现场检测方法

《土木工程名词》第一版。 2100433B

2003年，经全国科学技术名词审定委员会审定发布。

施工现场混凝土流变性动态检测方法专利目的

为了克服2009年5月前所采用的混凝土流变性测试手段对整体混凝土流变性的变化无法准确评判的缺点，《施工现场混凝土流变性动态检测方法》公开了一种施工现场混凝土流变性动态检测方法，可以对混凝土整体流变性做出正确评价。

施工现场混凝土流变性动态检测方法技术方案

《施工现场混凝土流变性动态检测方法》步骤为：

首先，安装调试测试仪，使测试仪的料盒运动到采样位置时，正位于混凝土车或泵的卸料口下方；

然后，开始采样，从混凝土卸料口处自动采集混凝土拌合物试样，测试采集混凝土拌合物试样的温度T_j，然后对采集的T_j取算术平均，得到这组的温度

最后，将单片机中储存的数据传输到上位机中进行数据分析，根据所得旋转扭矩M_ji，由公式

把十字搅拌轴的剪切面看作一个圆筒面来计算，如图8，因此，受剪切的面按照侧面和两个底面计算，则所受旋转扭矩M_ji为：

由此可以得到

式中：D-十字型搅拌轴的直径：h-旋转叶片长度：M_ji-第i档转速n_i下的旋转扭矩，π-3.14；

搅拌轴的剪切速率γ_i的推导过程如下：假定十字型搅拌轴的剪切面为一圆筒，而料浆盒内部混凝土在搅拌过程中形成一圆筒如图9：则A处产生的粘滞阻力的剪切速率是

式中ω：A处的旋转角速度变量，v：A处线速度，r：A处半径，取

将（1）式、（2）式带入（3）式，整理后得到：

当r＝R₁时，ω＝0；当r＝R₂时，ω＝Ω。代入（4）式进行积分：

将（1）式代入（6）式，移项整理得：

由于（7）式中

由剪切速率

因为

把（9）式代入（8）后得到

（10）式表示：剪切速率可以由已知量n_i、R₁、h、R₂求出。

式中：D-十字型搅拌轴的直径，n_i-第i档转速；R₁-料浆盒高度；h-旋转叶片长度；R₂-旋转叶片半径；ω-角速度，0≤ω≤Ω。

将j组试样第i档转速n_i下测得的τ_ji数据对应分别取平均，得到第i档剪切速率γ_i和平均剪切应力

从搅拌机出料口处自动采集混凝土拌合物试样，测试记录采集的混凝土拌合物试样的温度，以及每个试样不同i档转速下的旋转扭距M_ji的具体步骤为：测试开始后，料盒运动至搅拌机出料口下方接取待测混凝土拌合物试样，接取完毕，料盒后退离开搅拌机出料口下方，温度传感器测试温度T_j，同时料盒内的十字型搅拌轴开始以不同转速由低到高，再由高到低的变速搅拌，共分i＝11档，速度范围为60转/分钟～200转/分钟，由60转/分钟～90转/分钟-120转/分钟～150转/分钟-180转/分钟～200转/分钟～180转/分钟-150转/分钟～120转/分钟-90转/分钟～60转/分钟转动，扭矩传感器同时测出不同转动速度下的旋转扭矩M_ji，测试完毕料盒闸门开，浆料流出，再次采样。

在该发明中采用了一个单片机控制系统，以实现自动循环测试，是以单片机MSP430为MPU，主要分为三个部分。

第一，测量部分。主要测量的量有两个，一是温度T_j，目的是监控混凝土的实时温度，实际操作时将j组的温度T_j取算术平均得到T_j来表征一段时间内的混凝土的温度，再一个是旋转扭矩M_ji，目的是测量混凝土的流变特性。这些测得的数据均存储在单片机上。

第二，控制电机部分。这部分主要是由单片机控制测试仪的料盒的进退采样、采好样后十字型搅拌轴的变速搅拌以及卸料。其中变速搅拌的速度可以分档，比如60～200～60转/分钟间分为11档。

第三，通讯部分。这部分又分为人机交互和计算机通讯两部分。其中人机交互包括输入装置键盘和输出装置LCD液晶显示器，可以控制整个测试仪的开关，并且将测得的温度T_j和旋转扭矩M_ji实时的显示。计算机通讯是将存储的数据通过MAX232传输给上位机，由上位机对数据进行处理分析。

施工现场混凝土流变性动态检测方法有益效果

1.《施工现场混凝土流变性动态检测方法》为满足工程实际应用要求，运用混凝土流变学、单片机控制、机械设计与控制以及数据库管理软件等，开发出的现场施工混凝土流变性在线检测方法，能及时、方便、准确、连续地获取施工现场混凝土流变性参数，并对混凝土的流变性形成客观完整的评价。

2.由于采用平卧十字型搅拌轴变速转动，更符合测试含碎石、砂等粗细颗粒的多相流体，连续测试混凝土，可以获取大量离散的样本数据，该方法应用于工程实践，可避免人为检测误差和其他测试方法表征性差的缺陷，真正实现精确化、自动化、信息化。

3.基于统计学原理，对测试参数结果数据建立数据库，依据分析模型评价混凝土流变性能。