[发明专利]一种用于测量新拌混凝土流变参数的装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种测量混凝土流变参数的装置。

背景技术

新拌混凝土属于宾汉姆体，符合流变方程：τ＝τ₀+η(dγ/dt)，式中：τ为剪切应力，τ₀为屈服应力，η为塑性粘度，(dγ/dt)为剪切速率，新拌混凝土的流变性能至少要用屈服应力τ₀和塑性粘度η这两个参数来表征。当外作用力τ小于液固混合料颗粒间的摩擦力时，混合料做弹性伸长，颗粒未发生移动，宾汉姆体不发生流动；当τ等于液固混合料颗粒间的摩擦力时，混合料中的应力保持不变而颗粒做连续运动，这时，τ即为屈服应力τ₀。如果没有粘性存在，这就是圣维南固体，但由于颗粒间有一定粘性，塑性变形必随应力的增加而增加，塑性粘度则是一常数。简言之，屈服应力是使材料发生变形所需的最小应力；塑性粘度是反映作用力与流动速率之间关系的参数。

国内外学者尝试许多试验方法，有的方法是单点的即仅测试一个参数，有的可以获得屈服应力和塑性粘度两个参数，有的方法仅限于实验室的使用，而有的则造价低、操作简单适合在施工现场使用。常见的如Kelly Ball试验、圆环沉入试验(Ring Penetration Test)、锥体沉入试验(Cone Penetration Test)以及动球粘度计(Moving Sphere Viscometer)等，前三种方法都是以一定重量的球、圆环、圆锥体沉入到新拌混凝土的深度来表征混凝土的工作性，而动球粘度计通过测定把钢球压入混凝土内或将钢球从混凝土内部拉出的力与混凝土粘度相关性来测定新拌混凝土的粘度。但是以上方法存在缺点：(1)是球、圆环、圆锥体的重量固定，对于大流动性的混凝土、砂浆、水泥浆沉入深度大，易沉入到容器底部；而对于低塑性的混凝土、砂浆、水泥浆易停滞在试样的表面，导致不能精确测量，即上述方法仅适用一定流动性范围内的混凝土，使该方法的使用范围受到限制；(2)是球或圆锥体受其下部混凝土中的粗骨料粒径影响较大；(3)是一个静态试验，未考虑实际工程中的新拌混凝土的振捣工艺。

还有学者为了测量混凝土流变参数，对已有的传统回转粘度计做了大量的改进工作，如GH.Tattersall和他的学生们早在20世纪70年代改进了流变仪的结构，设计了不同型式的搅拌桨。但是，至今各国学者有关混凝土流变参数的实验报告和相关曲线相差甚远，实验报告的结论很不一致，造成这一现象的主要原因是现有的流变仪的搅拌桨不能使混凝土形成稳定的均质的层流状态，剪切力矩的测量不很准确。

发明内容

本发明的目的是为解决采用现有技术测量新拌混凝土流变参数存在测量结果不准确和现有技术适应性受限制的问题，进而提供一种用于测量新拌混凝土流变参数的装置。

本发明为解决上述问题采取的技术方案是：本发明的一种用于测量新拌混凝土流变参数的装置包括筒状容器、第一套管、第二套管、立杆、轴杆、圆锥筒、第一计时开关、第二计时开关、拔杆、砝码、圆筒、圆盘、圆环、混凝土振动台和计时器，所述的圆锥筒的小直径端和大直径端均为敞口端，所述的圆筒的两端均为敞口端，圆锥筒的小直径端和大直径端同轴设置，第一套管的一端的端面固定安装在筒状容器内的底部的端面上，第一套管与筒状容器同轴设置，圆锥筒的小直径端的端面上连接有一个圆盘，圆锥筒和圆盘同轴设置，圆筒的一端的端面与圆锥筒的大直径端的端面连接，圆筒的另一端的端面与圆环的一端的端面连接，圆环的下端面位于筒状容器的上端面处，与圆环相连接的圆筒的端部外壁上沿该圆筒的轴向至下而上标有刻度，圆锥筒的侧面上加工有一个排气孔，圆盘的端面中心处沿该圆盘的轴向设置有一个第一通孔，轴杆的一端置于第一套管内且轴杆的一端的端面顶靠在筒状容器内的底部的端面上，轴杆的另一端依次穿出圆环、圆筒、圆锥筒和圆盘，轴杆通过第一通孔与圆盘滑动配合，圆盘的上端面上设置有砝码，筒状容器固定安装在混凝土振动台的台面上，拔杆的一端与圆盘的外侧壁面可拆卸连接，筒状容器的外侧壁面上连接有一个第二套管，立杆的下端置于第二套管内并与第二套管可拆卸连接，立杆的上端正对拔杆的另一端处设置有一个第二计时开关，位于第二计时开关与筒状容器的上端面之间的立杆上设置有第一计时开关，计时器设置在立杆上。