混凝土抗压强度自动化试验方法

混凝土抗压强度自动化试验方法

1范围

本文件规定了混凝土抗压强度自动化试验方法的一般要求、试验步骤以及试验报告等。

本文件适用于预拌混凝土搅拌站、试验或检测单位等采用的混凝土试件抗压强度的自动化试验。

2规范性引用文件

下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。

GB/T50081混凝土物理力学性能试验方法标准

GB11291.1工业环境用机器人安全要求第1部分：机器人

GB11291.2机器人与机器人装备工业机器人的安全要求第2部分：机器人系统与集成

GB/T5226.1机械电气安全机械电气设备第1部分：通用技术条件

JG/T237混凝土试模

3术语和定义

下列术语和定义适用于本文件。

3.1脱模单元demoldingunit

对混凝土试件可自动进行脱模、试件抓取、去毛刺、标注打码的设备。

3.2仓储养护单元storagemaintenanceunit

可按设定规则自动进行混凝土试件养护室出入、放置等仓储管理的设备。

3.3试压单元concretecompressiontestingunit

混凝土试件到达规定龄期后，可自动进行混凝土试件抗压强度测试的设备。

4一般要求

4.1试验环境相对湿度不宜小于50%，温度应保持在20℃±5℃。

4.2标准养护室相对湿度应大于95%，温度应保持在20℃±2℃。

4.3仪器设备应具有有效期内的计量检定或校准证书。

4.4混凝土试模应符合JG/T237的有关规定，并应定期检查，检查周期不宜超过3个月。

5试验步骤

5.1混凝土试件的成型

5.1.1混凝土试模、振动台等仪器设备以及试件的尺寸与数量要求应符合GB/T50081的有关规定。

5.1.2试件成型前应检查试模尺寸，将试模擦拭干净并应符合GB/T50081的有关规定。

5.1.3可采用标识机构对试模进行唯一性编码，也可通过转运机构、暂存机构的位置信息对试模进行

唯一性编码。当采用标识机构对混凝土试模进行唯一性编码时，应具有芯片或无损喷码等具有信息收集的标识机构，装料前应录入混凝土信息，其中至少应包括委托编号、尺寸、设计强度等级、养护龄期、成型日期、试验龄期等信息，并将试模传送至取样处。

5.1.4当混凝土试件的成型采用人工成型方式时，应符合GB/T50081的有关规定。

5.1.5当混凝土试件的成型采用自动化成型方式时，成型单元及步骤应符合附录A的规定。混凝土试

件的成型应保证试件浇筑密实、均匀，表面平整且与试模边缘的高度差不应超过0.5mm。

5.2混凝土试件的自动化脱模

混凝土试件静置后，应自动将混凝土试件连同试模传送至混凝土抗压强度自动化试验系统脱模单元。并应根据试验养护龄期设置所需的试件站台。脱模单元组成如图1所示。

图1脱模单元组成

5.2.1混凝土试件应在温度为20℃±5℃、相对湿度大于50%的室内静置1d~2d后进行自动脱模，由脱

模机构进行混凝土试件的脱模以及去毛刺等试件清理。

5.2.2混凝土试件信息应实时上传并具有唯一性，可通过标识机构进行试件的唯一性编码，也可通过

转运机构、暂存机构的位置信息对试件进行唯一性编码。试件的唯一性编码信息至少应包括委托编号、尺寸、设计强度等级、养护龄期、成型日期、试验龄期等。

5.2.3随后由转运机构根据所需养护龄期将混凝土试件转运至暂存机构。

5.3混凝土试件的自动化养护

5.3.1同一批试件全部完成脱模后，自动将养护站台上的试件运输至混凝土抗压强度自动化试验系统

仓储养护单元，并传送至养护架上。养护架宜采取防腐措施。仓储养护单元组成如图2所示。

图2仓储养护单元组成

5.3.2应根据试验需要设置各养护架位置对应的养护起始及到期时间。

5.3.3养护架的温度应为20℃±2℃、相对湿度不小于95%，并应显示对应的养护龄期及到期时间。养护龄期允许偏差等应符合GB/T50081的有关规定。

5.4混凝土试件的抗压强度试验

5.4.1试验前，应检查压力机、上料机构、检毕样品输送机构等位置是否有样品遗漏，应保持干净整

洁。通知无关人员离开试验操作区域，关闭防护门，做好防护措施。检查设备电源，机器人、压力机、除尘装置等经通电检查正常。

5.4.2混凝土试件到达龄期后，自动进行出库，转运至混凝土抗压强度自动化试验系统试压单元试验

站台。试压单元组成如图3所示。

图3试压单元组成

5.4.3混凝土试件抗压强度试验前应根据混凝土预计强度设置加荷速度。在试验过程中应连续均匀加

荷，加荷速度应取0.3MPa/s～1.0MPa/s。当立方体抗压强度小于30MPa时，加荷速度宜取0.3MPa/s~0.5MPa/s；立方体抗压强度为30MPa~60MPa时，加荷速度宜取0.5MPa/s～0.8MPa/s；立方体抗压强度不小于60MPa时，加荷速度宜取0.8MPa/s～1.0MPa/s。

5.4.4智能机器人应具有完成自动化检测过程中的样品抓取、转运、放置等功能。并宜符合下列要求：

a)抓取重量宜不小于30kg，移动速度不宜小于1m/s，长度方向有效行程不宜小于4200mm，宽度方向有效行程不宜小于2200mm，高度方向有效行程不宜小于1500mm；

b)应符合GB11291.1、GB11291.2和GB/T5226.1的规定，具有制动机构、急停装置，急停触

发后，应立即停止运动。

c)应具有报警装置，运行过程中，当人或障碍物到达安全保护距离时，应触发报警功能，自动停

止工作。

d)机器人应能将试件准确定位，运转不应有停顿现象。

5.4.5试件放置试验机前，应检查待测试件标签粘贴是否齐全、正确。将待检样品按要求的朝向、顺

序摆放在待检箱中。“检毕试验箱”、“不合格留样箱”、“垃圾箱”分别按照指定位置摆放就位。

5.4.6试件试压前，应利用测量系统自动检查试件尺寸及形状；测量系统应包括测量台、激光测距传感器、步进电机等，并应按下列步骤进行试件尺寸的测量：

a)将待测混凝土试件放置于测量台指定位置。

b)开启四侧的激光测距传感器，测量试件非承压面的边长、相邻面间夹角；上、下2台步进电机配合4个激光测距传感器移动，测量上下承压面的边长、平面度。

c)将测试的数据上传至控制软件，并计算出混凝土试件的尺寸（试件的边长和高度、承压面的平面度和相邻面的夹角），尺寸测量精度0.1mm，判定尺寸公差合格与否。尺寸公差应符合GB/T50081的有关规定，并应由保证试件表面与上、下承压板面擦拭干净。若试件尺寸不符或有严

重缺陷，应进行异常报警提示，并进行“不合格留样箱”处理。若相符，继续进行下一步试验。

5.4.7仪器应自动将混凝土试件放置于压力机下压板或垫板上，试件中心应自动与试验机下压板中心对准，并根据识别信息自行进行抗压强度试验，试件破坏后自动停止加压，并自动复位，准确度等级不低于1级。

5.4.8抗压强度试验完成后，自动进行结果的显示、记录、保存、上传等功能，能够自动生成检测原

始记录和报告模板；在检测过程中，留有每段检测影像，可实现预览、回放；数据存储装置应能保证存储六个月，并应实时与监管平台交互相关信息和数据；并自动将废弃试件传送至指定位置。

5.4.9试验结束后应根据混凝土试件强度等级，自动判定检测结果是否合格，合格的检毕样品应自动

输送至“检毕试验箱”，不合格的检毕样品应自动输送至“不合格留样箱”。

5.4.10样品安置完毕后，应自动开启清理装置和防尘罩，自动清理压力机的上下压板的碎屑和粉尘。

清理干净后，机器人应自动抓取下一个试件进行试验。

5.4.11异常情况报警单元应具备自动监控和报警功能：对智能检测通电情况自动监控，断电时自动报

警；检测系统应设有安全防护围栏，有人侵入安全防护围栏时，应自动异常报警；报警通过声、光报警器发出信号，同时发出报警信号；异常报警时，系统自动停止。系统应对样品车中的样品数量进行自动监控，当样品数量不足时自动报警。

5.5结果处理

5.5.1混凝土立方体试件抗压强度值的计算与确定、试件尺寸换算系数等应符合GB/T50081的有关规

定。

5.5.2混凝土立方体抗压强度试验结果应连同混凝土取样信息自动上传至混凝土质量控制系统。

6试验报告

6.1委托单位宜记录下列内容并写入试验报告：

a)委托单位名称；

b)工程名称及施工部位；

c)试验项目名称；

d)要说明的其他内容。

6.2试件制作单位宜记录下列内容并写入试验报告：

a)试件编号；

b)试件制作日期；

c)混凝土强度等级；

d)试件的形状与尺寸；

e)原材料的品种、规格和产地以及混凝土配合比；

f)成型方法；

g)养护条件；

h)试验龄期；

i)需要说明的其他内容。

6.3试验或检测单位宜记录下列内容并写入试验报告：

a)试件收到的日期；

b)试件的形状及尺寸；

c)试验编号；

d)试验日期；

e)仪器设备名称、型号及编号；

f)实验室温度和湿度；

g)养护条件及试验龄期；

h)混凝土强度等级；

i)试验结果；

j)说明的其他内容。

附录A混凝土试件自动成型单元要求及步骤

A.1成型单元组成如图A.1所示。

图A.1成型单元组成

A.2试件成型前应检查混凝土试件自动成型单元，并保证成型单元的取料装料机构、抹面机构干净无杂物。

A.3混凝土试件成型前应根据混凝土拌合物状态及试验量设置取料时长、取料搅拌时长、抹面次数、振动频率。

A.4将取料机构对准混凝土搅拌机下料口，宜在同一盘混凝土的1/4处至3/4区间取样，取样量足够时，自动关闭下料口停止取样，并将混凝土拌合物存至出料斗，自动启动搅拌装置，将混凝土搅拌均匀。取

样量不低于成型量的1.5