專利名稱：施工現(xiàn)場(chǎng)混凝土流變性動(dòng)態(tài)檢測(cè)裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及流態(tài)混凝土流變性能測(cè)試領(lǐng)域，具體地說是涉及施工現(xiàn)場(chǎng)混 凝土流變性能的檢測(cè)其裝置。
背景技術(shù)：
對(duì)流態(tài)混凝土的流變性測(cè)試和評(píng)價(jià)一直是混凝土質(zhì)量控制的重要環(huán)節(jié)之一。 流態(tài)混凝土屬于非牛頓流體，其中兩個(gè)最基本的流變學(xué)參數(shù)漿體的剪應(yīng)力屈服 值f。和漿體的塑性粘度^是反映混凝土漿體流變性的主要指標(biāo)。目前施工現(xiàn)場(chǎng)
使用最多也是最方便的測(cè)試混凝土流變性的方法是塌落度測(cè)試。用塌落度來評(píng)價(jià) 混凝土的流變性存在著諸多缺陷它只適合稠度范圍在3.8 17.8cm的中等可塑到
高等可塑的稠度范圍，這種方法對(duì)不正規(guī)操作相當(dāng)敏感，需要一定的操作技巧； 對(duì)貧拌和物而言，塌落度方法不能測(cè)出稠度不同的兩種拌和物的差異；即便塌落 度相同的混凝土，穩(wěn)定性如離析、泌水可能差異很大；對(duì)大流變性混凝土也不適 用。此外也有在施工現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試大流變性混凝土流速變化如用L型流動(dòng)儀、Orimet 流速儀等，但要配合塌落度測(cè)試儀或維勃稠度儀等才能判斷混凝土的流動(dòng)性和工 作性能，這些方法測(cè)點(diǎn)少、隨意性強(qiáng)、手工操作誤差大和對(duì)澆注混凝土流變性無 法完整客觀評(píng)價(jià)。
目前工程實(shí)踐中也有其他一些新型測(cè)試混凝土流變性的方法，這些方法都是 基于兩點(diǎn)法原理測(cè)試流態(tài)混凝土的剪應(yīng)力屈服值r。和漿體的塑性粘度;7p 。但這 些測(cè)試儀器和方法只能在現(xiàn)場(chǎng)由人工控制隨機(jī)測(cè)試少量測(cè)點(diǎn)，獲取少量離散數(shù) 據(jù)，籍以評(píng)價(jià)混凝土的流變性能，對(duì)整體混凝土流變性的變化無法準(zhǔn)確評(píng)判。
施工現(xiàn)場(chǎng)能實(shí)時(shí)獲取所有澆注前混凝土流變性參數(shù)是對(duì)整體混凝土流變性 評(píng)判的重要依據(jù)，也對(duì)混凝土的施工質(zhì)量控制提供了可靠的技術(shù)指標(biāo)。顯然依靠 上述諸多種測(cè)試方法無法滿足獲取對(duì)整體混凝土流變性評(píng)判的完整參數(shù)，因此不 能對(duì)澆注的混凝土流變性有客觀準(zhǔn)確的評(píng)價(jià)。
發(fā)明內(nèi)容為了克服目前所采用的混凝土流變性測(cè)試手段對(duì)整體混凝土流變性的變化 無法準(zhǔn)確評(píng)判的缺點(diǎn)，本實(shí)用新型公開了一種施工現(xiàn)場(chǎng)混凝土流變性動(dòng)態(tài)檢測(cè)裝 置，可以對(duì)混凝土整體流變性做出正確評(píng)價(jià)。
本實(shí)用新型的技術(shù)方案為 一種施工現(xiàn)場(chǎng)混凝土流變性動(dòng)態(tài)檢測(cè)裝置，所述 的裝置主要由支架、扭矩傳感器、步進(jìn)電機(jī)、軌道電機(jī)、傳動(dòng)齒輪、齒條、十字 型攪拌軸、料盒啟閉電機(jī)、滑輪、行程開關(guān)、聯(lián)軸器、料盒刮板、單片機(jī)控制器、 溫度傳感器、導(dǎo)軌、導(dǎo)輪、料盒和濾網(wǎng)組成，測(cè)試儀的支架頂部設(shè)有一對(duì)相互平 行的導(dǎo)軌，導(dǎo)軌上設(shè)有導(dǎo)輪、料盒和料盒刮板，在導(dǎo)軌上設(shè)有行程開關(guān)，在導(dǎo)軌 上方平行于導(dǎo)軌設(shè)有齒條，齒條通過傳動(dòng)齒輪和軌道電機(jī)連接，料盒上設(shè)有濾網(wǎng)， 料盒內(nèi)設(shè)有平臥十字型攪拌軸，平臥十字型攪拌軸通過聯(lián)軸器與步進(jìn)電機(jī)連接， 在聯(lián)軸器上設(shè)有扭矩傳感器，在料盒上設(shè)有溫度傳感器，料盒通過滑輪和料盒啟 閉電機(jī)連接，支架上設(shè)有單片機(jī)控制器。所述的平臥十字型攪拌軸由旋轉(zhuǎn)軸、旋 轉(zhuǎn)葉片組成，旋轉(zhuǎn)葉片通過固定螺絲固定在旋轉(zhuǎn)軸上。在測(cè)試儀支架上設(shè)有繼電 器、斷電保護(hù)開關(guān)、電源、穩(wěn)壓器、調(diào)節(jié)器。
從攪拌機(jī)出料口處自動(dòng)采集混凝土拌合物試樣，測(cè)試采集的混凝土拌合物試 樣的溫度？}，以及同一 溫度T)下的，不同轉(zhuǎn)速 下的旋轉(zhuǎn)扭距M力的具體步驟為 測(cè)試開始后，料盒運(yùn)動(dòng)至攪拌機(jī)出料口下方接取待測(cè)混凝土拌合物試樣，接取完 畢，料盒后退離開攪拌機(jī)出料口下方，溫度傳感器測(cè)試溫度7)，同時(shí)料盒內(nèi)的十 字型攪拌軸開始以不同轉(zhuǎn)速由低到高，再由高到低的變速攪拌，速度范圍為60 轉(zhuǎn)/min 200轉(zhuǎn)/min，扭矩傳感器同時(shí)測(cè)出旋轉(zhuǎn)扭矩M^，測(cè)試完畢料盒閘門開， 漿料流出，再次采樣。
在本實(shí)用新型中采用了一個(gè)單片機(jī)控制系統(tǒng)，以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)循環(huán)測(cè)試，是以單 片機(jī)MSP430為MPU，主要分為三個(gè)部分。
第一，測(cè)量部分。主要測(cè)量的量有兩個(gè)， 一是溫度7)，目的是監(jiān)控混凝土的實(shí)時(shí)
溫度，再一個(gè)是旋轉(zhuǎn)扭矩3^,，目的是測(cè)量混凝土的流變特性。這些測(cè)得
的數(shù)據(jù)均存儲(chǔ)在單片機(jī)上。 第二，控制電機(jī)部分。這部分主要是由單片機(jī)控制測(cè)試儀的料盒的進(jìn)退采樣、采
好樣后十字型攪拌軸的變速攪拌以及卸料。其中變速攪拌的速度可以分
檔，比如60~200轉(zhuǎn)/minin間分為6檔。 第三，通訊部分。這部分又分為人機(jī)交互和計(jì)算機(jī)通訊兩部分。其中人機(jī)交互包
括輸入裝置鍵盤和輸出裝置LCD液晶顯示器，可以控制整個(gè)測(cè)試儀的開
4關(guān)，并且將測(cè)得的溫度7)和旋轉(zhuǎn)扭矩M力實(shí)時(shí)的顯示。計(jì)算機(jī)通訊是將存 儲(chǔ)的數(shù)據(jù)通過MAX232傳輸給上位機(jī)，由上位機(jī)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理分析。
有益效果
1. 本實(shí)用新型所使用的裝置料樣可以自動(dòng)采集、移運(yùn)、密實(shí)、測(cè)試、回料、 再采集；能連續(xù)在線測(cè)試出料口混凝土流變參數(shù)；及時(shí)、方便、準(zhǔn)確、連續(xù)地獲 取施工現(xiàn)場(chǎng)混凝土流變性參數(shù)，并對(duì)混凝土的流變性形成客觀完整的評(píng)價(jià)。
2. 由于采用平臥十字型攪拌軸變速轉(zhuǎn)動(dòng)，更符合測(cè)試含碎石、砂等粗細(xì)顆 粒的多相流體，連續(xù)測(cè)試混凝土，可以獲取大量離散的樣本數(shù)據(jù)，該方法應(yīng)用于 工程實(shí)踐，可避免人為檢測(cè)誤差和其他測(cè)試方法表征性差的缺陷，真正實(shí)現(xiàn)精確 化、自動(dòng)化、信息化。


圖1-測(cè)試儀俯視示意圖。 圖2-測(cè)試儀主要工作部分主視圖。 圖3-測(cè)試儀主要工作部分右視圖。 圖4-十字型攪拌軸主視圖。 圖5-十字型攪拌軸右視圖。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖對(duì)本實(shí)用新型作出說明
本實(shí)用新型中所使用的測(cè)試儀如圖1 5所示，主要由扭矩傳感器1、步進(jìn)電
機(jī)2、軌道電機(jī)3、傳動(dòng)齒輪4、齒條5、十字型攪拌軸6、料盒啟閉電機(jī)7、滑 輪8、行程開關(guān)(含接觸桿)9、聯(lián)軸器IO、繼電器ll、料盒刮板12、 MSP430 單片機(jī)控制器13、斷電保護(hù)開關(guān)14、 24V電源15、穩(wěn)壓器16、調(diào)節(jié)器17、溫 度傳感器18、導(dǎo)軌19、導(dǎo)輪20、旋轉(zhuǎn)葉片21、旋轉(zhuǎn)軸22、固定螺絲23、料盒 24和濾網(wǎng)25組成。測(cè)試儀的支架頂部設(shè)有一對(duì)相互平行的導(dǎo)軌19，導(dǎo)軌19上 設(shè)有導(dǎo)輪20、料盒24和料盒刮板12，在導(dǎo)軌19上還設(shè)有前后行程開關(guān)9，以 控制料盒運(yùn)動(dòng)的極限位置。在導(dǎo)軌上方平行于導(dǎo)軌設(shè)有齒條5，齒條5通過傳動(dòng) 齒輪4和軌道電機(jī)3連接。料盒24上設(shè)有濾網(wǎng)25，料盒24內(nèi)設(shè)有平臥十字型 攪拌軸6，平臥十字型攪拌軸6通過聯(lián)軸器10與步進(jìn)電機(jī)2連接，在聯(lián)軸器上
5有溫度傳感器18，料盒24通過滑輪8和料 盒啟閉電機(jī)7連接用來控制料盒24底部的閘門開關(guān)卸料。平臥十字型攪拌軸6 由旋轉(zhuǎn)軸22、旋轉(zhuǎn)葉片21組成，旋轉(zhuǎn)葉片21通過固定螺絲23固定在旋轉(zhuǎn)軸22 上。料盒24通過傳動(dòng)齒輪4、齒條5在軌道電機(jī)3的帶動(dòng)下可以沿導(dǎo)軌19滑動(dòng)。 為了保證整個(gè)裝置的正常運(yùn)行，在測(cè)試儀支架上還設(shè)有繼電器ll、 MSP430單片 機(jī)控制器13、斷電保護(hù)開關(guān)14、電源15、穩(wěn)壓器16、調(diào)節(jié)器17。
測(cè)試工作開始，啟動(dòng)開始按鈕，指示燈亮，料盒24通過傳動(dòng)齒輪4、齒條 5在軌道電機(jī)3的帶動(dòng)下前進(jìn)，至導(dǎo)軌19頂端時(shí)即出料口處，接觸到行程開關(guān)9， 停止前進(jìn)開始接料，流態(tài)混凝土通過濾網(wǎng)25濾去超大粒徑骨料進(jìn)入料盒24，料 盒24停止20s后后退，濾網(wǎng)25上多余混凝土通過料盒刮板12刮去，至接觸到 行程開關(guān)9后停止后退，通過料盒24內(nèi)安置的溫度傳感器18測(cè)出混凝土溫度指 標(biāo)，同時(shí)，十字型攪拌軸6在步進(jìn)電機(jī)2帶動(dòng)下由60轉(zhuǎn)/min 90轉(zhuǎn)/min-120轉(zhuǎn) /min~150轉(zhuǎn)/min-180轉(zhuǎn)/min 200轉(zhuǎn)/min 180轉(zhuǎn)/min-150轉(zhuǎn)/min 120轉(zhuǎn)/min-90轉(zhuǎn) /min 60轉(zhuǎn)/min轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)所需轉(zhuǎn)動(dòng)扭矩由扭矩傳感器1測(cè)出，以電壓表示，顯 示并儲(chǔ)存在MSP430單片機(jī)控制器13上，測(cè)試完畢，料盒啟閉電機(jī)7開，料盒 底部的閘門開，漿料流出，卸料過程持續(xù)約10s，料盒啟閉電機(jī)7關(guān)，延時(shí)7s 后料盒底部閘門關(guān)，延時(shí)5s后一次循環(huán)結(jié)束進(jìn)而進(jìn)入下一次循環(huán)。
權(quán)利要求1.一種施工現(xiàn)場(chǎng)混凝土流變性動(dòng)態(tài)檢測(cè)裝置，其特征在于，所述的裝置主要由支架、扭矩傳感器(1)、步進(jìn)電機(jī)(2)、軌道電機(jī)(3)、傳動(dòng)齒輪(4)、齒條(5)、十字型攪拌軸(6)、料盒啟閉電機(jī)(7)、滑輪(8)、行程開關(guān)(9)、聯(lián)軸器(10)、料盒刮板(12)、單片機(jī)控制器(13)、溫度傳感器(18)、導(dǎo)軌(19)、導(dǎo)輪(20)、料盒(24)和濾網(wǎng)(25)組成，測(cè)試儀的支架頂部設(shè)有一對(duì)相互平行的導(dǎo)軌(19)，導(dǎo)軌(19)上設(shè)有導(dǎo)輪(20)、料盒(24)和料盒刮板(12)，在導(dǎo)軌(19)上設(shè)有行程開關(guān)(9)，在導(dǎo)軌上方平行于導(dǎo)軌設(shè)有齒條(5)，齒條(5)通過傳動(dòng)齒輪(4)和軌道電機(jī)(3)連接，料盒(24)上設(shè)有濾網(wǎng)(25)，料盒(24)內(nèi)設(shè)有平臥十字型攪拌軸(6)，平臥十字型攪拌軸(6)通過聯(lián)軸器(10)與步進(jìn)電機(jī)(2)連接，在聯(lián)軸器(10)上設(shè)有扭矩傳感器(1)，在料盒(24)上設(shè)有溫度傳感器(18)，料盒(24)通過滑輪(8)和料盒啟閉電機(jī)(7)連接，支架上設(shè)有單片機(jī)控制器(13)。
2. 如權(quán)利要求1所述的施工現(xiàn)場(chǎng)混凝土流變性動(dòng)態(tài)檢測(cè)裝置，其特征在于， 所述的平臥十字型攪拌軸(6)由旋轉(zhuǎn)軸(22)、旋轉(zhuǎn)葉片(21)組成，旋轉(zhuǎn)葉片(21)通過固定螺絲(23)固定在旋轉(zhuǎn)軸(22)上。
3. 如權(quán)利要求l所述的施工現(xiàn)場(chǎng)混凝土流變性動(dòng)態(tài)檢測(cè)裝置，其特征在于， 在測(cè)試儀支架上設(shè)有繼電器(11)、斷電保護(hù)開關(guān)(14)、電源(15)、穩(wěn)壓器(16)、 調(diào)節(jié)器(17)。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種施工現(xiàn)場(chǎng)混凝土流變性動(dòng)態(tài)檢測(cè)裝置，所述的裝置主要由支架、扭矩傳感器、步進(jìn)電機(jī)、軌道電機(jī)、傳動(dòng)齒輪、齒條、十字型攪拌軸、料盒啟閉電機(jī)、滑輪、行程開關(guān)、聯(lián)軸器、料盒刮板、單片機(jī)控制器、溫度傳感器、導(dǎo)軌、導(dǎo)輪、料盒和濾網(wǎng)組成，測(cè)試儀的支架頂部設(shè)有一對(duì)相互平行的導(dǎo)軌，導(dǎo)軌上設(shè)有導(dǎo)輪、料盒和料盒刮板，在導(dǎo)軌上設(shè)有行程開關(guān)，在導(dǎo)軌上方平行于導(dǎo)軌設(shè)有齒條，齒條通過傳動(dòng)齒輪和軌道電機(jī)連接，料盒上設(shè)有濾網(wǎng)，料盒內(nèi)設(shè)有平臥十字型攪拌軸，平臥十字型攪拌軸通過聯(lián)軸器與步進(jìn)電機(jī)連接，在聯(lián)軸器上設(shè)有扭矩傳感器，在料盒上設(shè)有溫度傳感器，料盒通過滑輪和料盒啟閉電機(jī)連接，支架上設(shè)有單片機(jī)控制器。
文檔編號(hào)G01N11/14GK201397283SQ20092004574
公開日2010年2月3日 申請(qǐng)日期2009年5月15日 優(yōu)先權(quán)日2009年5月15日
發(fā)明者劉兆磊, 武良金, 田正宏, 許敏鐘, 顧沖時(shí) 申請(qǐng)人:河海大學(xué)