CN104155433B - 一种测定水泥基材料自收缩量的装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种测定水泥基材料自收缩量的装置及方法，涉及建筑材料领域，解决了现有的水泥基材料自收缩仪测定的水泥基材料自收缩量与实际的误差太大，不能准确地评定水泥基材料的稳定性。本发明的主要技术方案为：该测定水泥基材料自收缩量的装置包括箱体和量管，箱体上开设有用于向箱体内注入液体的进液口、用于将箱体内液体排出的出液口以及用于打开箱体以将被测水泥基材料放入箱体内的密封门；量管上设置有刻度值，量管设置在箱体的顶端，且与箱体内部连通。本发明主要用于实现准确地测量水泥基材料的自收缩量，以准确地评价水泥基材料的稳定性。

Description

一种测定水泥基材料自收缩量的装置及方法

技术领域

本发明涉及建筑材料领域，尤其涉及一种利用体积法测定如混凝土等水泥基材料的自收缩量的装置及方法。

背景技术

随着社会的发展和建筑技术的进步，对混凝土等水泥基材料的要求也不断提高。高强度、高性能甚至超高性能的水泥基材料相继出现，这些水泥基材料的共同特点是水胶比低、水泥标号高、水泥用量大而且掺有较多量的磨细活性掺和料。而这种组成则导致早期胶凝材料的水化快、水泥基材料内的自由水迅速消耗，在内部结构密实的同时产生自干燥现象，从而引起宏观体积减小。上述这种现象为自收缩。水泥基材料的自收缩会导致水泥基材料的内部产生拉应力，且该拉应力随着自收缩量的增大而增大，当拉应力超过水泥基材料的极限抗拉强度时，水泥基材料会产生裂缝，同时由于应力集中的作用，产生的裂缝会在应力的作用下继续扩展延伸，从而导致水泥基材料结构的破坏。

为了寻求减小水泥基材料自收缩的途径、加强水泥基材料体积的稳定性及能很好地控制水泥基材料内部产生的裂缝，需要对水泥基材料的自收缩量进行定期测量。现有的水泥基材料自收缩测定仪器主要通过测量水泥基材料试样线性长度的变化，并通过水泥基试样线性长度的变化来衡量水泥基材料的自收缩变形量，以进一步衡量水泥基材料的体积稳定性。

发明人发现上述水泥基材料自收缩测定仪器测定的水泥基材料试样线性长度的变化会与水泥基材料实际收缩变形量之间具有较大的误差，故其不能很好地评价水泥基材料的稳定性。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供一种测定水泥基材料自收缩量的装置及方法，主要目的是能够准确地测量出水泥基材料的自收缩量，以准确地评价水泥基材料的稳定性。

为达到上述目的，本发明主要提供如下技术方案：

一方面，本发明实施例还提供一种测定水泥基材料自收缩量的装置，该装置包括：

箱体，其上开设有用于向所述箱体内注入液体的进液口、用于将所述箱体内液体排出的出液口以及用于打开所述箱体以将被测水泥基材料放入所述箱体内的密封门；

量管，其上设置有刻度值，所述量管设置在所述箱体的顶端，且与所述箱体内部连通。

如前所述的测定水泥基材料自收缩量的装置，所述箱体内还设置有悬挂结构，用于将被测水泥基材料悬挂在所述箱体内。

如前所述的测定水泥基材料自收缩量的装置，所述进液口连接有进液管道，所述进液管道在靠近所述进液口的位置处设置有液体流量计，用于测量注入箱体内液体的体积。

如前所述的测定水泥基材料自收缩量的装置，所述箱体底部下连接有水平调节装置；所述水平调节装置包括多个水平调节螺钉和水平尺；

所述水平调节螺钉设置在所述箱体的底端，用于调节所述箱体的水平度；

所述水平尺水平安置在箱体上，以检测所述箱体是否处于水平状态。

如前所述的测定水泥基材料自收缩量的装置，所述箱体具有顶板、底板以及与所述顶板、底板连接的侧板；

所述箱体的侧板的材质为有机玻璃，所述箱体底板的材质为钢。

如前所述的测定水泥基材料自收缩量的装置，所述量管为毛细管，所述毛细管的直径为0.05-1mm。

如前所述的测定水泥基材料自收缩量的装置，所述量管的远离所述箱体的一端敞口设置。

另一方面，本发明实施例提供了一种测定水泥基材料自收缩量的方法，该方法包括：

将待测水泥基材料浇筑入一弹性袋中，抽真空，使其形成密封结构的待测试样；

将所述待测试样放置在用于测定水泥基材料自收缩量的装置的箱体内，并向所述箱体内注入液体，使液体的液位处于安置在所述箱体顶端且与所述箱体连通的量管内；

将所述待测试样从所述箱体内取出，对其进行养护；

到规定的养护期后，将所述待测试样放置在用于测定水泥基材料自收缩量的装置的箱体内，向所述箱体内注入与上述步骤等量的液体；

根据量管内两次液位的差值便可得到水泥基材料的体积收缩值。

优选地，所述用于测定水泥基材料自收缩量的装置为权利要求1-7中任一项所述的装置。

如前所述的测定水泥基材料自收缩量的方法，所述水泥基材料的体积收缩值的计算方法为：

V＝π×(D/2)²×(M-N)；

M为待测试样在养护期前放置在用于测定水泥基材料自收缩量的装置内时量管内液位的刻度值，N为待测试样在养护期后放置在用于测定水泥基材料自收缩量的装置内时量管内液位的刻度值，V为待测水泥基材料的在规定的养护期后的自收缩体积，D为量管的直径。

本发明实施例提出的一种测定水泥基材料自收缩量的装置及方法至少具有以下优点：

本发明实施例提供的测定水泥基材料自收缩量的装置及方法在测定时需将待测水泥基材料放置在箱体内，向箱体内注入液体，并使液体的液位处于量管内。通过将养护期前后的水泥基材料放置在箱体内，向箱体内注入等量的水，根据量管内液位的差值，可得到水泥基材料在养护期期间的自收缩量。而水泥基材料的自收缩量为其质量不变的情况下，其体积减小的现象，与现有技术中的通过测定水泥基材料只是测定水泥基材料线性长度变化相比(线性长度的变化不能等同于水泥基材料体积的变化，故其误差较大，且这样不能很好地评价水泥基材料的自收缩变形)，本发明实施例能测定出水泥基材料的自收缩体积，更贴近于实际收缩量，故本实施例提供的水泥基材料自收缩量的装置测定的自收缩量与实际的误差小，可以更好地评价水泥基材料的自收缩变形。

进一步地，本发明实施例提供的测定水泥基材料自收缩量的装置只需箱体及安装在箱体顶端的量管便可进行测定试验，故其结构简单、成本较低。

进一步地，本发明实施例提供的测定水泥基材料自收缩量的装置中的量管采用毛细管，由于毛细管的精度高，故其可以更精确地测定水泥基材料的自收缩量。

进一步地，本发明实施例提供的测定水泥基材料自收缩量的装置通过在箱底设置水平调节装置，以调节箱体的水平度，使箱体保持水平，以免影响量管中液位的读数，而造成测量不准确。

进一步地，本发明实施例提供的测定水泥基材料自收缩量的装置通过采用悬挂结构将待测水泥基试样悬挂在箱体内，以减小水泥基试样与箱体的摩擦，而使待测水泥基试样结构产生变化导致产生其他类型的变形而影响测量的结果。

附图说明

图1为本发明的一实施例提供的一种测定水泥基材料自收缩量的装置的结构示意图；

图2为本发明的另一实施例提供的一种测定水泥基材料的自收缩量的装置的结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。

如图1所示，本发明的一实施例提供一种测定水泥基材料自收缩量的装置，该装置包括箱体1及量管2。其中，箱体1上开设有用于向箱体1内注入液体的进液口11、用于将箱体1内的液体排出的出液口12以及用于打开箱体1，以将待测水泥基材料放入箱体1内的密封门13。量管2上设置有刻度值，量管2设置在箱体1的顶端，且与箱体1的内部连通。

本实施例提供的测定水泥基材料自收缩量的装置在进行测定水泥基材料自收缩量时，首先打开设置在箱体1的密封门13将待测水泥基试样放置在箱体1内，将密封门13关闭，随后通过设置在箱体1上的进液口11向箱体1内注满液体(所注入的液体优选为水)，并使箱体1内的液位上升至量管2上的某一刻度(也可以先向箱体内注满液体，再向量管内滴入液体，使该液体的液位与量管上的某一刻度值对应)，记录下该刻度值，并记录下注入的液体总量。之后，将箱体内的液体通过设置在箱体上的出液口12排出后，打开密封门13将待测水泥基试样取出，并放入常规的养护箱进行养护，待到规定的期限后，将待测水泥基试样再次放入本实施例提供的装置中的箱体1内，并向箱体1内注入与上述步骤中等量的液体，记录下此时量管2内的液位的刻度值，通过两次量管2内液位差值可得到待测水泥基材料的自收缩量。

水泥基材料自收缩是在其质量不变的情况下，体积发生缩小的现象，而现有技术中的水泥基材料测定仪只是测定水泥基材料线性长度的变化，线性长度的变化与水泥基材料体积的变化有很大的区别，通过线性长度变化衡量水泥基材料自收缩量(体积的变化)是一种不精确的测法。与现有技术中的通过测定水泥基材料只是测定水泥基材料线性长度变化相比，本发明实施例通过前后两次量管中液位的变化可得到待测水泥基材料的体积变化，即测定出水泥基材料的自收缩体积，更贴近于实际收缩量，故本实施例提供的水泥基材料自收缩量的装置测定的自收缩量与实际的误差小，可以更好地评价水泥基材料的自收缩变形。

较佳地，如图1所示，本发明另一实施例提出一种测定水泥基材料自收缩量的装置，与上述实施例相比，本实施例中的箱体1内还设置有悬挂结构3，用于将待测的水泥基试样悬挂在箱体1内。悬挂结构3可采用挂钩。通过将水泥基试样悬挂在箱体内而不是将其安置在箱体的底部，可避免由于箱体与待测水泥试样之间存在摩擦力而使待测水泥基试样结构产生变化导致产生其他类型的变形而影响测量的结果。

如图2所示，较佳地，本发明的另一实施例提出一种测定水泥基材料自收缩量的装置，与上述实施例相比，本实施例中的用于测定水泥基材料自收缩量的装置还包括水平调节装置，用于使箱体1保持水平状态，以使测量更加准确。具体地，水平调节装置包括多个水平调节螺钉4和水平尺5。其中多个水平调节螺钉设置在箱体1的底端，水平尺5水平地安置在箱体1上(可设置在箱体的顶端，或者内底部，以及其他便于观察的地方)。通过水平调节螺钉可调节箱体的水平度，并根据水平尺的读数检测箱体是否处于水平状态。

较佳地，本发明的另一实施例提出一种测定水泥基材料自收缩量的装置，与上述实施例相比，本实施例中的出液口12优选设置在箱体1侧端的靠近底端的位置处。进液口11优选设置在箱体1的顶端，密封门13优选设置在箱体1的顶端。另外，进液口11、出液口12上分别设置有控制进水及出水的阀门。

较佳地，本发明的另一实施例提出一种测定水泥基材料自收缩量的装置，与上述实施例相比，本实施例中的出液口12连接有出液管道，且与出液管道密封连接，出液管道上设置有开关阀。进液口11连接有进液管道，且通过密封圈与进液管道密封连接。优选地，进液管道在靠近进液口11的位置处设置有体积容量计，以记录注入箱体1内液体的体积。

较佳地，上述实施例中的箱体1具有顶板和底板以及与顶板和底板连接的侧板。量管2设置在顶板上，且顶板上还设置有进液口、密封门；出液口设置在侧板上。较佳地，箱体1的侧板的材质为有机玻璃，箱体1底板的材质为钢。另外，量管2的材质为玻璃。

较佳地，上述实施例中的量管2的远离箱体1的一端敞口设置，以使箱体内的环境与外界一致。

较佳地，上述实施例中的量管2为毛细管，该毛细管的直径为0.05mm-1mm。毛细管的直径越细，其测量水泥基材料的自收缩量的精度越高，其精度可达5μm。

较佳地，上述实施例中的密封门、进液口及出液口处分别设置有密封圈，以防止箱体内的液体外泄。

利用上述实施例提供的测定水泥基材料自收缩量的装置进行测定水泥基材料的自收缩量时，主要包括如下步骤：

1、将待测水泥基材料浇筑入一弹性袋中，抽真空后，形成一密封结构的待测试样；

该步骤中通过将待测水泥基材料浇筑一密封性良好的弹性袋中，抽真空，使得弹性袋与水泥基材料密封接触，以避免弹性袋中包裹空气。从而使得水泥基材料在发生自收缩变形时，弹性袋随着水泥基材料发生自收缩变形，另外密封结构良好的弹性袋能够避免待测水泥基材料与箱体内注入的液体接触而给待测水泥基材料的自收缩变形造成影响。该步骤中的弹性袋优选为橡胶袋。

2、将待测试样放置在箱体内，从进液口向箱体内注入液体，并使液体进入所述量管内，记录量管内液位的刻度值及注入箱体内液体的总量；

3、将待测试样从箱体内取出，放入养护箱进行养护；

该步骤中，将待测试样从箱体取出后，并将箱体内的液体从出液口排出。

4、到规定的养护期后，将待测试样放置在箱体内，并从进液口向箱体内注入液体，且注入液体的总量与上述步骤中注入液体的总量一致，记录所述量管内液位的刻度值；

5、根据量管内两次液位的差值便可得到水泥基材料的自收缩值。

其中，采用下式可计算出水泥基材料的自收缩量：

V＝π×(D/2)²×(M-N)；

其中，M为待测试样在养护期前放置在用于测定水泥基材料自收缩量的装置内时量管内液位的刻度值，N为待测试样在养护期后放置在用于测定水泥基材料自收缩量的装置内时量管内液位的刻度值，V为待测水泥基材料的在规定的养护期后的自收缩体积，D为量管的直径。

综上，本发明实施例提供的测定水泥基材料自收缩量的装置及方法在测定时需将待测水泥基材料放置在箱体内，向箱体内注入液体，并使液体的液位处于量管内。通过将养护期前后的水泥基材料放置在箱体内，向箱体内注入等量的水，根据量管内液位的差值，可得到水泥基材料在养护期期间的自收缩量。而水泥基材料的自收缩量是在其质量不变的情况下，其体积减小的现象，与现有技术中的通过测定水泥基材料只是测定水泥基材料线性长度变化相比(线性长度的变化不能等同于水泥基材料体积的变化，故其误差较大，且这样不能很好地评价水泥基材料的自收缩变形)，本发明实施例能测定出水泥基材料的自收缩体积，更贴近于实际收缩量，故本实施例提供的水泥基材料自收缩量的装置测定的自收缩量与实际的误差小，可以更好地评价水泥基材料的自收缩变形。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。

Claims (6)

1.一种测定水泥基材料自收缩量的装置，其特征在于，该装置包括：

箱体，其上开设有用于向所述箱体内注入液体的进液口、用于将所述箱体内液体排出的出液口以及用于打开所述箱体以将被测水泥基材料放入所述箱体内的密封门；所述箱体内还设置有悬挂结构，用于将被测水泥基材料悬挂在所述箱体内；所述箱体底部下连接有水平调节装置；所述水平调节装置包括多个水平调节螺钉和水平尺；所述水平调节螺钉设置在所述箱体的底端，用于调节所述箱体的水平度；所述水平尺水平安置在箱体上，以检测所述箱体是否处于水平状态；

量管，其上设置有刻度值，所述量管设置在所述箱体的顶端，且与所述箱体内部连通；所述量管为毛细管，所述毛细管的直径为0.05-1mm。

2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述进液口连接有进液管道，所述进液管道在靠近所述进液口的位置处设置有液体流量计，用于测量注入所述箱体内液体的体积。

3.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，所述箱体具有顶板、底板以及与所述顶板、底板连接的侧板；

所述箱体的侧板的材质为有机玻璃，所述箱体底板的材质为钢。

4.根据权利要求1-3任一项所述的装置，其特征在于，所述量管的远离所述箱体的一端敞口设置。

5.一种测定水泥基材料自收缩量的方法，其特征在于包括以下步骤：

将待测水泥基材料浇筑入一弹性袋中，抽真空，使其形成密封结构的待测试样；

将所述待测试样放置在测定水泥基材料自收缩量的装置的箱体内，并向所述箱体内注入液体，使液体的液位处于安置在所述箱体顶端且与所述箱体连通的量管内；

将所述待测试样从所述箱体内取出，对其进行养护；

到规定的养护期后，将所述待测试样放置在用于测定水泥基材料自收缩量的装置的箱体内，向所述箱体内注入与上述步骤等量的液体；

根据量管内两次液位的差值便可得到水泥基材料的体积收缩值；

所述用于测定水泥基材料自收缩量的装置为权利要求1-4中任一项所述的装置。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述水泥基材料的体积收缩值的计算方法为：

V＝π×(D/2)²×(M-N)；

其中，M为待测试样在养护期前放置在用于测定水泥基材料自收缩量的装置内时量管内液位的刻度值，N为待测试样在养护期后放置在用于测定水泥基材料自收缩量的装置内时量管内液位的刻度值，V为待测水泥基材料的在规定的养护期后的自收缩体积，D为量管的直径。