便携式碾压混凝土初凝时间快速检测方法及检测仪技术

本发明专利技术涉及碾压混凝土施工质量控制领域，为实现碾压混凝土坝施工现场的碾压混凝土初凝时间的自动、快速检测，本发明专利技术，便携式碾压混凝土初凝时间快速检测方法及检测仪，包括支撑架、升降平台、含距离传感器的自动推进杆、含压力传感器的探针以及数据集成控制模块和或掌上电脑PDA，升降平台一端固定在支撑架上，数据集成控制模块控制自动推进杆发生伸缩动作，推进杆前部连有探针，探针可插入到下方碾压混凝土RCC试件中，通过自动推进杆中的距离传感器检测插入深度，并通过推进杆前部的压力传感器测得RCC试件对探针的反作用力即贯入阻力值，然后将所测得贯入阻力值传递到PDA模块。本发明专利技术主要应用于碾压混凝土施工质量控制场合。

Portable Rapid Testing Method and Instrument for Initial Setting Time of Roller Compacted Concrete

【技术实现步骤摘要】
便携式碾压混凝土初凝时间快速检测方法及检测仪
本专利技术涉及碾压混凝土施工质量控制领域，一种便携式、自动、快速的碾压混凝土初凝时间测量装置。
技术介绍
碾压混凝土(roller-compactedconcrete，RCC)通过振动压实来进行浇筑，但当混凝土超过初凝时间时，上下层混凝土之间结合不密实。故规范规定“连续上升铺筑的碾压混凝土，层间允许间隔时间，应控制在出直接铺筑允许时间(即混凝土初凝时间)以内”，否则将使得上下层存在层间结合薄弱面，在大坝挡水运行后可能会引起水力劈裂，造成大坝漏水，所以准确测定RCC的初凝时间是现场控制RCC上下层层间间隔时间的关键，对于RCC施工质量控制具有非常重要的作用。RCC凝结时间测定方法采用与普通混凝土凝结时间测定一样的贯入阻力法。目前，国内对于RCC初凝时间的测定，主要有实验室方法和现场方法，比较典型的检测装置是中国水利科学研究院研制的适用于实验室的JFT-21型和适用于现场检测的JFT-11型RCC贯入阻力仪。但这两种装置存在如下弊端：①通过手动控制测针运动，不易控制测针匀速推进，所测的贯入阻力受测针推进速度影响，存在测量误差。②当前现场测量的便携式装置(如JFT-11)需手动加压，测针方向不易垂直控制，影响测量精度。③不能根据所测得的贯入阻力值，来直接判定初凝时间，需后续人工做内业处理，经线性回归后求得，该项工作需要一定的时间。所以，往往不能在现场就直接得到初凝时间值，影响现场碾压混凝土施工质量控制的及时性。所以，研制开发一种便携式的、可用于施工现场的RCC初凝时间快速、自动测定的检测装置具有重要的工程实践价值。专利
技术实现思路
为克服现有技术的不足，本专利技术旨在提出碾压混凝土检测仪器技术方案，实现碾压混凝土坝施工现场的碾压混凝土初凝时间的自动、快速检测。为此，本专利技术采取的技术方案是，便携式碾压混凝土初凝时间快速检测仪，包括支撑架、升降平台、含距离传感器的自动推进杆、含压力传感器的探针以及数据集成控制模块和或掌上电脑PDA(PersonalDigitalAssistant)，升降平台一端固定在支撑架上，数据集成控制模块控制自动推进杆发生伸缩动作，推进杆前部连有探针，探针可插入到下方碾压混凝土RCC试件中，通过自动推进杆中的距离传感器检测插入深度，并通过推进杆前部的压力传感器测得RCC试件对探针的反作用力即贯入阻力值，然后将所测得贯入阻力值经由数据集成控制模块传递到PDA模块。便携式碾压混凝土初凝时间快速检测方法，步骤如下：(1)在施工现场采集碾压混凝土样本，按水工碾压混凝土试验规范要求，装入边长为150mm的立方体试模中，并制成检测试件；(2)使自动推进杆连接探针与试件表面恰好接触；(3)向下按动压力传感器启动按钮，推进杆探针在10s内匀速贯入25mm，贯入过程中，利用探针处的压力传感器等时间间隔地测量贯入阻力数据，并将其通过数据集成控制模块，传送到掌上电脑PDA中；(4)根据一定的时间间隔，多次重复步骤(1)和(2)，对同一个试件进行检测，直至试件RCC远超过初凝时间，各测点在试件中的间距不小于15mm，测点与试模内壁之间距离不小于20mm；(5)得到若干组测量时间及该时刻对应的贯入阻力值；(6)在PDA模块的界面中，将多组测量贯入阻力值及其对应时间，自动生成“测量时间-贯入阻力”的离散点，横坐标为测量时间，纵坐标为贯入阻力值；(7)通过PDA模块中数据处理子模块，将所有检测数据拟合得到两条直线，并求得两直线的交点，交点的横坐标即为所测RCC试件的初凝时间。本专利技术的特点及有益效果是：本专利技术可适用于碾压混凝土坝施工现场的碾压混凝土初凝时间的自动、快速检测。其有益效果如下：①实现测针运动速度、测针行进距离的自动控制，同步自动采集贯入阻力，可避免手工操作测针不易匀速运动、测针不易垂直控制而带来的测量误差。②自动进行所测贯入阻力值的线性回归，快速计算RCC初凝时间，可减少后续内业时间，实现检测结果快速获得，提高现场反馈的及时性。③便于携带，方便现场测定碾压混凝土的初凝时间，可以为碾压混凝土现场施工质量的控制提供一种新的手段。附图说明：图1本专利技术构成示意图。图2数据集成控制模块工作原理。图3手持检测装置示意图。图4手持检测装置主视图。图5手持检测装置俯视图。图6PDA模块功能简图。具体实施方式1本专利技术构成及功能本专利技术的构成包括手持检测装置，含支撑架、升降平台、自动推进杆(含距离传感器)、探针(含压力传感器)、接口A、接口B以及接口C；以及数据集成控制模块和PDA模块(PersonalDigitalAssistant，个人数码助理或掌上电脑)共三个部分。其中，自动推进杆上的接口A和数据集成控制模块连接，自动推进杆上的接口B和电源连接。本专利技术构成见图1。数据集成控制模块安装在手持检测装置上。供电电源通过接口B给自动推进杆(含距离传感器)、压力传感器和数据集成控制模块供电，由数据集成控制模块控制自动推进杆工作。自动推进杆在通电的状态下，按下数据集成控制模块上的启动按钮，可自动伸缩。推进杆前部连有探针，探针可插入到下方碾压混凝土(RCC)试件中，通过自动推进杆中的距离传感器检测插入深度，并通过推进杆前部的压力传感器测得RCC试件对探针的反作用力，然后将所测得反作用力经由数据集成控制模块的接口C传递到PDA模块。该反作用力即为贯入阻力值。数据集成控制模块与PDA模块间的通讯可采用UniversalSerialBus(通用串行总线，即USB)连接(通过接口C)，亦可采用蓝牙等无线通讯方式。PDA模块包括数据采集和数据处理两个子模块。数据采集子模块将测点的贯入阻力值及对应的数据采集子模块中记录的测量时间通过串口输入到PDA中软件中。随着RCC硬化，按照一定的时间间隔(如半小时)，在足够长的时间内(如10小时，以确保RCC在此时间内已经初凝)，采集得到试件的贯入阻力值及对应的检测时间。数据处理子模块将采集得到的多个贯入阻力值和对应的检测时间，构成样本数据，以横坐标为时间，纵坐标为贯入阻力值，绘制散点图。根据贯入阻力值随时间的变化趋势，找到贯入阻力值上升速率的突变点，以此点对应的时刻为界限，将所有测量数据分成两部分，分别对该两部分测点进行线性拟合，得到测量时间与贯入阻力值之间关系的两条直线，然后求出其交点。该交点的横坐标即为所检测RCC的初凝时间。2检测方法使用该仪器检测碾压混凝土初凝时间的方法如下：(1)在施工现场采集碾压混凝土样本，按水工碾压混凝土试验规范要求，装入边长为150mm的立方体试模中，并制成检测试件。(2)将该专利技术装置放置在平坦的地面上，使自动推进杆连接探针与试件表面恰好接触，将PDA模块显示的贯入阻力值清零。(3)向下按动压力传感器启动按钮，推进杆探针将在10s内匀速贯入25mm。过程中，探针处的压力传感器将等时间间隔(如30min)地测量贯入阻力数据，并将其通过数据集成控制模块，传送到PDA模块中。(4)根据一定的时间间隔(如半小时)，多次重复步骤(1)和(2)，对同一个试件进行检测，直至试件RCC远超过初凝时间(如10小时)。各测点在试件中的间距不小于15mm，测点与试模内壁之间距离不小于20mm。(5)得到若干组测量时间及该时刻对应的贯入阻力值。(6)在PDA本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种便携式碾压混凝土初凝时间快速检测仪，其特征是，包括支撑架、升降平台、含距离传感器的自动推进杆、含压力传感器的探针以及数据集成控制模块和或掌上电脑PDA(Personal Digital Assistant)，升降平台一端固定在支撑架上，数据集成控制模块控制自动推进杆发生伸缩动作，推进杆前部连有探针，探针可插入到下方碾压混凝土RCC试件中，通过自动推进杆中的距离传感器检测插入深度，并通过推进杆前部的压力传感器测得RCC试件对探针的反作用力即贯入阻力值，然后将所测得贯入阻力值经由数据集成控制模块传递到PDA模块。

【技术特征摘要】
1.一种便携式碾压混凝土初凝时间快速检测仪，其特征是，包括支撑架、升降平台、含距离传感器的自动推进杆、含压力传感器的探针以及数据集成控制模块和或掌上电脑PDA(PersonalDigitalAssistant)，升降平台一端固定在支撑架上，数据集成控制模块控制自动推进杆发生伸缩动作，推进杆前部连有探针，探针可插入到下方碾压混凝土RCC试件中，通过自动推进杆中的距离传感器检测插入深度，并通过推进杆前部的压力传感器测得RCC试件对探针的反作用力即贯入阻力值，然后将所测得贯入阻力值经由数据集成控制模块传递到PDA模块。2.一种便携式碾压混凝土初凝时间快速检测方法，其特征是，步骤如下：(1)在施工现场采集碾压混凝土样本，按水工碾压混凝土试验规范要求，装入边长为150mm的立方体试模中，并制成检测试件；(2)使自动推进...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨晰淯，王林，牛子骅，马国起，任立博，刘东海，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：天津,12