[發明專利]一種混凝土施工振搗參數快速測定裝置及方法

有效

• 申請號: 202111323331.5
• 申請日: 2021-11-08
• 公開（公告）號: CN114088135B
• 公開（公告）日: 2022-10-18
• 發明（設計）人: 凌一峰;王麗君;房澤志;袁化強;孫仁娟;郭磊;張洪智;葛智;管延華;陳傳松
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: G01D21/02
• 分類號: G01D21/02;E04G21/08
• 代理公司: 濟南金迪知識產權代理有限公司 37219
• 代理人: 孫倩文

本發明涉及一種混凝土施工振搗參數快速測定裝置及方法，屬于混凝土施工技術領域，包括無蓋的密閉容器、振搗棒和數據采集分析系統；密閉容器內設置有一擋板，擋板將密閉容器的內部空間分為空倉A和空倉B，振搗棒位于密閉容器中部且位于空倉B內；數據采集分析系統包括相互連接的數據處理中心和采集傳感器，采集傳感器用于采集距離振搗棒不同距離處的能量和混凝土對擋板的側向壓力。本發明通過簡單的現場試驗，能夠科學快速地確定給定混凝土拌合物在施工過程的振搗參數，包括混凝土澆筑厚度、振搗時間、最大工作半徑，合理優化混凝土澆筑和振搗工藝，減少振搗能量浪費，降低振搗引起的城市噪音，加快施工速度，提高工程質量和使用壽命。

技術領域

本發明涉及一種混凝土施工振搗參數快速測定裝置及方法，屬于混凝土施工技術領域。

背景技術

混凝土是近現代最大宗生產、最廣泛使用的建筑材料，我國商品混凝土的年產量超過了30億立方米。水泥混凝土是一種典型的觸變性材料，通常在施工過程中需要振搗使其在鋼筋、模具邊角等障礙物附近流動從而在結構物中填筑的更充分。振搗的另一個功能是在不影響混凝土力學和耐久性的前提下去除材料內部的夾帶空氣。混凝土施工過程的振搗不應該使其發生離析或泌水，過振或漏振會導致混凝土結構物表面出現縫隙或者孔洞，降低了結構物的服役性能和使用壽命，帶來巨大的安全隱患和經濟損失。因此，確定混凝土施工過程中的振搗參數，優化混凝土施工過程的澆筑和振搗工藝，對于工程建造具有重大的意義。

通常混凝土施工過程所采用的振搗棒為具有偏心質量的轉軸，在高速旋轉時產生的離心力通過軸承傳遞給振動棒殼體，從而產生沿垂直于軸方向傳播的壓縮波(P)和剪切波(S)，通過振搗產生能量的傳遞實現混凝土拌合物流體化，有效地克服流動產生的應力，以便更好的在結構物內填充澆筑密實。顯然，振搗棒傳遞的能量對混凝土拌合物澆筑有很大的影響。通常這種能量傳輸會隨著與振動頭距離的增加而減少，同時結構物內布置的鋼筋也會加速振搗棒傳遞出的能量衰減。但目前，混凝土拌合物流態化所需的振動能量還無法實現定量表征。故而，提出在振搗棒周圍建立一個有效振搗半徑(即最大工作半徑)，保證有足夠的能量傳遞到澆筑的混凝土內部，提高澆筑質量。

新拌混凝土是一種復雜的且內部不斷變化的、有不同尺寸的固-液兩相混合體。新拌混凝土的流變特性(屈服應力、粘度和觸變性)受到許多因素的顯著影響，包括含水率、骨料類型及幾何形狀、化學外加劑的類型和用量、施工時間等。這意味著針對不同的混凝土拌合物，應當采用與其相適應的振搗參數才能夠充分保證施工質量。目前關于新拌混凝土澆筑過程中振搗參數的研究較少，施工過程中確定混凝土振搗參數的方法主要是基于長期施工經驗。對于施工方而言，增加振搗頻率、時間，減小振搗間隔和澆筑深度，以便于澆筑工作性差的混凝土拌合物并不罕見。但這會導致部分負作用發生，如成型結構中的振搗棒痕跡或表面外觀質量差等工程問題。

綜上，現有混凝土中使用了多種輔助膠凝材料和外加劑，其性能復雜多變，但在施工過程中混凝土拌合物振搗參數主要依據于長期工程經驗，容易發生過振、漏振，進而導致混凝土拌合物出現離析、泌水及成形結構物出現縫隙或孔洞的現象等一系列施工質量問題。

發明內容

針對現有技術的不足，本發明提供一種混凝土施工振搗參數快速測定裝置及方法，通過簡單的現場試驗，能夠科學快速地確定給定混凝土拌合物在施工過程的振搗參數，包括混凝土澆筑厚度、振搗時間、最大工作半徑，合理優化混凝土澆筑和振搗工藝，減少振搗能量浪費，降低振搗引起的城市噪音，加快施工速度，提高工程質量和使用壽命。

本發明采用以下技術方案：

一種混凝土施工振搗參數快速測定裝置，包括無蓋的密閉容器、振搗棒和數據采集分析系統；

所述密閉容器內設置有一擋板，擋板與密閉容器焊接，擋板將密閉容器的內部空間分為兩個部分，即空倉A和空倉B，所述空倉B填充有混凝土，所述振搗棒位于密閉容器中部且位于空倉B內，用于振搗混凝土；