混凝土含气量测定装置和方法与流程

1.涉及混凝土检测领域，具体涉及混凝土含气量的测定。


背景技术：

2.传统混凝土含气量测定仪是根据气态方程来测定混凝土的含气量，一直以来，使用这种仪器测试出来的混凝土含气量误差很大。
3.众所周知，气态方程是建立在理想气体状态下的一个方程，理想状态是指：理想气体在微观上具有分子之间无互相作用力和分子本身不占有体积的特征，气体的压力趋近于零。
4.用传统混凝土含气量测定仪测定混凝土含气量时，混凝土含气量测定仪的气室空间非常小，通过被压缩气室内的空气对混凝土施加压力，气体被压缩，气体分子间存在相互作用力，这种工作状态与理想气体存在较大偏差。
5.由此可见，传统混凝土含气量测定仪存在以下缺陷：引用的理论在实际应用中存在偏差，除此之外，仪器制造质量也存在偏差，检测者操作也存在误差。


技术实现要素：

6.针对现有技术中存在的：传统混凝土含气量测定中，引用的理论在实际应用中存在偏差，除此之外，仪器制造质量也存在偏差，检测者操作也存在误差的问题，本发明提供的技术方案为：
7.混凝土含气量测定装置，所述的装置包括：密封气室、混凝土量钵、负压室、真空孔和减压阀；
8.所述的混凝土量钵为两端开口结构，
9.所述的混凝土量钵用于盛装待测混凝土；
10.所述的密封气室仅设置有一个开口端，该开口端密封连接所述的混凝土量钵的一端开口；
11.所述的负压室仅设置一个开口，该开口密封连接所述的混凝土量钵的另一端开口，并且，该开口上设置有与其形状相适应的穿孔板；
12.所述的真空孔设置在所述的负压室的侧壁上；
13.所述的减压阀设置在所述的密封气室的侧壁上，用于在开启时调整所述的密封气室内的压力。
14.优选的，所述的密封气室与所述的混凝土量钵采用法兰连接、所述的混凝土量钵与所述的负压室采用法兰连接。
15.优选的，所述的装置还包括：两个密封圈，其中一个密封圈设置在所述的混凝土量钵和密封气室之间，另一个密封圈设置在混凝土量钵和负压室之间。
16.进一步，所述的装置还包括：压力表，所述的压力表设置在所述的密封气室的侧壁上，用于测量所述的密封气室内部的压强。
17.优选的，所述的密封气室为半球形。
18.优选的，所述的混凝土量钵为正圆台形。
19.优选的，所述的负压室为桶形。
20.基于同一发明构思，本发明还提供了混凝土含气量测定方法，所述的方法是基于如下装置实现的：
21.所述的装置为混凝土含气量测定装置；
22.所述的方法包括：
23.混凝土量钵容积标定的步骤；
24.集料含气量的测定步骤；
25.含气量测定步骤：通过所述的混凝土量钵的容积和所述的集料含气量得到混凝土含气量。
26.进一步，所述的集料含气量的测定步骤具体为：
27.包括：
28.集料开口孔隙体积的测定步骤；
29.集料表观体积的测定步骤；
30.通过所述的集料开口孔隙和所述的集料表观体积得到集料含气量的步骤。
31.进一步，所述的含气量测定步骤具体为：
32.包括：
33.得到混凝土和集料含气量之和的步骤；
34.通过所述的混凝土和集料含气量之和与所述的集料含气量得到混凝土含气量的步骤。
35.本发明的有益之处在于：
36.本发明所述的装置的工作原理与现有技术完全不同，具体有：本发明区别于现有技术，不需要先对混凝土量钵进行数据标定，解决了现有技术检测混凝土含气量过程中首先需基于混凝土量钵的含气量0点、含气量1％-10％使用前的标定，导致实际操作过程中因为误差造成数据不准确的问题。
37.本发明区别于现有技术，理论基础不是理想状态气体方程，而是用真空泵抽出混凝土内的气体，然后用饮用水填满抽出气体混凝土留下的凹陷部分体积，这部分饮用水的体积除以量钵内混凝土体积的百分率即为该混凝土含气量。
38.本发明原理清楚明确、简洁易懂。
39.因为不需要标定，没有理想状态和实际状态的差值影响，所以本发明提供的方案测定的混凝土含气量的误差相比于现有技术更小。
40.适合应用在混凝土含气量检测工作中。
附图说明
41.图1为实施方式一提供的混凝土含气量测定装置的结构示意图；
42.图2为图1的爆炸图；
43.图3为实施方式六提供的混凝土量钵的结构示意图；
44.图4为图3所示的混凝土量钵的主视图；
45.图5为图4的仰视图；
46.图6为实施方式二提到的卡紧装置的结构示意图。
47.其中，1表示密封气室，2表示混凝土量钵，3表示负压室，4表示压力表，5表示真空管，6表示穿孔板，7表示卡紧装置，71表示紧定螺栓，72表示固定卡头，73表示活动卡头， 8表示密封圈,9表示减压阀。
具体实施方式
48.为使本发明提供的技术方案的优点和有益之处表述得更加清楚，现结合附图对本发明的几个实施方式进行进一步详细地描述，具体的：
49.实施方式一、结合图1-5说明本实施方式，本实施方式提供了混凝土含气量测定装置，所述的装置包括：密封气室1、混凝土量钵2、负压室3、真空孔和减压阀9；
50.所述的混凝土量钵2为两端开口结构，
51.所述的混凝土量钵2用于盛装待测混凝土；
52.所述的密封气室1仅设置有一个开口端，该开口端密封连接所述的混凝土量钵2的一端开口；
53.所述的负压室3仅设置一个开口，该开口密封连接所述的混凝土量钵2的另一端开口，并且，该开口上设置有与其形状相适应的穿孔板6；
54.所述的真空孔设置在所述的负压室3的侧壁上；
55.所述的减压阀9设置在所述的密封气室1的侧壁上，用于在开启时调整所述的密封气室 1内的压力。
56.具体的，穿孔板6的厚度为6mm，孔径为0.08mm，用于使混凝土内部的空气从此流通出去；在实际的使用过程中，在穿孔板6面对负压室3的一侧贴附一层塑料薄膜，凝土量钵容积积标定完成后需撕掉该薄膜，以便于后期用真空泵抽取量钵中混凝土内含的空气；
57.在真空孔上连接有真空管5，通过真空管5连接真空泵。
58.实施方式二、结合图1-2和6说明本实施方式，本实施方式是对实施方式一提供的混凝土含气量测定装置的进一步限定，所述的密封气室1与所述的混凝土量钵2采用法兰连接、所述的混凝土量钵2与所述的负压室3采用法兰连接。
59.具体的，通过法兰连接后，在法兰的外侧使用卡紧装置7对法兰进行进一步固定，增加装置的稳定性，还能够增加装置的密封能力；其中，所述的卡紧装置7包括紧定螺栓71、固定卡头72和活动卡头73，所述的固定卡头72为u型，所述的紧定螺栓71的螺杆穿过所述的固定卡头72的一个侧壁并与该侧壁螺纹配合，所述的螺杆的端部伸入所述的固定卡头72 的u型开口内部，并与所述的活动卡头73转动连接，通过转动所述的紧定螺栓71带动所述的活动卡头73在所述的u型开口内部沿所述的螺杆的轴线方向做往复运动。
60.具体的，通过法兰连接后，在法兰的外侧使用卡紧装置7对法兰进行进一步固定，增加装置的稳定性，还能够增加装置的密封能力；通过转动紧定螺栓71，实现带动活动卡头73 与u型结构远离紧定螺栓的一侧的侧壁之间的距离变小，以卡紧上下两个法兰。
61.实施方式三、结合图2说明本实施方式，本实施方式是对实施方式二提供的混凝土含气量测定装置的进一步限定，所述的装置还包括：两个密封圈8，其中一个密封圈8设置再所述的混凝土量钵2和密封气室1之间，另一个密封圈8设置在混凝土量钵2和负压室3之间。
62.在连接的部分加入密封圈8，进一步增加装置的密封能力。
63.实施方式四、结合图1-2说明本实施方式，本实施方式是对实施方式一至三任意一项提供的混凝土含气量测定装置的进一步限定，所述的装置还包括：压力表4，所述的压力表4 设置再所述的密封气室1的侧壁上，用于测量所述的密封气室1内部的压力。
64.具体的，压力表4的用途是：用来判定混凝土内部含气情况。
65.加入了压力表4，在装置的实际测定和操作过程中，可以通过压力表4实时获得装置内部压力情况，为测定过程提供便利。
66.实施方式五、结合图1-2说明本实施方式，本实施方式是对实施方式一提供的混凝土含气量测定装置的进一步限定，所述的密封气室1为半球形。
67.半球形的密封气室1承受压力的能力更强，并且内部压力分布均匀，增加装置的使用寿命，并且在密封气室1上安装压力表4后，能够使得操作者实时掌握量钵内混凝土中的气体排净程度。
68.实施方式六、结合图3-5说明本实施方式，本实施方式是对实施方式一提供的混凝土含气量测定装置的进一步限定，所述的混凝土量钵2为正圆台形。
69.设计为正圆台型，便于在盛装混凝土时不干扰混凝土的自然流动，且能够盛装更多的混凝土，因为下口直径大于上口直径，这样利于快速抽空混凝土内部的气体。。
70.实施方式七、结合图1-2说明本实施方式，本实施方式是对实施方式一提供的混凝土含气量测定装置的进一步限定，所述的负压室3为桶形。
71.桶形的负压室3作为底座，使装置的操作更加稳定。
72.实施方式八、结合图1-2说明本实施方式，本实施方式提供了混凝土含气量测定方法，所述的方法是基于如下装置实现的：
73.所述的装置为实施方式一提供的的混凝土含气量测定装置；
74.所述的方法包括：
75.混凝土量钵容积标定的步骤；
76.集料含气量的测定步骤；
77.含气量测定步骤：通过所述的混凝土量钵2的容积和所述的集料含气量得到混凝土含气量。
78.具体的，集料含气量的测定方式为：
79.一、混凝土量钵体积v的标定
80.首先称量混凝土量钵2和玻璃片总质量，然后向混凝土量钵2内加满饮用水，接着用玻璃片沿量钵顶面平推，边推边用洗耳球向量钵内加水，以保证玻璃片下无气泡。随后用抹布擦干溢到量钵外表面的水，然后称量混凝土量钵2、水和玻璃片总质量，两次质量的差值除以该温度下水的密度即为量钵的体积v。
81.二、集料含气量c的测定
82.集料开口孔隙体积，即集料含气量体积v'的测定
83.将粗、细集料经烘干冷却后准确称取2000g，用漏斗小心加入2000ml广口玻璃瓶中，然后加入室温饮用水，水面高出瓶口，接着用玻璃片沿玻璃瓶顶面平推，边推边用洗耳球向瓶内加水，以保证玻璃片下无气泡，小心取下玻璃片。在室温下将集料浸泡24h。
84.将玻璃片小心盖到瓶口上，称量集料、水、瓶和玻璃片的总质量m1。因集料开口孔
隙吸水，此时瓶内水面应呈凹陷状，用洗耳球向瓶内加入室温饮用水，边加水边沿瓶口推动玻璃片，以确保玻璃片下无气泡。擦干瓶外水分，再次称量集料、水、瓶和玻璃片的总质量m2，
85.m
′
＝m
2-m1,
86.式中：m'表示集料开口孔隙吸水质量，m2表示第二次称量集料、水、瓶和玻璃片的总质量，m1表示第一次称量集料、水、瓶和玻璃片的总质量；
87.v'＝m'
÷
ρ
t
，
88.式中：v'表示集料开口孔隙体积，m'表示集料开口孔隙吸水质量，ρ
t
表示试验温度t时水的密度；
89.三、集料表观体积v”的测定
90.将集料倒入浅盘中，放入105℃
±
5℃的烘箱中烘干至恒重，放入干燥器中冷却至室温，称取集料的烘干质量m0,洗净广口瓶，重新装满饮用水，使水面高出瓶口，接着用玻璃片沿玻璃瓶顶面平推，边推边用洗耳球向瓶内加水，以保证玻璃片下无气泡，擦干瓶外水分，称取水、瓶和玻璃片的总质量m3。
91.γ＝m0÷
(m0+m
3-m2)，
92.式中：γ表示集料表观相对密度，无量纲，m0表示集料的烘干质量，m3表示水、瓶和玻璃片的总质量，m2表示集料、水、瓶和玻璃片的总质量。
93.ρa＝γ
×
ρ
t
，
94.式中：ρa表示集料表观密度；
95.v”＝m0÷
ρa，
96.式中：v”表示集料表观体积，m0表示集料的烘干质量，ρa表示集料表观密度；
97.集料含气量c的计算
98.c＝(v'
÷
v”)
×
100％，
99.式中：c表示集料含气量，v'集料开口孔隙体积，v”集料表观体积。
100.混凝土含气量的测定方法具体为：
101.将新拌混凝土分层装入混凝土量钵2内，每层装入混凝土量钵2高度一半略高，每装完一层用φ16mm
×
40mm钢制捣棒沿量钵边部向中间呈螺旋方向插捣10次左右，插捣第一层时，捣棒距混凝土量钵2底板20mm左右，插捣第二层时，捣棒应插入第一层20mm左右，混凝土量钵2全部装满并插捣完后，用小橡皮锤沿混凝土量钵2外壁周边轻轻敲打8次左右，如果混凝土量钵2上部混凝土有欠缺，及时填满，然后用抹子仔细抹平，用抹布仔细擦净法兰盘上的混凝土，将混凝土量钵2与密封气室1组装在一起，用卡子掐紧。
102.用抹布将混凝土容器下部穿孔板6中溢出的混凝土浆仔细擦净，然后与混凝土量钵2组装成一体，用卡子掐紧。检查确认密封气室1、混凝土量钵2、负压腔室三部分已紧密连接为一个整体组合体后，关紧密封气室1上的减压阀，将真空泵与组合体连接紧密，开通真空泵开关，抽取混凝土内部的气体，直到密封气室1上的压力表4指针接近零时为止，关闭真空泵开关。
103.将混凝土量钵2与密封气室1之间的卡子、混凝土量钵2与负压腔室之间的卡子依次分别松开，仔细收集干净从混凝土量钵2中溢出的水泥浆，全部添加到混凝土量钵2上口已经出现凹陷的混凝土中，盖上玻璃片，称量此时混凝土量钵2、混凝土和玻璃片的总质量
m4。然后用用洗耳球将饮用水小心加入尚未填满的混凝土凹陷中，边加水边用玻璃片沿量钵顶面平推，此过程应保证玻璃片下无气泡，擦干量钵外水分，称量此时混凝土量钵2、混凝土、水和玻璃片的总质量m5。
104.一、计算这个过程加进水的质量，即用于填满混凝土中空气空隙和集料开口孔隙水的质量m”。
105.m
″
＝m
5-m4，
106.式中：m”表示水的质量，m5表示混凝土、量钵、水和玻璃片的总质量，m4表示混凝土、量钵和玻璃片的总质量；
107.二、计算上述用于填满凹陷部分水的体积，即填满混凝土中空气空隙和集料开口孔隙，的体积v1：
[0108]v1
＝m
”÷
ρ
t
[0109]
式中：v1表示用于填满凹陷部分水的体积,m”表示水的总质量(用于填满混凝土中空气空隙和集料开口孔隙水的总质量),ρ
t
表示试验温度t时水的密度。
[0110]
三、计算填满混凝土凹陷部分水的体积v1占混凝土量钵2中全部混凝土体积的百分比a1。
[0111]
a1＝(v1÷
v)
×
100％，
[0112]
式中：a1表示混凝土和集料含气量之和，v1表示水的体积，v表示量钵中混凝土体积；
[0113]
四、计算混凝土含气量a。
[0114]
a＝a
1-c。
[0115]
实施方式九、本实施方式是对实施方式八提供的混凝土含气量测定方法的进一步限定，所述的集料含气量的测定步骤具体为：
[0116]
包括：
[0117]
集料开口孔隙体积的测定步骤；
[0118]
集料表观体积的测定步骤；
[0119]
通过所述的集料开口孔隙和所述的集料表观体积得到集料含气量的步骤。
[0120]
实施方式十、本实施方式是对实施方式八提供的混凝土含气量测定方法的进一步限定，所述的含气量测定步骤具体为：
[0121]
包括：
[0122]
得到混凝土和集料含气量之和的步骤；
[0123]
通过所述的混凝土和集料含气量之和与所述的集料含气量得到混凝土含气量的步骤。
[0124]
以上通过几个具体实施方式对本发明提供的技术方案进行进一步详细地说明，是为了使本发明提供的技术方案的优点和有益之处体现得更清楚，并不用于作为对本发明的限制，任何基于本发明的精神和原则范围内的，对本发明的修改、实施方式的组合、改进和等同替换等，均应当包含在本发明的保护范围之内。