3在下沉过程中受的摩擦阻力将越来越大，下沉速率也越来越慢，最终将无法达到外套筒1底部。因此，本装置可以测量混凝土内部匀质性变化较大时，可较全面的测量混凝土在泵送管道的泵送性能。

本发明装置的具体测试步骤：

1、将仪器中外套筒1的内壁和内套筒3的外壁涂抹润滑油或凡士林，内套筒3的内壁用清水润湿且无明水；

2、将待测混凝土放入外套筒1中，填充高度约90cm；

3、将所有阀门7关闭，然后将内套筒3垂直插入外套筒1中。由于自重和配重，内套筒3会在混凝土中下沉一段距离，待稳定后进行测试；

4、打开四个阀门中的一个阀门，内套筒3会缓慢下降测得下降速率v1，压力表的变化率p1。重复上述步骤，测得打开两个阀门、三个阀门和四个阀门时内套筒3下降速率v2、v3、v4，压力表的变化p2、p3、p4。如果上述结果离散较大，还可通过调整配重，并测得v5～v8，p5～p8。最后建立p与v的关系图。根据关系图斜率的大小来衡量混凝土泵送阻力的大小。

5、针对粗骨料易下沉的大流动度混凝土，内套筒3无法下沉到外套筒1的底端，通过测量内套筒3下端与外套筒1底端的距离来衡量混凝土的匀质性。一般来讲，距离越小，混凝土的匀质性越好。

6、根据如图2所示的压力-流量经验图，得出被测混凝土泵送排量，在根据所得流量计算实际泵送时泵机所需压力。

本发明可直接测试混凝土的泵送性能，具有测量准确，结构简单，易操作等优点。