[发明专利]一种评价混凝土浇筑质量的模拟装置及方法

说明书

本发明公开了一种评价混凝土浇筑质量的模拟装置，卧式装置的一侧通过第一输送管连接有真空泵，卧式装置的另一侧通过第二输送管连接有立式装置，所述第一输送管上设置有压力表和第一阀门，所述第二输送管上设置有第二阀门，所述立式装置上端设置有带阀门的排气孔；提供采用该装置的评价方法；本发明可视化的对压灌桩浇筑、养护的全过程进行监测，并通过粗颗粒分布均匀性参数α、孔隙的体积参数β、密度参数ρ和体积收缩参数ΔV，对施工关键参数注浆压力和提升速率进行评价。

技术领域

本发明涉及岩土工程测试技术领域，特别涉及一种评价混凝土浇筑质量的模拟装置及方法。

背景技术

长螺旋钻孔压灌桩，即采用长螺旋钻机钻孔至设计标高，利用混凝土泵将超流态细石混凝土从钻头底压出，边压灌混凝土边提升钻头直至成桩，混凝土灌注至设计标高后，再借助钢筋笼自重或利用专门振动装置将钢筋笼一次插入混凝土桩体至设计标高，形成钢筋混凝土灌注桩。该类桩由于桩侧无泥皮，桩底无沉渣，较大幅度地提高了桩承载力。

在长螺旋钻孔压灌桩提升的过程中，由于塌孔和缩径，会产生桩身的质量缺陷。因此，压灌桩施工过程中，通常控制3个参数：提升速率；注浆压力；充盈系数(真实的混凝土密度与理论混凝土密度的比值)。但是，传统的桩身质量评价的方法是通过桩体养护成型后钻芯取样，具有如下缺点：1、钻芯取出的混凝土试验扰动较大，与桩身混凝土的真实状态差别较大；2、无法实时观测混凝土的塌落和桩身的均匀性；3、无法实现控制注浆压力和提升速度条件下，桩身质量的对比。

发明内容

本发明旨在提供一种在室内进行混凝土加压灌注过程的模拟装置，以及一体化的浇筑质量评价方法，简单、准确、快捷的测试灌注压力和提升速度对压灌桩的粗颗粒分布均匀性、孔隙的体积、充盈密度、凝固过程的体积收缩进行监测和评价。

根据本发明的第一方面，提供了一种评价混凝土浇筑质量的模拟装置，包括：

卧式装置，具有密封的透明搅拌腔体，所述搅拌腔体内设置有搅拌杆，所述卧式装置侧壁上设置有舱门；以及

立式装置，具有密封的透明容纳腔体；

其中，所述卧式装置的一侧通过第一输送管连接有真空泵，所述卧式装置的另一侧通过第二输送管连接有立式装置，所述第一输送管上设置有压力表和第一阀门，所述第二输送管上设置有第二阀门，所述立式装置上端设置有带阀门的排气孔。

进一步地，所述卧式装置具有第一筒体和搅拌杆，所述第一筒体两端通过第一密封盖密封形成有搅拌腔体，所述搅拌杆穿过第一密封盖可转动设置在搅拌腔体内；所述立式装置具有第二筒体，所述第二筒体两端通过第二密封盖密封形成有容纳腔体。

更进一步地，所述搅拌筒体和直立筒体均为采用高强有机玻璃材料制成的腔体。

进一步地，所述第二输送管伸入至立式装置的容纳腔体下部。

进一步地，所述卧式装置上第一输送管的连接处的竖直高度高于卧式装置上第二输送管的连接处的竖直高度。

进一步地，所述卧式装置固定设置在底部支座上。

根据本发明的第二方面，提供采用如本发明第一方面提供的一种评价混凝土浇筑质量的模拟装置进行试验的方法，它按照以下步骤进行：

S1、关闭第一阀门、第二阀门，打开排气孔阀门，根据混凝土设计配比，将材料倒入卧式装置，记录材料总质量M，关闭舱门；

S2、转动卧式装置内的搅拌杆，充分搅拌混凝土；

S3、启动真空泵，打开第一输送管上的第一阀门，第二输送管上的第二阀门，使混凝土在压力下从卧式装置输送入立式装置中，当立式装置中的混凝土淹没输送管达到50cm,开始提升第二输送管，记录提升速度v，同时通过压力表记录输送过程的压力值P，使用高清摄像装置记录混凝土灌注的整个过程；