[发明专利]一种高水材料强度快速检测仪及其使用方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种高水材料强度检测仪及其使用方法，特别是一种可以便捷快速、全方位多角度测量高水材料强度的强度检测仪及其使用方法。

背景技术

高水材料，又称高水速凝固材料，是一种价廉、使用方便，并具有一定力学性能的可泵性支护材料，主要用于采矿工程巷道支护、采空区充填、锚喷支护等工程材料，也可作为地下工程、地下洞室充填、注浆堵漏、地基加固等的使用材料。

作为一种新型材料，目前，高水材料的强度测试主要通过室内试验测试，现场即时快速测量并无专门仪器。

而现有的类似材料施工现场即时快速测量仪器，以贯入式砂浆强度检测仪（如中国专利ZL94219060.2、ZL96205094.6、ZL01201111.8等）为例，这些仪器均采用测钉作为贯入器。对高水材料而言，这些仪器存在以下不足之处：

1、测钉过细贯入过深，取钉困难。以ZL96205094.6为例，测钉长度在20—50mm之间，测钉直径在2.5—6.0mm之间，冲击力300—950N，而高水材料一般强度仅有1—10MPa，实践证明，这些贯入式砂浆强度检测仪测钉过细贯入过深，而且由于贯入过深、高水材料强度相对偏低，测钉在取出过程中容易造成孔壁破损以及高水材料碎屑产生并充填孔壁，导致取钉困难。

2、贯入深度测量困难。采用测钉贯入法一般需要用专用量具测量测钉贯入深度，然后通过预先建立的测钉贯入深度和砂浆抗压强度的关系来换算所测砂浆的抗压强度。这种“专用量具”一般为采用跟测钉一样规格的钉状测具重新插入测孔测量，用游标卡尺或更为先进的数显装置读取测孔深度。这样测量工序繁琐，在测量之前需要对测孔进行吹净处理将孔内碎屑清除，而且需要小心谨慎将测具放入测孔中并尽量避免碰撞孔壁以免引起孔壁坍塌，这些都导致了贯入深度测量困难。

3、测量准确度偏低。由于高水材料强度相对较低，使用测具重新测量时，常常会因为用力不当导致测具不能很好地测量测孔，用力过大会引起测具压入测孔内高水材料引起测孔加深并导致测量深度变大以及所测强度偏低，用力小会引起测具压入不足导致所测强度偏低。而且测钉在取出过程中容易造成孔壁破损以及高水材料碎屑产生并充填孔壁，也会影响后续测具测量。另一方面，由于测钉过细，在贯入过程中对外界影响过于敏感，导致所测数据波动过大。

综上所述，目前尚无高水材料专用的强度快速测定仪，而由于高水材料的特殊性，目前已有贯入式强度快速测定仪存在诸多不足而不能很好地用于高水材料强度测定。

发明内容

本发明提供一种高水材料强度快速检测仪。该检测仪包括支架系统、动力系统、贯入系统和测算系统四部分。

其中，支架系统是指本发明所涉及检测仪的主体支架，并预留空间将动力系统和贯入系统固定并连接在一起，同时提供握持以及防护装置以便安全便携操作。

其中动力系统是指为贯入系统提供贯入所需能量的装置，而且，该系统还应在每次检测过程中释放标准能量。具体说来，该动力系统的动力源可以是压缩弹簧，也可以是电动、气动等其他形式，每次检测过程中释放能量也可根据高水材料的强度以及贯入系统球冠状测头的不同而改变，但为具备可比性以及后续制作强度对应表，每次释放能量必须是标准数量且贯入深度与强度具有标准对应换算关系。

其中贯入系统是指将动力系统所释放能量转化为贯入器动能，并驱动贯入器球冠状测头撞击所测材料并形成与所测材料强度相对应的贯入深度。需要说明的是，本发明所提供的检测仪为避免背景技术所提之弊端而对贯入器进行改进，贯入系统并非采用测钉贯入的形式，而是采用球冠状测头撞击所检测材料样品并在材料上撞出不同口径不同深度的圆坑，圆坑的深度、口径与所测材料的强度相对应。

其中测算系统是指通过测量球冠状测头撞击材料所形成的圆坑的深度、口径换算出所测材料的强度。需要说明的是，为避免背景技术所提之测量困难的弊端，考虑到测量球冠状测头撞击材料所形成的圆坑的深度和圆坑表明最大口径具有相关性，本发明所提供的检测仪的测量参数不再是深度，而改为测量圆坑的直径，测量直径可以采用游标卡尺之类的工具测量即可。显而易见的是，相比深度而言，测量圆坑的直径要更为便捷和准确。

此外，本发明提供了这种高水材料强度快速检测仪的使用方法。该检测仪使用方法包括支架系统、动力系统、贯入系统和测算系统四部分的联合作用。具体来说，该检测仪使用方法包括以下步骤：