[发明专利]一种泵送混凝土流动形态及摩擦特性试验装置及方法

说明书

本发明属于混凝土技术领域，特别涉及一种泵送混凝土流动形态及摩擦特性试验装置及方法，研究分析混凝土拌合物在输送管中的流动形态，为混凝土流变学模型的建立提供依据，同时研究混凝土拌合物与输送管之间的摩擦特性及其计算公式，为混凝土泵送施工提供理论指导与技术支撑，保障工程施工的顺利进行。它包括管径和壁厚一致且依次通过法兰连接且相互贯通的立管、弯管、水平直管和橡胶软管；两个弯管分别通过两个水平直管固定于橡胶软管的两端，弯管通过底座固定；一侧弯管上端连接有封盖，另一侧弯管上端连接立管；橡胶软管下方设有挤压装置，能够使得橡胶软管沿着径向挤压变形。该装置结构简单、操作简便、成本低、效率高、适用性广。

技术领域

本发明属于混凝土技术领域，特别涉及一种泵送混凝土流动形态及摩擦特性试验装置及方法。

背景技术

为满足混凝土超高建筑建造需求，需要对混凝土实行长距离泵送施工，研究表明，混凝土拌合物在管道中前进主要是依赖输送泵动力促进混凝土润滑层的滑移运动来实现的，混凝土的流动形态，尤其是其润滑层存在形式会对该滑移运动产生重要影响，也是混凝土流变模型的重要依据；同时在混凝土滑移输送过程中，必须克服混凝土拌合物与输送管之间的摩擦阻力才能实现泵送施工，混凝土输送泵压力损失也正是由此而引起的。

然而现阶段，国内外学者对混凝土拌合物在输送管中的流动形态研究很少，德国Putzmeister公司研制开发了滑管式流变仪，研究混凝土润滑层的厚度，但是该滑管仪与实际泵送施工情况相差甚大(最主要的是没有考虑粘滞流)，而且成本高、操作复杂。另一方面国内外在混凝土拌合物与输送管之间的摩擦特性方面研究则几乎空白。

因此，有必要研究一种泵送混凝土流动形态及摩擦特性研究方法与试验装置，研究分析混凝土拌合物在输送管中的流动形态，确定不同混凝土润滑层的存在厚度，为混凝土流变学模型的建立提供依据，同时研究混凝土拌合物与输送管之间的摩擦特性及其计算公式，为混凝土泵送施工提供理论指导与技术支撑，保障工程施工的顺利进行。

发明内容

本发明提供了一种泵送混凝土流动形态及摩擦特性试验装置及方法，研究分析压力作用下混凝土拌合物在输送管中的流动形态，建立不同混凝土拌合物在不同压力作用下润滑层的厚度曲线，为混凝土流变学模型的建立提供依据；研究分析压力作用下混凝土拌合物与输送管之间的摩擦特性，建立混凝土摩擦系数计算公式，为混凝土泵送施工，尤其是泵压的确定提供理论指导与技术支撑，保障工程施工的顺利进行。

为解决以上技术问题，本发明包括如下技术方案：

一种泵送混凝土流动形态及摩擦特性试验装置，包括管径和壁厚一致且依次通过法兰连接且相互贯通的立管、弯管、水平直管和橡胶软管；所述弯管和水平直管均为两个，两个所述弯管分别通过两个所述水平直管固定于所述橡胶软管的两端，所述弯管通过底座固定；一侧所述弯管上端连接有封盖，另一侧所述弯管上端连接所述立管；还包括挤压装置，所述挤压装置设置于所述橡胶软管的下方，以使得所述橡胶软管沿着径向挤压变形。

与现有技术相比，本发明具有以下的有益效果：

(1)本发明的泵送混凝土流动形态及摩擦特性试验装置，它包括管径和壁厚一致且依次通过法兰连接且相互贯通的立管、弯管、水平直管和橡胶软管；两个弯管分别通过两个水平直管固定于橡胶软管的两端，弯管通过底座固定；一侧弯管上端连接有封盖，另一侧弯管上端连接立管；橡胶软管下方设有挤压装置，能够使得橡胶软管沿着径向挤压变形。该装置结构简单、操作简便、成本低、效率高、适用性广。

(2)本发明的泵送混凝土流动形态试验方法，通过确定不同混凝土拌合物在不同压力作用下，混凝土拌合物的上液面曲线y＝f(x)及润滑层的厚度曲线d＝f(F)，为混凝土流变学模型的建立提供依据。

(3)本发明的泵送混凝土摩擦特性试验方法，通过建立摩擦系数计算公式Fj-F0＝K(μFjπr+ρg)hj，得到不同混凝土拌合物在不同压力作用下与输送管之间的摩擦系数μ，为混凝土泵送施工，尤其是泵压的确定提供理论指导与技术支撑。