一种自密实混凝土综合通过性能测试装置及测试方法

1.本发明涉及自密实混凝土技术领域，尤其涉及一种自密实混凝土综合通过性能测试装置及测试方法。


背景技术：

2.自密实混凝土凭借着流动性高、均匀性好和稳定性强等特点，在现在建筑施工中的应用越来越广泛。而为了保证自密实混凝土的性能符合要求，间隙通过性的检测是其施工即使用中必不可少的一环。
3.在自密实钢筋混凝土的制备过程中，可能会出现粗骨料几种堆积在钢筋加固区域，这会造成混凝土出现应力集中，从而严重影响混凝土的耐久性，故需要对自密实混凝土进行混凝土间隔通过性试验。
4.目前，国内外试验评价方法很多，如坍落扩展度、l型箱、u型箱、j型环试验等，但是这些仪器用法单一，进而表征混凝土性能的方式也比较单一，仅凭借混凝土拌合物通过钢筋时是否出现堆积或者高度差从而对通过性进行粗略评价。仪器不可拆卸，仪器利用率有限，并且无法模拟现实施工中的浇筑混凝土柱和板的真实情况。
5.如申请公布号cn108709978a公开的一种自密实混凝土自密实性能综合测试仪及其测试方法，在测试时混凝土呈“l”形流向依次流动，测试状况单一，无法通过一次试验就可以测试出自密实混凝土拌合物作为柱式构件和板、梁式构件时的间隙通过性，致使测试步骤繁琐；同时钢筋栅的制作不便，难以根据要求的配筋率来自由调整钢筋间距，也不便更改钢筋栅的形式，进而不便模拟真实的施工状况。
6.因此，有必要开发一种可以真实有效评价自密实混凝土综合通过性能测试装置及测试方法。


技术实现要素：

7.本发明为了解决现有测试仪器操作模式单一，无法模拟实际施工中自密实混凝土作为柱式构件和板、梁式构件时间隙通过性的真实状况的问题，提供一种可以真实有效评价自密实混凝土综合通过性能测试装置及测试方法，测试装置操作多样化，可以模拟实际施工中所需的不同的竖向设筋柱、配筋柱板以及楼板构件的浇筑情况，能简化繁琐的操作步骤，便捷调整钢筋栅规格，真实模拟自密实混凝土施工实况。
8.为实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：一种自密实混凝土综合通过性能测试装置，包括l型箱和接收槽，所述l型箱包括相互连通的竖直段和水平段，所述竖直段上端呈倒锥形以构成防溢漏斗，当自密实混凝土倒满整个竖直段时，防溢漏斗可防止混凝土外溢；所述竖直段一侧壁为透明板制成，便于观察竖直段内部自密实混凝土流动状况，竖直段内可拆卸设置有水平布设的上钢筋栅，上钢筋栅可更换形式及规格，竖直段底部开设有卸口，竖直段底部转接有开合板以启闭卸口；
所述竖直段和所述水平段的连通位置插接有手提挡板以隔断l型箱；所述水平段端部敞口，所述接收槽连通水平段或所述卸口，接收槽为移动式凹槽结构，便于移动至不同的位置，水平段内可拆卸设置有竖向间隔布设的多个下钢筋栅，下钢筋栅也可更换形式及规格；所述上钢筋栅和下钢筋栅均包括安装框和插接在安装框内的钢筋栅体，所述上钢筋栅的安装框截面呈“口”字形，所述下钢筋栅的安装框截面为“凵”字形，所述钢筋栅体为若干钢筋并排布设形成的横向钢筋栅体、若干钢筋并列布设形成的竖向钢筋栅体以及若干钢筋交错布设形成的网格钢筋栅体中的一种，钢筋栅体具有三种不同的排布形式。
9.进一步地，所述竖直段截面为中空矩形，竖直段长宽高分别为300mm、120mm和500mm；所述竖直段一侧布设所述透明板，透明板为透明的亚克力板或者有机玻璃制成的板体结构，竖直段其余三侧为金属板制成。
10.进一步地，所述竖直段边角处分别设置有支撑件，所述支撑件为撑台，所述撑台焊接在竖直段内壁，所述上钢筋栅铺设在多个所述撑台之间，上钢筋栅与竖直段内壁贴合，保证上钢筋栅不会发生水平方向的晃动。
11.进一步地，所述支撑件为手拧螺栓，所述手拧螺栓与竖直段螺纹连接，手拧螺栓头部伸入竖直段内以支撑所述上钢筋栅。
12.进一步地，所述卸口为矩形口，所述开合板截面为“凸”字形，开合板嵌入卸口内以封闭；所述开合板一端为铰接端，开合板通过所述铰接端与竖直段转动连接，开合板另一端为开口端，开口端与竖直段之间插接有插销，所述插销为直杆状，插销一端弯折呈钩状，实现开合板的便捷转动；所述开合板阶梯变化处设置有密封垫，所述密封垫围设在开合板四周，开合板紧压密封垫贴合竖直段外底面，可提高开合板封闭卸口的密封性。
13.进一步地，所述水平段长宽高分别为300mm、600mm和200mm，水平段内间隔设置有多组插板，每组所述插板数量为四个，四个插板两两一对、分别对应布设在水平段两内侧壁上，两两一对的插板竖向间隔排布；所述手提挡板为矩形板，手提挡板与水平段内轮廓相适配，手提挡板插接在一组所述插板内；其余插板内插接有所述下钢筋栅，水平段底部封闭下钢筋栅安装框的敞口端。
14.进一步地，所述安装框相对应的两侧均开设有若干插孔，相对应的两个插孔之间插接钢筋以形成钢筋栅体，插孔实现钢筋栅体的便捷安装，同时可自由调整配筋率；所述钢筋栅体不超出上钢筋栅安装框的边缘，所述竖向钢筋栅体一端插接在下钢筋栅的安装框内、另一端抵在水平段底面，竖向钢筋栅体一端超出下钢筋栅的安装框边缘，横向钢筋栅体不超出上钢筋栅安装框的边缘。
15.一种自密实混凝土综合通过性能测试方法，基于上述的一种自密实混凝土综合通过性能测试装置，包括以下步骤：步骤1：根据模拟构件的不同选择制作、安装相应的上钢筋栅或下钢筋栅，同时根据不同构件要求的配筋率制作相应规格形式的钢筋栅体；步骤2：提前将l型箱用湿毛巾润湿，且同时保障l型箱内壁无明显水渍，将l型箱放置于平整的地面上保证其平稳不晃动，然后将测试所需规格的上钢筋栅或下钢筋栅与l型箱安装，同时安装手提挡板；
步骤3：称量并记录接收槽的质量记为m1，制备自密实混凝土拌合物；选择一个装料桶并称量记录质量；将制备的自密实混凝土拌合物倾倒于装料桶中并搅拌均匀，装入适量的自密实混凝土浆体，称取此时装料桶的质量m2；步骤4：将装料桶内的自密实混凝土倾倒入竖直段内、直至混凝土上表面位于防溢漏斗底面，采用刮刀将混凝土上表面刮平，测量此时装料桶质量m3；静置1分钟，透过透明板观察自密实混凝土通过上钢筋栅是否顺利，是否有堆积以及不均匀的情况；步骤5：待静置时间满足后，将接收槽移动至卸口下方，再将插销拔出、自密实混凝土流入接收槽内，同时开始用计时装置记时，待20s后称取接收槽总质量记为m4；步骤6：根据排入接收槽中的物料质量计算自密实混凝土拌合物的排出率p，计算公式如下：p＝（m1-m4）/（m2-m3）
×
100％，根据计算所得p值判定自密实混凝土浆体间隙通过性能等级。
16.进一步地，步骤1中，模拟浇筑柱子构件的测试时，仅在撑台上安装上钢筋栅；模拟浇筑板状构件的测试时，仅在插板上安装下钢筋栅；模拟同时浇筑柱板构件的测试时，上钢筋栅和下钢筋栅同时安装；步骤5中，待静置时间满足后，将接收槽移动至水平段敞口端下方，提起手提挡板、自密实混凝土由竖直段向水平段流动，同时开始用计时装置记时，待40s后将通过下钢筋栅的物料、用工具拨入接收槽中，可模拟浇筑板状构件或同时浇筑柱板构件。
17.进一步地，，步骤6中，当p≥95%时，评定自密实混凝土浆体间隙通过性能等级为一级；当95＞p≥85%时，评定自密实混凝土浆体间隙通过性能等级为二级；当85＞p≥75%时，评定自密实混凝土浆体间隙通过性能等级为三级；当p≤75%时，则评定自密实混凝土浆体间隙通过性能不合格。
18.通过上述技术方案，本发明的有益效果是：本发明结构设计合理，提出了设置可拆卸的钢筋栅以及独立箱体，从而可以适用于不同的施工情况，模拟实际施工中不同构件的浇筑状态，更加符合现实施工要求，且大幅提高了试验装置的利用率。仅安装上钢筋栅利用竖直段可模拟竖向设筋柱浇筑状况；仅安装下钢筋栅利用竖直段和水平段可模拟楼板浇筑状况；同时安装上钢筋栅和下钢筋栅利用竖直段和水平段可模拟配筋柱板一体浇筑状况，进而通过一次试验就可以测试出自密实混凝土拌合物作为柱式构件和板、梁式构件时的间隙通过性，简化了繁琐的操作步骤。
19.本发明的上钢筋栅和下钢筋栅均采用可拆卸结构，安装框与钢筋栅体通过便捷的插接方式进行连接，钢筋栅体排布形式可调、间距可自由调整，钢筋栅体规格由试验具体要求的配筋率进行设置，从而使改变试验条件时更为方便，简化试验难度，可以更加真实方便地模拟自密实混凝土施工现场的条件，应对不同的配筋要求，并且有效提升装置利用率。
20.本发明不同于以往仅凭借混凝土拌合物通过钢筋时是否出现堆积或者高度差从而对通过性进行粗略评价，通过观察自密实混凝土通过钢筋栅时是否发生堵塞，以及通过钢筋栅的自密实混凝土拌合物质量与总质量的比值两种方法对自密实混凝土的综合通过性能进行检测。本测试方法结合并大幅度改良了l型箱及j环试验等测试方法，可通过质量比对混凝土的间隙通过性进行量化，并且配合设定的评级范围，从而有效的评价自密实混凝土的综合通过性能。
附图说明
21.图1是本发明一种自密实混凝土综合通过性能测试装置的主视图。
22.图2是本发明一种自密实混凝土综合通过性能测试装置的俯视图。
23.图3是本发明一种自密实混凝土综合通过性能测试装置的剖视图。
24.图4是本发明一种自密实混凝土综合通过性能测试装置的开合板打开示意图。
25.图5是本发明一种自密实混凝土综合通过性能测试装置的开合板安装示意图。
26.图6是本发明一种自密实混凝土综合通过性能测试装置的插板排布示意图。
27.图7是本发明一种自密实混凝土综合通过性能测试装置的上钢筋栅示意图。
28.图8是本发明一种自密实混凝土综合通过性能测试装置的上钢筋栅拆分示意图。
29.图9是本发明一种自密实混凝土综合通过性能测试装置的钢筋栅体三种排布形式示意图。
30.图10是本发明一种自密实混凝土综合通过性能测试装置的下钢筋栅示意图。
31.图11是本发明一种自密实混凝土综合通过性能测试装置的上钢筋栅拆分示意图。
32.图12是本发明一种自密实混凝土综合通过性能测试方法的模拟浇筑柱子构件测试中自密实混凝土流动示意图。
33.图13是本发明一种自密实混凝土综合通过性能测试方法的模拟浇筑板状构件测试中自密实混凝土流动示意图。
34.图14是本发明一种自密实混凝土综合通过性能测试方法的模拟同时浇筑柱板构件测试中自密实混凝土流动示意图。
35.图15是本发明一种自密实混凝土综合通过性能测试装置的实施例二中手拧螺栓安装示意图。
36.图16是本发明一种自密实混凝土综合通过性能测试装置的实施例二中多个上钢筋栅平行布设示意图。
37.附图中标号为：1为l型箱，101为竖直段，102为水平段，2为接收槽，3为支脚，4为防溢漏斗，5为透明板，6为上钢筋栅，71为撑台，72为手拧螺栓，8为卸口，9为开合板，91为铰接端，92为开口端，10为插销，11为密封垫，12为手提挡板，13为下钢筋栅，14为插板，151为安装框，152为钢筋栅体，16为插孔。
具体实施方式
38.下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细描述：实施例一：如图1~图14所示，一种自密实混凝土综合通过性能测试装置，包括l型箱1和接收槽2，l型箱1下方设置有支脚3，支脚3用来稳定支撑l型箱1，l型箱1和接收槽2连通。
39.l型箱1包括相互连通的竖直段101和水平段102，竖直段101截面为中空矩形，竖直段101长宽高分别为300mm、120mm和500mm，进而竖直段101容积为18l。竖直段101上端呈倒锥形以构成防溢漏斗4，防溢漏斗4的容积不包含在上述18l范围内，如图1~图2所示。
40.竖直段101在制作时，竖直段101一侧壁为透明板5制成，即竖直段101一侧布设透明板5，测试人员可透过透明板5来观察竖直段101内自密实混凝土的流动状况，透明板5为透明的亚克力板或者有机玻璃制成的板体结构。竖直段101其余三侧为金属板制成。
41.竖直段101内可拆卸设置有上钢筋栅6，上钢筋栅6水平布设，上钢筋栅6长宽分别为300mm和120mm，如图3所示。上钢筋栅6在安装时，在竖直段101边角处分别设置有支撑件，支撑件的数量为四个，支撑件为撑台71，撑台71焊接在竖直段101内壁，上钢筋栅6铺设在四个撑台71之间、由撑台71对上钢筋栅6进行支撑。安装完成后的上钢筋栅6与竖直段101内壁贴合，即上钢筋栅6铺设整个竖直段101横截面。
42.在竖直段101底部开设有卸口8，方便自密实混凝土的流出，卸口8为矩形口，在竖直段101底部转接有开合板9，开合板9用于启闭卸口8。开合板9截面为“凸”字形，当开合板9嵌入卸口8内，可以将卸口8封闭，也保证封闭的严实，如图4所示。
43.开合板9在安装时，开合板9一端为铰接端91，开合板9通过铰接端91与竖直段101转动连接，开合板9以铰接端91为转动中心进行转动。开合板9另一端为开口端92，开口端92与竖直段101之间插接有插销10，插销10为直杆状，插销10一端弯折呈钩状，插销10数量为两个，如图5所示。需要打开卸口8时，同时迅速拔出两个插销10，进而开合板9转动将卸口8打开。
44.为了提高开合板9对卸口8的密封性，在开合板9阶梯变化处设置有密封垫11，密封垫11围设在开合板9四周，开合板9紧压密封垫11使得贴合竖直段101外底面，进而防止竖直段101内液体渗漏。
45.为了实现l型箱1的隔断，在竖直段101和所述水平段102的连通位置插接有手提挡板12，手提挡板12与水平段102内轮廓相适配，手提挡板12用于隔断l型箱1，即手提挡板12可控制竖直段101与水平段102是否连通。手提挡板12为矩形板，手提挡板12的长宽高分别为300mm、30mm和200mm，手提挡板12上方带有把手，方便将手提挡板12向上抽出。
46.水平段102截面为“凵”字形，水平段102长宽高分别为600mm 、300mm和200mm，水平段102端部敞口，方便自密实混凝土的流出。在水平段102内可拆卸设置有三个下钢筋栅13，下钢筋栅13竖向间隔布设，下钢筋栅13长宽分别为300mm和250mm。
47.为了便于手提挡板12和下钢筋栅13的安装，在水平段102内间隔设置有四组插板14，每组插板14数量为四个，四个插板14两两一对、分别对应布设在水平段102两内侧壁上，两两一对的插板14竖向间隔排布，如图6所示。手提挡板12插接在最靠近竖直段101的一组插板14内，其余三组插板14内分别对应插接下钢筋栅13。
48.为了便于自由调节上钢筋栅6、下钢筋栅13的形式及尺寸规格，上钢筋栅6和下钢筋栅13均包括安装框151和插接在安装框151内的钢筋栅体152。
49.安装框151为钢筋栅体152的承载体，上钢筋栅6的安装框151截面呈“口”字形，其与竖直段101内壁轮廓相适配，如图7~图8所示。下钢筋栅13的安装框151截面为“凵”字形，其上端敞口，如图10~图11所示；下钢筋栅13的安装框151需要倒置安装，进而通过水平段102底部来封闭下钢筋栅13安装框151的敞口端。
50.钢筋栅体152为若干钢筋排布形成，其具有不同的排布形式及规格。具体的，钢筋栅体152为若干钢筋并排布设形成的横向钢筋栅体152、若干钢筋并列布设形成的竖向钢筋栅体152以及若干钢筋交错布设形成的网格钢筋栅体152中的一种，即钢筋栅体152具有三种排布形式，如图9所示。
51.上钢筋栅6、下钢筋栅13各自在组装时，安装框151相对应的两侧均开设有若干插孔16，相对应的两个插孔16之间插接钢筋，进而形成钢筋栅体152。钢筋栅体152排布形式可
变，钢筋间距可自由调整，进而可改变配筋率。
52.组装后的钢筋栅体152不超出上钢筋栅6安装框151的边缘，进而不与竖直段101产生干涉，可将上钢筋栅6顺利放入竖直段101内。下钢筋栅13在与水平段102安装时，其中竖向钢筋栅体152一端插接在下钢筋栅13的安装框151内、另一端抵在水平段102底面，竖向钢筋栅体152一端超出下钢筋栅13的安装框151边缘，横向钢筋栅体152不超出上钢筋栅6安装框151的两侧边缘。
53.接收槽2连通水平段102或卸口8，接收槽2为移动式凹槽结构，其下方带有移动轮，进而接收槽2可便捷移动至不同的位置、与水平段102敞口端或卸口8相配合来接收流出的自密实混凝土。
54.本发明通过拆卸活动的上钢筋栅6或下钢筋栅13可以分别模拟竖向设筋柱浇筑、配筋柱板一体浇筑以及楼板浇筑三种具体施工形式，模拟三种不同构件的测试操作流程也不尽相同。
55.一种自密实混凝土综合通过性能测试方法，包括以下步骤：步骤1：根据模拟构件的不同选择制作、安装相应的上钢筋栅6或下钢筋栅13，同时根据不同构件要求的配筋率制作相应规格形式的钢筋栅体152。
56.模拟浇筑柱子构件的测试时，仅在撑台71上安装上钢筋栅6；模拟浇筑板状构件的测试时，仅在插板14上安装下钢筋栅13；模拟同时浇筑柱板构件的测试时，上钢筋栅6和下钢筋栅13同时安装，进而分别对应上述的模拟竖向设筋柱浇筑、楼板浇筑和配筋柱板一体浇筑三种施工形式。
57.步骤2：以模拟浇筑柱子构件测试为例：提前将l型箱1用湿毛巾润湿，且同时保障l型箱1内壁无明显水渍，从而使自密实混凝土浆体顺利流出且不造成不必要的试验误差。
58.将l型箱1放置于平整的地面上，保证在使用时其平稳不晃动，最后确认各个部件连接处是否连接紧密以防物料洒落，然后将测试所需规格的上钢筋栅6与l型箱1的竖直段101安装，同时安装手提挡板12。
59.步骤3：称量并记录接收槽2的质量记为m1，根据我国现行标准制备自密实混凝土拌合物；选择一个装料桶并称量记录质量，装料桶体积大于18l，以免多次称量造成误差。
60.将制备的自密实混凝土拌合物倾倒于装料桶中并搅拌均匀，同时装入适量的自密实混凝土浆体，称取此时装料桶的质量m2。
61.步骤4：将装料桶内的自密实混凝土倾倒入竖直段101内、直至混凝土上表面位于防溢漏斗4底面，即混凝土要倾倒至竖直段101与防溢漏斗4的接合位置，采用刮刀将混凝土上表面刮平，多余浆体还留在装料桶内，测量此时装料桶质量m3。
62.静置1分钟，透过透明板5观察自密实混凝土通过上钢筋栅6是否顺利、是否有堆积以及不均匀的情况。
63.步骤5：待静置时间满足后，将接收槽2移动至卸口8下方，再将插销10拔出、自密实混凝土流入接收槽2内，如图12所示；同时开始用计时装置记时，待20s后称取接收槽2质量记为m4。
64.步骤6：根据排入接收槽2中的物料质量计算自密实混凝土拌合物的排出率p，计算公式如下：p＝（m1-m4）/（m2-m3）
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100％，根据计算所得p值判定自密实混凝土浆体间隙通过性能等级，当p≥95%时，评定自密实混凝土浆体间隙通过性能等级为一级；
当95＞p≥85%时，评定自密实混凝土浆体间隙通过性能等级为二级；当85＞p≥75%时，评定自密实混凝土浆体间隙通过性能等级为三级；当p≤75%时，则评定自密实混凝土浆体间隙通过性能不合格。
65.模拟浇筑板状构件测试时，测试步骤基本同上述柱子构件测试的步骤2-步骤6相同，不同之处在于：步骤2中，将测试所需规格的下钢筋栅13与l型箱1的水平段102安装；步骤4中，由于不安装上钢筋栅6，无需观察自密实混凝土通过上钢筋栅6时的流动情况；步骤5中，待静置时间满足后，将接收槽2移动至水平段102敞口端下方，提起手提挡板12、自密实混凝土由竖直段101向水平段102流动，观察自密实混凝土通过下钢筋栅13是否顺利、是否有堆积以及不均匀的情况；同时开始用计时装置记时，待40s后将通过下钢筋栅13的混凝土物料、用工具拨入接收槽2中，进而可模拟浇筑板状构件，如图13所示。
66.模拟同时浇筑柱板构件测试时，测试步骤基本同上述的柱子构件测试的步骤2-步骤6相同，不同之处在于：步骤2中，将测试所需规格的上钢筋栅6与l型箱1的竖直段101安装，同时将下钢筋栅13与l型箱1的水平段102安装；步骤5中，待静置时间满足后，将接收槽2移动至水平段102敞口端下方，提起手提挡板12、自密实混凝土由竖直段101向水平段102流动，观察自密实混凝土通过下钢筋栅13是否顺利、是否有堆积以及不均匀的情况；同时开始用计时装置记时，待40s后将通过下钢筋栅13的混凝土物料、用工具拨入接收槽2中，进而可模拟同时浇筑柱板构件，如图14所示。
67.实施例二：本实施例与实施例一基本相同，相同之处不再赘述，不同之处在于：如图15~图16所示，支撑件为手拧螺栓72，手拧螺栓72与竖直段101螺纹连接，手拧螺栓72头部伸入竖直段101内以支撑上钢筋栅6，上钢筋栅6可根据实际需求上下平行布设多个。
68.手拧螺栓72头部可伸入或伸出竖直段101内，进而不影响上下多个上钢筋栅6的安装，可满足更广泛的测试需求，更真实的模拟不同的施工条件。
69.以上所述之实施例，只是本发明的较佳实施例而已，并非限制本发明的实施范围，故凡依本发明专利范围所述的构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均应包括于本发明申请专利范围内。