CN107976227B - 一种浆体凝固体积变化在线测试装置及其测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种浆体凝固体积变化在线测试装置及其测试方法。本发明主要解决现有在线测试装置存在的测试过程人为因素干扰大和读数不准的技术问题。本发明采用的技术方案是：一种浆体凝固体积变化在线测试装置，它由容器、空心管、软胶囊、支架、上滑动卡具、下滑动卡具、连接头、激光测距仪和电脑组成，激光测距仪通过线缆与电脑连接且装在支架上；所述空心管竖直装在支架上，所述空心管上端通过连接头与激光测距仪连接；所述空心管下端头插入软胶囊口中；所述软胶囊放入容器的内腔中。测试方法：(1)首先将在线测试装置连接固定并开启电脑；(2)向容器中注入浆体，使浆体覆盖包裹软胶囊；(3)观察电脑中显示的时间‑位移曲线变化情况并记录。

Description

一种浆体凝固体积变化在线测试装置及其测试方法

技术领域

本发明涉及一种浆体凝固体积变化在线测试装置及其测试方法，它属于浆体体积变化测的试装置技术领域。

背景技术

无机胶凝材料加水后由于发生水化反应定会发生体积的变化，研究表明，水泥浆体水化过程中产生的化学收缩值约为7％-9％。胶凝材料水化过程中体积的变化，可能导致混凝土开裂，影响混凝土性能，甚至造成工程事故，通过体积的变化还可以获得不同材料的初凝时间和终凝时间，因此对其准确测量具有重要的工程应用指导意义。此外，在科学研究中，能够在线测试浆体凝固时体积变化规律，有利于研究水泥的水化过程，揭示水化机理，具有重要的科学意义。

传统的水泥凝固收缩值测试方法，如CN101482487A专利公开的一种水泥化学收缩的测试方法及测试装置，其把水泥浆体装入玻璃广口瓶中，用带有细玻璃刻度管的瓶塞封住瓶口，通过玻璃刻度管内液面变化测量化学收缩值。该方法在测量过程中，浆体与水直接接触，实际上改变了浆体浓度，不能真实反映实际生产和实验情况。

CN104569361A专利公开的测试方法，提出先将玻璃注射器出进口插进连接在玻璃刻度管下方的针头中，然后将水泥浆放进玻璃注射器中，再推动玻璃注射器以排空水泥浆里面的气泡，最后依次记录玻璃刻度管的液面变化。这种方法是针对水泥硬化过程中可能与瓶壁产生的边壁效应而进行的改进，以便避免水泥硬化后容器边壁、瓶底限制水泥的体积变化。该方法虽然克服了边壁效应对浆体凝固体积变化的影响，但是并不能真实反映浆体内部实际膨胀或收缩的真实情况，且没有设置电脑在线监测系统，人为读数容易引起人为误差。

发明内容

本发明的目的在于解决现有在线测试装置存在的测试过程人为因素干扰大和读数不准的技术问题，提供一种浆体凝固体积变化在线测试装置及测试方法。

本发明采用的技术方案是：

一种浆体凝固体积变化在线测试装置，它由容器、空心管、软胶囊、支架、上滑动卡具、下滑动卡具、连接头、激光测距仪和电脑组成，所述激光测距仪通过线缆与电脑连接，所述激光测距仪装在支架的上滑动卡具上并位于空心管正上方；所述空心管通过下滑动卡具竖直装在支架上，所述空心管上端通过连接头与激光测距仪连接，且空心管上端管口中心正对激光测距仪竖直向下的激光发射源；所述空心管下端头插入软胶囊口中，并使空心管外壁与软胶囊口内壁密封固定；所述软胶囊放入容器的内腔中。

进一步地，所述空心管和软胶囊中装有一定液位高度的液体，所述液体为硅油或导热油中的任意一种；所述液位高度应满足浆体凝固体积变化时空心管内液位变化均在距空心管端口5-10mm范围内上下变化。

进一步地，所述容器的高径比为2:1。

进一步地，所述空心管空腔体积与常压下软胶囊空腔容积之比为1:2；常压下软胶囊空腔容积与浆体体积之比为1:20。

一种使用所述的浆体凝固体积变化在线测试装置的测试方法，其由下述步骤组成：(1)首先将浆体凝固体积变化在线测试装置连接固定，并开启电脑进入测试状态；(2)然后，向容器中注入浆体，使浆体全部覆盖包裹软胶囊，且使软胶囊中心位置位于浆体中心，进入测试状态；(3)在测试过程中，观察电脑中显示的时间-位移曲线变化情况并实时记录，若位移降低，则表明浆液体积在膨胀；若位移增加，则表示浆液体积在收缩；(4)测试完毕后，向下移走容器，清洗与浆体接触的空心管和软胶囊，排空容器中浆液，并清洗干净备用。

进一步地，所述浆体是指具有凝固特性的固液混合物或胶体。

本发明的有益效果为：

本发明采用软胶囊深入浆体内部，通过激光测距仪精确测试浆体体积变化，并在线记录在电脑中，测试过程有效避免人为因素干扰，有效避免了改变浆体浓度、浆体体积变化收环境影响等问题，更加接近生产和科研实际情况，有利于真实反映浆体凝固体积时时变化规律。与背景技术相比，本发明具有操作简单、测试时间范围大和测试结果更加完善、准确的优点。

附图说明

图1是本发明测试装置的结构示意图；

图2是不同浆体原料的凝固体积变化曲线图；其中，(A)为425水泥浆体凝固体积变化曲线图；(B)为粉煤灰浆体凝固体积变化曲线图；(C)为325水泥浆体凝固体积变化曲线图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步详细描述。

如图1所示，本实施例中的一种浆体凝固体积变化在线测试装置，它由容器9、空心管1、软胶囊2、支架3、上滑动卡具7、下滑动卡具8、连接头6、激光测距仪4和电脑5组成，所述激光测距仪4通过线缆与电脑5连接，所述激光测距仪4装在支架3的上滑动卡具7上并位于空心管1正上方；所述空心管1通过下滑动卡具8竖直装在支架3上，所述空心管1上端通过连接头6与激光测距仪4连接，且空心管1上端管口中心正对激光测距仪4竖直向下的激光发射源；所述空心管1下端头插入软胶囊2口中，并使空心管1外壁与软胶囊2口内壁密封固定；所述软胶囊2放入容器9的内腔中。所述空心管1和软胶囊2中装有一定液位高度的硅油。所述液位高度应满足浆体凝固体积变化时空心管1内液位变化均在距空心管1上端口5-10mm范围内上下变化。所述空心管1空腔体积与常压下软胶囊2空腔容积之比为1:2；常压下软胶囊2空腔容积与浆体体积之比为1:20。所述容器9的高径比为2:1。

上述实施例中的硅油还可用导热油代替。

一种使用上述实施例中的浆体凝固体积变化在线测试装置的测试方法，其由下述步骤组成：(1)首先将浆体凝固体积变化在线测试装置连接固定，并开启电脑5进入测试状态；(2)然后，向容器9中注入浆体，使浆体全部覆盖包裹软胶囊2，且使软胶囊2中心位置位于浆体中心，进入测试状态；(3)在测试过程中，观察电脑5中显示的时间-位移曲线变化情况并实时记录，若位移降低，则表明浆液体积在膨胀；若位移增加，则表示浆液体积在收缩；(4)测试完毕后，向下移走容器，清洗与浆体接触的空心管1和软胶囊2，排空容器9中浆液，并清洗干净备用。

所述浆体是指具有凝固特性的固液混合物或胶体。本发明包括但不限于无机胶凝浆体和有机胶凝浆体，如水泥浆体、混凝土浆体等。

所述空心管1是指具有一定强度的空心薄壁管，本发明包括但不限于玻璃管、塑料管、金属管等。

所述软胶囊2，其材质采用具有良好弹性的柔软材料，包括但不限于薄层橡胶袋，本发明采用小型柔软薄层橡胶气球。

本发明的具体使用方法为：

(1)取一个三号气球和一个1ml空心玻璃管，并用AB胶将气球粘接固定全密封在玻璃空心管的下端。待AB胶凝固后，从空心玻璃管的上端口将350号导热油注入管中，导热油注满小气球并达玻璃空心管高度1/3位置处，然后将玻璃空心管垂直固定在支架上。在玻璃空心管的正上方连接固定连接头，并将激光测距仪安装在连接头上，使激光测距仪的激光发射源竖直照射到玻璃空心管中的液面中心位置(可以通过电脑调节)；激光测距仪通过信号线缆与电脑连接，电脑设置程序可直接显示出玻璃空心管中液位随时间的变化曲线；玻璃空心管下端小气球放入一250ml烧杯中，使小气球中心位置接近烧杯高度的1/3位置处。

(2)称取500g 425水泥和150g水经混合搅拌制成水泥浆体。

(3)将制备好的水泥浆体注入250ml烧杯中，使小气球全部浸没在水泥浆体中，通过调节支架固定位置，使小气球接近于浆体中心位置。

(4)同时打开电脑实时记录玻璃空心管中有导热油液面的位置变化，得到位移-时间曲线。

从电脑中导出数据，以时间为横坐标，玻璃空心管液位变化值为纵坐标，绘制出如图2中(A)所示的液位-时间的变化曲线。

图2中(B)和(C)所示为粉煤灰和325水泥浆体采用上述方法获得的液位-时间的变化曲线。

Claims (6)

1.一种浆体凝固体积变化在线测试装置，其特征是：它由容器、空心管、软胶囊、支架、上滑动卡具、下滑动卡具、连接头、激光测距仪和电脑组成，所述激光测距仪通过线缆与电脑连接，所述激光测距仪装在支架的上滑动卡具上并位于空心管正上方；所述空心管通过下滑动卡具竖直装在支架上，所述空心管上端通过连接头与激光测距仪连接，且空心管上端管口中心正对激光测距仪竖直向下的激光发射源；所述空心管下端头插入软胶囊口中，并使空心管外壁与软胶囊口内壁密封固定；所述软胶囊放入容器的内腔中，所述空心管和软胶囊中装有一定液位高度的液体，所述容器在实验时注入浆体，使浆体全部覆盖包裹所述软胶囊。

2.根据权利要求1所述的一种浆体凝固体积变化在线测试装置，其特征是：所述液体为硅油或导热油中的任意一种；所述液位高度应满足浆体凝固体积变化时空心管内液位变化均在距空心管端口5-10mm范围内上下变化。

3.根据权利要求1所述的一种浆体凝固体积变化在线测试装置，其特征是：所述容器的高径比为2:1。

4.根据权利要求2所述的一种浆体凝固体积变化在线测试装置，其特征是：所述空心管空腔体积与常压下软胶囊空腔容积之比为1:2；常压下软胶囊空腔容积与浆体体积之比为1:20。

5.一种使用权利要求1所述的浆体凝固体积变化在线测试装置的测试方法，其特征是：由下述步骤组成：(1)首先将浆体凝固体积变化在线测试装置连接固定，并开启电脑进入测试状态；(2)然后，向容器中注入浆体，使浆体全部覆盖包裹软胶囊，且使软胶囊中心位置位于浆体中心，进入测试状态；(3)在测试过程中，观察电脑中显示的时间-位移曲线变化情况并实时记录，若位移降低，则表明浆液体积在膨胀；若位移增加，则表示浆液体积在收缩；(4)测试完毕后，向下移走容器，清洗与浆体接触的空心管和软胶囊，排空容器中浆液，并清洗干净备用。

6.根据权利要求5所述的测试方法，其特征是：所述浆体是指具有凝固特性的固液混合物或胶体。

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