[发明专利]一种混凝土施工振捣参数快速测定装置及方法

权利要求书

1.一种混凝土施工振捣参数快速测定装置的使用方法，其特征在于，装置包括无盖的密闭容器、振捣棒和数据采集分析系统；

所述密闭容器内设置有一挡板，挡板将密闭容器的内部空间分为空仓A和空仓B，所述空仓B填充有混凝土，所述振捣棒位于密闭容器中部且位于空仓B内，用于振捣混凝土；

所述数据采集分析系统包括相互连接的数据处理中心和采集传感器，采集传感器主体放置于空仓A中且其感应端与混凝土相接触，所述采集传感器用于采集距离振捣棒不同距离处的能量和混凝土对挡板的侧向压力；

所述挡板由一矩形挡板和一螺线形挡板组成，矩形挡板和螺线形挡板的一侧相连接，所述挡板高度与密闭容器的高度相同，挡板竖直固定于密闭容器内；

背向螺线形挡板的一侧形成空仓A，面向螺线形挡板的一侧形成空仓B，空仓B的体积大于空仓A；

所述采集传感器包括能量采集传感器和侧向压力采集传感器，所述能量采集传感器布置在螺线形挡板的高度中间位置，并且在同一水平面内布置多个，多个能量采集传感器距离振捣棒中心的距离依次增加，且增加量Δ相同；

每个能量采集传感器的一侧均设置有一组侧向压力采集传感器，每组侧向压力采集传感器包括多个侧向压力采集传感器，并且沿螺线形挡板高度方向均匀分布；

混凝土施工振捣参数快速测定装置的使用方法，包括以下步骤：

(1)准备工作：

检查线路连接，接通电源打开混凝土施工振捣参数快速测定装置，并检查能量采集传感器、侧向压力采集传感器及数据处理中心运行工作状态；

(2)准备工作完成后，将拌合好的混凝土缓慢加入空仓B内，混凝土上界面距离密闭容器顶面10-15cm；

(3)将振捣棒沿密闭容器的中心位置快速插入混凝土内部，插入深度应使振捣棒的工作长度与侧向压力采集传感器布置的竖向位置相对应；

(4)使能量采集传感器、侧向压力采集传感器和数据处理中心处于正常工作状态，同时，开启振捣棒使其在固定工作频率下工作；

(5)数据处理中心实时给出能量采集传感器采集的能量随时间的变化规律，能量随距振捣棒中心距离的变化规律，分别得到能量-时间关系图和能量-距离关系图，并实时给出侧向压力采集传感器采集的侧向压力与深度的变化规律，得到深度-侧向压力关系图；

当能量采集传感器采集到的能量表现出随着时间先增加后保持不变然后继续增加的规律后，振捣棒停止工作；

(6)取出振捣棒，清洗混凝土施工振捣参数快速测定装置；

(7)根据得到的能量-时间关系图，确定给定混凝土的最小振捣时间t₁和最大振捣时间t₂，t₁为能量表现出随着时间增加然后开始保持不变的时间节点，t₂为能量表现出从保持不变到开始增加的时间节点；

(8)根据深度-侧向压力关系图，计算该曲线斜率得到不同位置处的混凝土实测密度；

(9)确定给定工况下振捣棒的最大工作半径：

当同时满足深度-侧向压力曲线拟合优度＞0.9、混凝土实测密度与混凝土理论密度差值的绝对值≤100kg/m³、且距离振捣棒中心的距离最大，则该距离即为最大工作半径；

(10)重复上述步骤(2)～(9)，取两次试验结果的平均作为振捣参数值，即t₁、t₂、最大工作半径的值；

(11)按照确定的振捣参数值优化混凝土浇筑和振捣工艺，其中混凝土浇筑厚度不超过振捣棒工作长度的1.25倍，振捣时间介于t₁到t₂之间且仅大于t₁，振捣棒的工作间隔不超过其最大工作半径的1.45倍。

2.根据权利要求1所述的混凝土施工振捣参数快速测定装置的使用方法，其特征在于，所述能量采集传感器的数量为5个，5个能量采集传感器距离振捣棒中心的距离依次为10cm、20cm、30cm、40cm和50cm；

每组侧向压力采集传感器包括4个侧向压力采集传感器，4个侧向压力采集传感器均匀分布于振捣棒的工作长度内。

3.根据权利要求2所述的混凝土施工振捣参数快速测定装置的使用方法，其特征在于，每组侧向压力采集传感器位于与其相临近的能量采集传感器的同一侧，且水平间距为3-5cm。