本发明专利技术公开了一种新拌混凝土凝固时间检测方法，步骤为在待测容器一侧激发应力波，将换能器采集的新拌混凝土的时域信息进行降噪、归一化处理，截取局部声波时域图；求局部声波时域图的频域图，并对频域图的各分波包的声波数据求积分面积C；再通过C求钢筋导波凝固时间参数i的峰值点，该峰值点即为新拌混凝土的初凝时间。本发明专利技术所采用的方法，可以方便简单的得出混凝土的凝固情况。相比于传统的使用的笨重的混凝土贯入仪测试贯入度的方法，其大大减少了试验的前置流程，减少了检测时的人为因素的干扰，并且装置结构简单，便于推广，适合在施工现场使用。
【技术实现步骤摘要】
一种新拌混凝土凝固时间检测方法和装置
本专利技术涉及一种混凝土凝固时间的检测方法，具体为新拌混凝土凝固时间检测方法和装置，属于声波检测领域。
技术介绍
凝结时间是混凝土水化反应进程的一个标志，凝结过程中浆体自身发生一系列物理和化学变化。凝结时间分为初凝时间和终凝时间。初凝时间为水泥加水拌合起，至水泥浆开始失去塑性所需的时间。终凝时间为从水泥加水拌合起，至水泥浆完全失去塑性并开始产生强度所需的时间。水泥凝结时间在施工中有重要意义，初凝时间不宜过短，终凝时间不宜过长。目前，贯入阻力法为我国现行的凝固时间标准测试方法，现行规范为《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》(GB/T50080-2016)，装置包括混凝土贯入仪、砂浆试样筒、试验筛、振动台、捣棒等。试验时要先通过试验筛从混凝土中筛选出砂浆，凝结时间检测从混凝土搅拌加水开始计时。根据混凝土拌合物的性能，确定测针试验时间，以后每隔0.5h测试一次，在临近初凝和终凝时缩短测试间隔时间。测试时，将砂浆试样筒置于贯入阻力仪上，记录最大贯入阻力值。每个砂浆筒每次测1～2个点，每个式样的贯入测试不应少于6次，直至单位面积贯入阻力值大于28MPa为止(达到终凝)。后续的凝结时间按公式(1)通过线性回归方法确定：lnt＝a+blnfPR(1)其中，t为单位面积贯入阻力对应的测试时间(min)，a、b为线性回归系数。凝结时间也可以用绘图拟合方法确定，应以单位面积贯入阻力为纵坐标，测试时间为横坐标，绘制出单位面积贯入阻力与测试时间之间的关系曲线；分别以3.5MPa和28MPa绘制两条平行于横坐标的直线，与曲线交点的横坐标应分别为初凝时间和终凝时间。贯入阻力法较为复杂，存在较多缺点，例如：无法连续测试浆体的凝结硬化过程、测试结果与操作者的技巧有关、时常出现平行测试结果差距大难以准确判断试件的凝结时间。另外，在测试混凝土凝结时间时需先将混凝土中的砂浆筛出来，这对于流动度小的混凝土来说是很困难的。在科研方面，人们尝试从不同方面，如水化热、核磁共振、电阻率及超声波等来建立新的凝结时间测试方法。其中，超声检测法的研究最多，它与水泥基本微结构参数如水化程度有着密切关系，可无损、连续监测砂浆和混凝土等样品的凝结过程。ShrutiSharma等人通过超声波在钢筋中的传播来监控新拌混凝土的凝固，测试结果表明，随着混凝土的凝固，更多的波能会逸入周围的混凝土中，从而导致信号衰减，且衰减趋势和凝固时间变化趋势具有趋同性。测量结果不太准确，需要实现在施工现场便捷检测出混凝土的凝固时间，判断其是否达到初凝时间。
技术实现思路
针对现有技术存在的上述问题，本专利技术的目的是提供一种新拌混凝土凝固时间检测方法，可在施工现场便捷检测出混凝土的凝固时间，判断其是否达到初凝时间，节省了大量时间成本和人力成本。为实现上述专利技术目的，本专利技术提供了一种全新的新拌混凝土凝固时间检测方法，具体为：步骤a)在待测容器一侧激发应力波，将换能器采集的新拌混凝土的时域信息进行降噪、归一化处理，截取局部声波时域图；步骤b)求步骤a)所得局部声波时域图的频域图，并对频域图的各分波包的声波数据求积分面积C；步骤c)通过步骤b)所得积分面积代入公式求钢筋导波凝固时间参数i的峰值点，该峰值点即为新拌混凝土的初凝时间；其中，C1～C3为第一分波包、第二分波包、第三分波包在频域图中的积分面积。本专利技术提供的新拌混凝土凝固时间检测装置包括矩形容器、“人”型木托杆、U型槽和钢筋，所述矩形容器开口处的两侧分别安装有一“人”型木托杆，且该“人”型木托杆的底部凹陷处顶住矩形容器的开口处，所述“人”型木托杆的顶部水平放置U型槽，检测时，所述钢筋置于矩形容器内，所述钢筋的两端分别与安装在矩形容器两端的U型槽相接触。所述钢筋的螺旋处置于矩形容器的容腔内部，首尾折弯处位于矩形容器外部，分别与U型槽相接触。为了确保声波数据的检测准确性，所述检测装置中除钢筋外，均为非金属材质。为了方便能够在最小的空间内放入较长的钢筋，保证较长的钢筋埋长，因此将钢筋的中部螺旋化处理，并将钢筋首尾弯折成90°，钢筋的首尾处分别与矩形容器两侧的U型槽接触。所述“人”型木托杆包括一第一托杆和第二托杆，所述第一托杆和第二托杆之间的夹角为110°，组成“人”字，所述第一托杆顶部与U型槽相接，所述第一托杆的底部与矩形容器相接，所述第二托杆的顶部与第一托杆的中上部相接，所述第二托杆的底部与钢筋的折弯处相接。所述“人”型木托杆下端分别与矩形容器的侧壁和上沿开口处相连，上端与U型槽相连，矩形容器与“人”型木托杆之间角度分别为15°和54°；具体为，所述矩形容器侧壁与第一托杆之间角度呈15°，所述矩形容器侧壁与第二托杆之间角度呈54°。两个U型槽在检测时，分别在U型槽内放置接收换能器与激发换能器，利用橡胶具有的一定的压缩性将换能器压紧。所述钢筋为光圆钢筋。所述光圆钢筋总长1000mm。所述光圆钢筋公称直径6mm。通过上述检测装置检测新拌混凝土的初凝时间的步骤为：步骤a’)将钢筋的折弯处卡在“人”型木托杆上；步骤b’)在U型槽内水平放置发射换能器/接收换能器，保证换能器的发射点与接收点与钢筋横截面紧密接触，保证压力恒定；并在U型槽和换能器之间添加耦合剂；步骤c’)向矩形容器内注入新拌混凝土，同时确保换能器与钢筋紧密接触；步骤d’)使用发射换能器激发应力波，在超声波检测仪中设置衰减参数，待波形稳定后记录声波时域信号。与现有技术相比，本专利技术专利的有益效果是：不需要繁琐的贯入阻力值检测装置和检测手法，只需要将矩形容器中盛满新拌混凝土，后续通过固定住的换能器，只需要将声波检测仪连入计算机就可进行持续测量新拌混凝土凝固情况(声波数据持续输入至计算机进行数据处理，计算机直接得出初凝时间)；原试验检测方法需要将砂浆通过筛网过滤出来，而本实验方法不需要繁琐的这一步，直接在新拌混凝土中检测；因为是对原始的新拌混凝土检测，因此基本实现新拌混凝土的原位测量；实现了早期超声波检测新拌混凝土方法的理论突破，为以后新拌混凝土的智能检测提供前瞻。附图说明图1a为新拌混凝土凝固时间检测装置主视图；图1b为新拌混凝土凝固时间检测装置侧视图；图1c为新拌混凝土凝固时间检测装置俯视图；图2为新拌混凝土凝固时间检测装置的钢筋示意图；图3为新拌混凝土凝固时间检测装置的“人”型木托杆示意图；图4a为新拌混凝土凝固时间检测装置剖面主视图；图4b为新拌混凝土凝固时间实验装置剖面俯视图；图4c为新拌混凝土凝固时间实验装置剖面侧视图；图5为水灰比为0.51的新拌混凝土在0～270分钟间的声波时域图；图6为截取图3中前四个波包的局部时域图；图7为0.51水灰比的新拌混凝土第一组数据的分组波包局部频谱图；图8为0.51水灰比的新拌混凝土波包频谱积分点线图；图9为0.5本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种新拌混凝土凝固时间检测方法，其特征在于，包括如下步骤：/n步骤a)在待测容器一侧激发应力波，将换能器采集的新拌混凝土的时域信息进行降噪、归一化处理，截取局部声波时域图；/n步骤b)求步骤a)所得局部声波时域图的频域图，并对频域图的各分波包的声波数据求积分面积C；/n步骤c)将步骤b)所得积分面积代入公式
【技术特征摘要】
1.一种新拌混凝土凝固时间检测方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤a)在待测容器一侧激发应力波，将换能器采集的新拌混凝土的时域信息进行降噪、归一化处理，截取局部声波时域图；
步骤b)求步骤a)所得局部声波时域图的频域图，并对频域图的各分波包的声波数据求积分面积C；
步骤c)将步骤b)所得积分面积代入公式求钢筋导波凝固时间参数i的峰值点，该峰值点即为新拌混凝土的初凝时间；
其中，C1～C3为第一分波包、第二分波包、第三分波包在频域图中的积分面积。
2.一种新拌混凝土凝固时间检测装置，其特征在于，包括矩形容器(4)、“人”型木托杆(3)、U型槽(2)和钢筋(1)，所述矩形容器(4)开口处的两侧分别安装有一“人”型木托杆(3)，所述“人”型木托杆(3)的底部凹陷处顶住矩形容器(4)的开口处，所述“人”型木托杆(3)的顶部水平放置U型槽(2)，检测时，所述钢筋(1)置于矩形容器(4)内，所述钢筋(1)的两端分别与安装在矩形容器(4)两端的U型槽(2)相接触。
3.根据权利要求2所述的新拌混凝土凝固时间检测装置，其特征在于，所述钢筋的螺旋处置于矩形容器(4)的容腔内部，首尾折弯处位于矩形容器(4)外部，分别与U型槽(2)相接触。
4.根据权利要求2所述的新拌混凝土凝固时间检测装置，其特征在于，所述检测装置中除钢筋外，均为非金属材质。
5.根据权利要求2所述的新拌混凝土凝固时间检测装置，其特征在于，所述钢筋(1)的中部螺旋化处理，并将钢筋(1)首尾弯折成90°，所述钢筋(1)的首尾处分别与矩形容器(4)两侧的U型槽(2)接触。
6.根据权利要求2所述的新拌...
【专利技术属性】
技术研发人员：龙士国，唐好文，
申请(专利权)人：湘潭大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43
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