混凝土凝结时间测定装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供的混凝土凝结时间测定装置，有定位放置试样筒的测定台的平台[18]上，测定台上有三维操作支架[14]，贯入测针把持头[5]安装在支架上，贯入测针[1]在使用前/后放置在测定台的预备架[2]上。有计算机系统控制三维操作支架使把持头实施相对预备架取放测针和相对试样筒按要求的贯入频次及贯入点进行贯入操作，并自动进行控制和初、终凝时间的判定。与现有技术相比，本发明专利技术提供了一种完全自动化操作的混凝土凝结时间测定装置，从而保证贯入速度准确、贯入力通过力传感器自动采样、记录，避免失误影响试验数据的准确性，对于测定结果及过程能自动计算判断，尤其是具有贯入测针的自动更换，可以无须人工值守。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及的是一种混凝土凝结时间测定装置，也称为“贯入阻力仪”，是一种测定混凝土初凝时间和终凝时间的试验装置。
技术介绍
混凝土凝结时间是指混凝土拌合物从初凝到终凝的时间，是衡量混凝土凝结性能的一项指标，对混凝土拌合物的配制和应用有重要意义。依据中华人民共和国国家标准《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》（GB/T50080）规定，所谓初凝时间是指混凝土自加水拌合起到砂浆贯入阻力达到3.5MPa时所花的时间，终凝时间指混凝土自加水拌合起到砂浆贯入阻力达到28MPa时所花的时间。该国家标准还规定了这两个时间的测定装置和测定方法，其中测定装置的基本组成包括：1、贯入测针：贯入测针的贯入部分形状为圆柱体，一组3枚，承压面积分别为100mm2、50mm2、20mm2；2、测针贯入机构：通常是由杠杆压杆或丝杠压杆构成的压力机构；3、贯入力测力装置：机械或电子台秤；4、试样筒：装载被测混凝土砂浆的容器。测量方法的基本步骤包括：1、按混凝土配合比拌合混凝土，记录加水时刻，该时刻为试验起始时间；2、将用标准筛筛出拌合物的粗骨料（石子部分）后的砂浆按标准规定的方法放入试样筒，一组共3个试样筒形成3个试样；3、每隔0.5小时测定1次贯入阻力，在临近初、终凝时可增加测定次数；4、绘制“贯入阻力—时间”曲线；5、通过线性回归方法确定初凝时间和终凝时间。其中每次测定贯入阻力的方法步骤为：i.将砂浆试样筒置于测定仪上；ii.测针端部与砂浆表面接触；iii.在10±2s内均匀地使测针贯人砂浆25±2mm深度，记录贯入压力，精确至10N；iv.记录测定时间，精确至1min；v.计算贯入阻力：f=P/A；其中P为测得的贯入压力（单位N），A为贯入测针的截面积（单位mm2），f为贯入阻力（单位MPa，贯入阻力为习惯术语，物理概念为贯入强度）。另外，在测定过程中根据砂浆凝结状况，要求按下表的贯入阻力范围适时更换测针，测针是通过夹头或螺纹锁紧在测针贯入机构上的。由于上述测定装置是由人工操作的，存在一些难以克服的问题。首先，标准规定：贯入速度要求“在10±2s内均匀地使测针贯人砂浆25±2mm深度”。由于被测混凝土的强度在处于变化之中，即使非常认真且有经验的操作人员，也很难同时准确控制贯入时间和深度，更难以做到“均匀”，因此不可避免产生测量误差；再有操作人员难免会疏忽或注意力不够集中而导致误操作、误读、误记等事故。其次，标准要求每0.5h测定一次，对普通混凝土而言，通常初凝时间不少于45min，终凝时间不少于10h，长时间的连续测定，需要安排多人进行，导致人员成本较高。另外，每次测定都要进行绘制曲线和计算，换针时间和是否增加测定次数都是以计算为基础的，所以需要熟练操作人员才能胜任。
技术实现思路
针对上述不足，本专利技术所要解决的技术问题是将计算机技术替代人工操作，尤其是改变测针与测针贯入机构的连接方式，从而提供一种由计算机控制进行全自动操作的混凝土凝结时间测定装置。本专利技术提供的混凝土凝结时间测定装置，包括贯入测针、测针贯入机构、贯入力测量装置和试样筒；还包括：1.测定台1.1.测定台有一平台，在测定时试样筒定位放置在该平台上；1.2.测定台上有相对于平台作包含垂直升降的三维位置定位操作的支架，贯入测针把持头安装在支架上的作三维定位的单元上；1.3.测定台上有贯入测针预备架，贯入测针在使用前/后放置在预备架上；1.4.贯入力测量装置安装在贯入力传递机械路径上；2.计算机系统2.1.计算机系统的输入机构；2.1.1.有键盘和/或触摸屏，用于人工输入各种参数和选择各种条件、操作指令，进行人际交互；2.1.2.有压力传感器，用于感应贯入压力并输入计算机；2.2.计算机系统的输出机构，用于显示和/或打印测定过程的各种参数及结果；2.3.计算机系统的存储机构，用于存储预设或输入的空间位置坐标参数、操作控制参数、测定流程中各种参数、运算公式、试验数据及结果；2.4.计算机系统的处理机构；2.4.1.空间控制单元，根据存储的空间位置参数控制支架的三维定位机构各单元移动，使测针把持头对测针预备台上取、放测针并将测针移动到待测试样筒内砂浆表面的测试位置；2.4.2.贯入控制单元，根据存储的贯入深度、速度、时间各参数控制垂直单元移动，使测针在确定的时间内均匀地贯人砂浆确定的深度；2.4.3.贯入阻力采样单元：连接贯入力测量装置，在贯入操作时对贯入阻力进行连续采样，并将数据保存到计算机的存储机构中；2.4.4.数据处理单元，根据存储的数据计算每次测定的贯入阻力、临近初、终凝时间、绘制曲线和确定初凝时间和终凝时间；2.4.5.测试时间控制单元，根据存储的测试时间或计算得的临近初、终凝时间及临近初、终凝时间的测定频次数据，启动每次测定，并确定当前试验的终止时间；2.5.计算机系统的执行机构，是支架中三维定位机构各单元的驱动电机控制器，接受空间控制单元指令运行，其中垂直升降驱动电机控制器还接受贯入控制单元指令运行。本专利技术提供的混凝土凝结时间测定装置，有包含测针贯入机构、放置测针的测针预备架和放置试样筒的平台的测定台，测针贯入机构中有测针把持头经三维调节机构与平台连接。以计算机系统对测针贯入机构的空间移动和测定过程进行控制，对测针贯入阻力进行采样，并对测定结果进行运算。在控制中，通过预先存入或人工输入对三枚测针在预备架上的空间位置坐标、和三只试样筒及砂浆表面在平台上的空间位置坐标、和测定时间、试验流程和数据处理算法进行设定，根据这些设定通过对三维定位机构各维移动单元的控制完成测针更换、测定准备、贯入测试等操作。与现有技术相比，本专利技术提供了一种完全自动化操作的混凝土凝结时间测定装置，从而保证贯入速度准确、贯入力通过力传感器自动采样、记录，避免误操作、误读、误记、杜绝操作操作人员不规范、不认真等情形多方面保证试验数据的准确性，对于测定结果及过程能自动计算判断，尤其是具有贯入测针的自动更换，可以无须人工值守。所述三维定位机构，是由平面二维定位机构和垂直升降单元组合构成的，其中平面二维定位机构是前后移动单元和左右移动单元组合构成或者是旋转单元和径向移动单元组合构成的。所述计算机系统的输入机构中有空间位置定位单元，用于确定贯入测针把持头所在空间位置坐标；所述空间位置定位单元是位置传感器，或是基准位置定位装置和步进位移驱动计数装置的组合。所述贯入测针由贯入段、定位段构成；贯入段为圆柱体，高度大于预定要求贯入的深度，截面面积由预定要求确定；定位段为贯入段向上延伸的柱体，与贯入测针把持头配合起到测针的平面位置的二维定位作用；定位段上还有上、下定位面，上、下定位面是轴向投影面积大于定位段截面的分别指向上下的面，与贯入测针把持头配合起到测针的上下位置的定位作用。所述贯入测针把持头由上下两层叉状结构构成，把持头的上层叉状结构的下侧、下层叉状结构的上侧分别与贯入测针的上、下定位面配合，实现测针上下位置的定位；同时把持头上下叉状结构的叉口形状与测针定位段柱体的形状配合，在把持头将贯入测针定位段叉入组合后使测针呈铅直状态，实现对贯入测针平面位置的定位；即把持头起到测针的三维定位作用，同时把持头的上层叉状结构的下侧与贯入测针的上定位面配合还起到施加向下的贯入压力，或者说传递来自贯入测针本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种混凝土凝结时间测定装置，包括贯入测针、测针贯入机构、贯入力测量装置和试样筒；其特征在于还包括：1.测定台1.1.测定台有一平台，在测定时试样筒定位放置在该平台上；1.2.测定台上有相对于平台作包含垂直升降的三维位置定位操作的支架，贯入测针把持头安装在支架上的作三维定位的单元上；1.3.测定台上有贯入测针预备架，贯入测针在使用前/后放置在预备架上；1.4.贯入力测量装置安装在贯入力传递机械路径上；2.计算机系统2.1.计算机系统的输入机构；2.1.1.有键盘和/或触摸屏，用于人工输入各种参数和选择各种条件、操作指令，进行人际交互；2.1.2.有压力传感器，用于感应贯入压力并输入计算机；2.2.计算机系统的输出机构，用于显示和/或打印测定过程的各种参数及结果；2.3.计算机系统的存储机构，用于存储预设或输入的空间位置坐标参数、操作控制参数、测定流程中各种参数、运算公式、试验数据及结果；2.4.计算机系统的处理机构；2.4.1.空间控制单元，根据存储的空间位置参数控制支架的三维定位机构各单元移动，使测针把持头对测针预备台上取、放测针并将测针移动到待测试样筒内砂浆表面的测试位置；2.4.2.贯入控制单元，根据存储的贯入深度、速度、时间各参数控制垂直单元移动，使测针在确定的时间内均匀地贯人砂浆确定的深度；2.4.3.贯入阻力采样单元：连接贯入力测量装置，在贯入操作时对贯入阻力进行连续采样，并将数据保存到计算机的存储机构中；2.4.4.数据处理单元，根据存储的数据计算每次测定的贯入阻力、临近初、终凝时间、绘制曲线和确定初凝时间和终凝时间；2.4.5.测试时间控制单元，根据存储的测试时间或计算得的临近初、终凝时间及临近初、终凝时间的测定频次数据，启动每次测定，并确定当前试验的终止时间；2.5.计算机系统的执行机构，是支架中三维定位机构各单元的驱动电机控制器，接受空间控制单元指令运行，其中垂直升降驱动电机控制器还接受贯入控制单元指令运行。...

【技术特征摘要】
1.一种混凝土凝结时间测定装置，包括贯入测针、测针贯入机构、贯入力测量装置和试样筒；其特征在于还包括：1.测定台1.1.测定台有一平台，在测定时试样筒定位放置在该平台上；1.2.测定台上有相对于平台作包含垂直升降的三维位置定位操作的支架，贯入测针把持头安装在支架上的作三维定位的单元上；1.3.测定台上有贯入测针预备架，贯入测针在使用前/后放置在预备架上；1.4.贯入力测量装置安装在贯入力传递机械路径上；2.计算机系统2.1.计算机系统的输入机构；2.1.1.有键盘和/或触摸屏，用于人工输入各种参数和选择各种条件、操作指令，进行人际交互；2.1.2.有压力传感器，用于感应贯入压力并输入计算机；2.2.计算机系统的输出机构，用于显示和/或打印测定过程的各种参数及结果；2.3.计算机系统的存储机构，用于存储预设或输入的空间位置坐标参数、操作控制参数、测定流程中各种参数、运算公式、试验数据及结果；2.4.计算机系统的处理机构；2.4.1.空间控制单元，根据存储的空间位置参数控制支架的三维定位机构各单元移动，使测针把持头对测针预备台上取、放测针并将测针移动到待测试样筒内砂浆表面的测试位置；2.4.2.贯入控制单元，根据存储的贯入深度、速度、时间各参数控制垂直单元移动，使测针在确定的时间内均匀地贯人砂浆确定的深度；2.4.3.贯入阻力采样单元：连接贯入力测量装置，在贯入操作时对贯入阻力进行连续采样，并将数据保存到计算机的存储机构中；2.4.4.数据处理单元，根据存储的数据计算每次测定的贯入阻力、临近初、终凝时间、绘制曲线和确定初凝时间和终凝时间；2.4.5.测试时间控制单元，根据存储的测试时间或计算得的临近初、终凝时间及临近初、终凝时间的测定频次数据，启动每次测定，并确定当前试验的终止时间；2.5.计算机系统的执行机构，是支架中三维定位机构各单元的驱动电机控制器，接受空间控制单元指令运行，其中垂直升降驱动电机控制器还接受贯入控制单元指令运行。2.如权利要求1所述混凝土凝结时间测定装置，其特征在于所述计算机系统的输入机构中有空间位置定位单元，用于确定贯入测针把持头所在空间位置坐标；所述空间位置定位单元是位置传感器，或是基准位置定位装置和步进位移驱动计数装置的组合。3.如权利要求1所述混凝土凝结时间测定装置，其特征在于所述贯入测针由贯入段、定位段构成；贯入段为圆柱体，高度大于预定要求贯入的深度，截面面积由预定要求确定；定位段为贯入段向上延伸的柱体，与贯入测针把持头配合起到测针的平面位置的二维定位作用；定位段上还有上、下定位面，上、下定位面是轴向投影面积大于定位段截面的分别指向上下的面，与贯入测针把持头配合起到测针的上下位置的定位作用。4.如权利要求1所述混凝土凝结时间测定装置，其特征在于所述测针预备架有上定位板和下托板，上定位板上有定位缺口或定位孔，测针在预备架上放置时其下端支撑于下托板上，上定位板上的定位缺口底部或定位孔与测针的定位段配合，下托板上有与定位板上定位缺口在同一纵向面上的滑槽，或者与定位板上定位孔或滑槽底部同轴的定位托孔。5.如权利要求1或2或3或4所述混凝土凝结时间测定装置，其特征在于所述贯入测针把持头由上下两层叉状结构构成，把持头的上层叉状结构的下侧、下层叉状结构的上侧分别与贯入测针的上、下定位面配合，实现测针上下位置的定位；预备架上定位面采用定位缺口的，在更换测针时，把持头叉口方向与所述定位缺口方向相交；把持头上下叉状结构的叉口形状与测针定位段柱体的形状配合，在把持头将贯入测针定位段叉入组合后使测针呈铅直状态，实现对贯入测针平面位置的定位；即把持头起到测针的三维定位作用，同时把持头的上层叉状结构的下侧与贯入测针的上定位面配合还起到施加向下的贯入压力，或者说传递来自贯入测针的向上的贯入阻力的作用。6.如权利要求5所述混凝土凝结时间测定装置，其特征在于所述把持头上层叉状结构下侧是一水平面，下层叉状结构的上端有支撑点或线或面，所述支撑点、线、面或它们的组合形成一个水平支撑面；测针上、下定位面都是与测针轴线垂直的平面，且两定位面之间的距离与上层叉状结构下侧平面和下层叉状结构的支撑面之间的距离作间隙配合；在相对预备架取放贯入测针时，把持头与定位段的配合总是使预备架与测针的配合位置处于上下两层叉状结构之外；即预备架采用定位缺口的，预备架与测针的配合位置在定位段与把持头上层叉状结构以上或下层叉状结构以下，预备架采用定位孔的，预备架与测针的配合位置在定位段与把持头下层叉状结构配合区间以下。7.如权利要求6所述混凝土凝结时间测定装置，其特征在于所述定位缺口或叉口上设置有弹性卡突或永磁铁定位结构，用以将测针限制在定位缺口底部或叉口的底部。8.如权利要求6所述混凝土凝结时间测定装置，其特征在于更换贯入测针时，按如下步骤进行：1.从预备架取测针：1.1.计算机系统向三维定位机构各单元的驱动电机的控制器发出驱动指令，通过三维移动单元的移动组合将...

【专利技术属性】
技术研发人员：诸华丰，邱伟明，
申请(专利权)人：宁波亿德仪器科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33