[发明专利]多孔水泥混凝土水泥浆下沉率的测试装置及其应用方法

说明书

本发明公开一种多孔水泥混凝土水泥浆下沉率的测试装置及其应用方法，测试装置包括依次相连的上、中、下三层无顶盖的圆筒；上层圆筒和中层圆筒的底部均为倒三角锥体的网片，所述网片的下侧竖直焊接有竖针；下层圆筒的底部为实心底盘。本发明多孔水泥混凝土水泥浆下沉率的测试装置，能够模拟新拌多孔水泥混凝土中水泥浆在重力作用下沿孔隙和集料壁下渗的过程，并定量计算出水泥浆下沉率，实现水泥浆用量与水泥浆下沉率关系的建立，再建立水泥浆下沉率与渗透系数衰减率的关系，实现水泥浆用量与渗透系数衰减率的联系，通过对渗透系数衰减率的限制，反推适宜的水泥浆用量，以保证水泥浆不会过多下沉，保障多孔水泥混凝土具有良好的渗透系数。

技术领域

本发明属于水泥混凝土材料组成设计领域，具体是多孔水泥混凝土水泥浆下沉率的测试装置及其应用方法。

背景技术

随着海绵城市建设的不断推进，具有吸水、蓄水、排水等功能的海绵道路迎来了快速发展阶段。目前，海绵道路的路面主要有多孔排水型的沥青路面和水泥路面两种形式供选择，在这两种多孔排水路面中，多孔水泥路面的建设成本相对较低，对原材料的选择相对宽松，对施工技术和质量控制的要求也相对较低，不仅如此，多孔水泥路面还能有效避免沥青路面高温稳定性差、老化速度快等缺陷。因此，相比于多孔沥青路面，多孔排水型水泥路面具有特有的优势，也将成为海绵城市建设中常用的道路路面形式。

作为排水沥青路面建设的关键，多孔排水型沥青混凝土的组成设计方法、质量控制标准等等已经进行了大量研究，目前《公路沥青路面施工技术规范》(JTG F40-2017)对多孔沥青混凝土的原材料技术要求、配合比(组成)设计方法、性能要求等均有详细的规定的说明。但是，作为排水水泥路面的关键——多孔水泥混凝土，在原材料选择、组成设计等方面还没有形成统一的标准，工程人员主要参考普通水泥混凝土和多孔沥青混凝土进行设计，这不仅导致了多孔水泥混凝土选材和设计的随意性，而且造成了多孔水泥路面建成后，其排水、降噪等性能得不到有效保障，或者上述性能不能持久维持。因此，道路工程技术人员亟待解决多孔水泥混凝土组成设计方法缺失的问题。

在多孔水泥混凝土组成设计时，主要涉及到集料级配、水灰比和水泥浆用量三个方面。多孔水泥混凝土的级配要求比较宽泛，主要采用单一粒径，或两、三档粗集料组成，级配设计不是混凝土组成设计的关键。多孔水泥混凝土中合理的水灰比，可以根据水灰比与混凝土强度、收缩等性能的关系加以确定，这与普通水泥混凝土、水泥稳定碎石中水灰比的确定类似。与级配和水灰比不同，水泥浆体用量是多孔水泥混凝土设计的关键，因为正常范围内水泥浆越多，水泥混凝土的流动性和粘聚性越好，但水泥浆过多，在新拌混凝土成型或多孔路面摊铺碾压过程中，水泥浆会沿孔隙下沉，造成下部的多孔混凝土孔隙被水泥浆堵塞，导致多孔水泥混凝土层下部的空隙率较小，影响多孔路面整体的渗透系数。因此，多孔水泥混凝土组成设计的核心是在考虑水泥浆下沉基础上确定适宜的水泥浆体用量，在此方面，目前没有成熟的测试装置和相应的方法。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种多孔水泥混凝土水泥浆下沉率的测试装置。

本发明的另一目的在于提供上述测试装置的应用方法，用以确定适宜的水泥浆量。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种多孔水泥混凝土水泥浆下沉率的测试装置，包括依次相连的上、中、下三层无顶盖的圆筒；上层圆筒和中层圆筒的底部均为倒三角锥体的网片，所述网片的下侧竖直焊接有竖针；下层圆筒的底部为实心底盘。

使用本发明测试装置时，将等质量的三份多孔水泥混凝土分别装入三层圆筒，能够模拟新拌多孔水泥混凝土中水泥浆在重力作用下沿孔隙和集料壁下渗的过程；通过本发明测试装置，能定量地测试水泥浆的下沉率，实现水泥浆用量与水泥浆下沉率关系的建立。此外，为了使下沉的水泥浆能快速导入下层，必须对上层和中层圆筒内下沉的水泥浆进行快速疏导，因此设置了竖针对水泥浆进行疏导。

进一步的，所述圆筒、网片和竖针均为钢制材料。