CN110068653A - 一种膏体充填材料泌水性能的测试装置和测试方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种膏体充填材料泌水性能的测试装置和测试方法，该方法原理简单，操作方便，只需装料、电路控制、记录最终值、倒料、清洗容器即可；利用电磁继电器、弹簧及电流输入端控制，人为因素影响小；测试效率高，一个人可以测试多组数据；可观测性好，将泌水性能转换为沟槽液面高低来显示；泌水水分始终都在接触充填膏体试样，可以合理全面地反映后续水化吸回水分的过程。

Description

一种膏体充填材料泌水性能的测试装置和测试方法

技术领域

本发明涉及膏体性能监测领域，特别是涉及一种膏体充填材料泌水性能的测试装置和测试方法。

背景技术

膏体充填材料在新拌合期间的性能类似于新拌混凝土，在运输、振捣、泵送的过程中会出现粗骨料下沉、水分上浮的情况，这些水大约为浇筑高度的2%或更大，之后蒸发或者继续水化被吸回，继而伴随发生充填膏体体积减小、顶部浮浆、骨料下积水囊、泌水裂缝形成等问题。若泌水引发过多，会导致充填膏体耐磨性、硬化强度、抗渗性、抗冻性均受其影响而下降，从而无法有效地在充填开采技术中利用。在充填开采技术的运用过程中，膏体充填材料要经过长距离的管道泵送或自重流动到采空区凝结固化支撑上覆岩层，故要求其泌水性能良好可靠。因此，泌水性能的测试显得尤为重要。

反渗透膜，即反渗透（Reverse Osmosis）膜，在现阶段大量使用于海水淡化、太空废水回收等高分子过滤领域。其特点为孔径小至纳米级，只有水分子及部分矿物离子能够通过（通过的离子无益损取向），其他杂质（如无机盐、重金属离子、有机物、胶体、细菌、病毒等）均无法通过，从而达到使纯水透过收集的目的。

现阶段通行的泌水性能测试方法一般参考于《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》 GB/T 50080-2016中采用5L容量筒下垫垫块使其倾斜时吸取内装拌合物试样表面泌水的操作方式。这种方法虽然已经被推广使用，但其仍存在许多不足有待改善：其一，测试方法复杂，操作繁琐，需要定时进行垫入垫块、吸取泌水、盖好盖塞、记录累计等人工操作；其二，全过程均需人工完成，人为因素影响较大；其三，测试效率低，一个人难以同时测试多组数据；其四，缺乏直观显示，只能通过数字累加对其表示；其五，吸水取走后不能合理全面地反映后续水化吸回水分的过程。所以，当前亟待研究出一种更为巧妙的方法及其配套装置。

此外，目前关于泌水性能测试方法的专利中，陈嘉健等（专利号：CN201720695251）通过将混凝土试样向下倾倒滑落至滤筛上分离出两部分分别称量的方法来表示泌水性能，该方法缺乏对泌水性能的合理认识，将冲击过滤与泌水混淆，难以实现其目的；李仰根等（专利号：CN201820366103）通过改良吸水装置在吸水前后称重相减的方法对泌水性能进行表示，该方法创新性不大，同样存在上述通行方法的五大缺点；罗春华等（专利号：CN201810601746）通过在筒状网架中置放混凝土继而使用汇水漏斗将周围泌水汇聚于装置底部进行称量，该方法具有很好的创新性，但其未能合理过滤试样中细骨料，且其所汇之水包含较多试样侧表面渗水，同时仍存在上述通行方法缺点之五。在现阶段，尚没有一种专门测试充填材料泌水性能的方法及其装置。

发明内容

本发明的目的是为解决上述现有技术的不足之处而提供一种膏体充填材料泌水性能的测试装置和测试方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种膏体充填材料泌水性能的测试装置，包括：

方形容器，所述方形容器一侧侧壁设置为反渗透膜，所述反渗透膜表面设置有带刻度沟槽，泌水过滤至方形容器外侧带刻度的沟槽中；方形容器固定于一磁性底板正面，磁性底板的第一端通过一转动轴与一电磁继电器转动连接，从而使磁性底板带动方形容器向背离电磁继电器的方向转动；所述磁性底板上与第一端相对的第二端设置弹簧，在磁性底板相对电磁继电器转动时，弹簧的两端连接于磁性底板和电磁继电器之间最先分离的位置，以支撑及限制磁性底板相对电磁继电器的转动角度；方形容器上反渗透膜设置于靠近转动轴的一侧，电磁继电器连接于变化电流的控制电路中。

其中，方形容器边长为185mm，壁厚为2~3mm。

其中，带刻度沟槽高度为200mm，宽度为3~4mm。

其中，弹簧压紧时，所述方形容器保持水平；所述弹簧弹出时，竖直高度改变量为35±5mm。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种膏体充填材料泌水性能的测试方法，利用如前述技术方案所述的膏体充填材料泌水性能的测试装置进行测试，包括：

将新拌膏体充填材料放置于方形容器，并将方形容器置于磁性底板上，使新拌膏体充填材料向反渗透膜一侧侧壁倾斜，以使其泌水过滤至方形容器外侧带刻度的沟槽中；

在控制电路输入端输入预定要求的变化电流，使电磁继电器通电，控制磁性底板60min内每隔10min倾斜一次，60min后每隔30min倾斜一次，直到不再泌水为止；

观察方形容器外侧沟槽中液面刻度，当倾斜前后液面高度不发生改变，视为不再泌水，记录最终液面刻度数值，将泌水量精确至1mL。

其中，在将新拌膏体充填材料放置于方形容器的步骤之后，包括步骤：通过控制调整电路输入端输入的变化电流，使得磁性底板通过电磁继电器和弹簧的控制进行有规律的轻微频次振动，实现磁性底板模拟振动台，对方形容器内的膏体充填材料进行振实。

区别于现有技术，本发明的膏体充填材料泌水性能的测试装置和测试方法，该方法原理简单，操作方便，只需装料、电路控制、记录最终值、倒料、清洗容器即可；利用电磁继电器、弹簧及电流输入端控制，人为因素影响小；测试效率高，一个人可以测试多组数据；可观测性好，将泌水性能转换为沟槽液面高低来显示；泌水水分始终都在接触充填膏体试样，可以合理全面地反映后续水化吸回水分的过程。

附图说明

图1是本发明提供的一种膏体充填材料泌水性能的测试装置的结构示意图。

具体实施方式

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明。但是本发明能够以很多不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受下面公开的具体实施的限制。

其次，本发明利用示意图进行详细描述，在详述本发明实施例时，为便于说明，示意图只是实例，其在此不应限制本发明保护的范围。

参阅图1，图1是本发明提供的一种膏体充填材料泌水性能的测试装置的结构示意图。该装置包括：方形容器1，方形容器1一侧侧壁设置为反渗透膜2，反渗透膜2表面设置有带刻度沟槽3，泌水过滤至方形容器1外侧带刻度沟槽3中；方形容器1固定于一磁性底板5正面，磁性底板5的第一端通过一转动轴4与一电磁继电器7转动连接，从而使磁性底板5带动方形容器1向背离电磁继电器7的方向转动；磁性底板5上与第一端相对的第二端设置弹簧6，在磁性底板5相对电磁继电器7转动时，弹簧6的两端连接于磁性底板5和电磁继电器7之间最先分离的位置，以支撑及限制磁性底板5相对电磁继电器7的转动角度；方形容器1上反渗透膜2设置于靠近转动轴4的一侧，电磁继电器7连接于变化电流的控制电路中。变化电流的控制电路为常见的电流产生电流，可通过变化电阻来实现电流变化，为常规方式，这里不再赘述。

具体的，方形容器1通过焊接或胶水粘接的方式固定于磁性底板5上，通过变化电流的控制电路输出较小的电流，而使电磁继电器7磁性发生变化，对磁性底板5的吸引力减弱，二者之间的吸引力作用小于弹簧6的弹力，而使弹簧6被弹起，继而使新拌膏体充填材料向反渗透膜2一侧侧壁倾斜；改变电流的大小，使变化电流的控制电路输出较大的电流，是电磁继电器7磁性增强，将磁性底板5吸附，二者合拢，而使方形容器1处于水平状态。

其中，方形容器1边长为185mm，壁厚为2~3mm。

其中，带刻度沟槽3高度为200mm，宽度为3~4mm。

其中，弹簧6压紧时，方形容器1保持水平；弹簧6弹出时，竖直高度改变量为35±5mm。

具体的，在开始测试之前，确认电磁继电器7良好连接于控制电路中无误，且试旋转转动轴4，确认转动轴4旋转无碍、弹簧6变形无碍、方形容器1固定牢固。开始装料，将新拌合料浆缓慢放入方形容器1中，并按规定放入量达到150mm。在控制电路输入端输入按预定要求的变化电流，使电磁继电器7可按《普通混凝土拌合物性能试验方法标准》 GB/T50080-2016中所要求的“开始后60min内每隔10min倾斜一次，60min后每隔30min倾斜一次，直到不再泌水为止”标准进行定时吸放。观察容器1外侧带刻度沟槽3中液面刻度，当某次倾斜前后液面高度不发生改变，视为不再泌水；记录最终液面刻度数值，将泌水量精确至1mL。

此外，本发明还提供了一种膏体充填材料泌水性能的测试方法，利用如前述技术方案所述的膏体充填材料泌水性能的测试装置进行测试，该方法的步骤包括：

将新拌膏体充填材料放置于方形容器，并将方形容器置于磁性底板上，使新拌膏体充填材料向反渗透膜一侧侧壁倾斜，以使其泌水过滤至方形容器外侧带刻度的沟槽中；

在控制电路输入端输入预定要求的变化电流，使电磁继电器通电，控制磁性底板60min内每隔10min倾斜一次，60min后每隔30min倾斜一次，直到不再泌水为止；

观察方形容器外侧沟槽中液面刻度，当倾斜前后液面高度不发生改变，视为不再泌水，记录最终液面刻度数值，将泌水量精确至1mL。

其中，在将新拌膏体充填材料放置于方形容器的步骤之后，包括步骤：通过控制调整电路输入端输入的变化电流，使得磁性底板通过电磁继电器和弹簧的控制进行有规律的轻微频次振动，实现磁性底板模拟振动台，对方形容器内的膏体充填材料进行振实。

区别于现有技术，本发明的膏体充填材料泌水性能的测试装置和测试方法，该方法原理简单，操作方便，只需装料、电路控制、记录最终值、倒料、清洗容器即可；利用电磁继电器、弹簧及电流输入端控制，人为因素影响小；测试效率高，一个人可以测试多组数据；可观测性好，将泌水性能转换为沟槽液面高低来显示；泌水水分始终都在接触充填膏体试样，可以合理全面地反映后续水化吸回水分的过程。

本发明虽然已以较佳实施例公开如上，但其并不是用来限定本发明，任何本领域技术人员在不脱离本发明的精神和范围内，都可以利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出可能的变动和修改，因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化及修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。

Claims (6)

1.一种膏体充填材料泌水性能的测试装置，其特征在于，包括：方形容器，所述方形容器一侧侧壁设置为反渗透膜，所述反渗透膜表面设置有带刻度沟槽，泌水过滤至方形容器外侧带刻度的沟槽中；方形容器固定于一磁性底板正面，磁性底板的第一端通过一转动轴与一电磁继电器转动连接，从而使磁性底板带动方形容器向背离电磁继电器的方向转动；所述磁性底板上与第一端相对的第二端设置弹簧，在磁性底板相对电磁继电器转动时，弹簧的两端连接于磁性底板和电磁继电器之间最先分离的位置，以支撑及限制磁性底板相对电磁继电器的转动角度；方形容器上反渗透膜设置于靠近转动轴的一侧，电磁继电器连接于变化电流的控制电路中。

2.根据权利要求1所述的膏体充填材料泌水性能的测试装置，其特征在于，方形容器边长为185mm，壁厚为2~3mm。

3.根据权利要求1所述的膏体充填材料泌水性能的测试装置，其特征在于，带刻度沟槽高度为200mm，宽度为3~4mm。

4.根据权利要求1所述的膏体充填材料泌水性能的测试装置，其特征在于，弹簧压紧时，所述方形容器保持水平；所述弹簧弹出时，竖直高度改变量为35±5mm。

5.一种膏体充填材料泌水性能的测试方法，利用如权利要求1-4任意一项所述的膏体充填材料泌水性能的测试装置进行测试，其特征在于，包括：

将新拌膏体充填材料放置于方形容器，并将方形容器置于磁性底板上，使新拌膏体充填材料向反渗透膜一侧侧壁倾斜，以使其泌水过滤至方形容器外侧带刻度的沟槽中；

在控制电路输入端输入预定要求的变化电流，使电磁继电器通电，控制磁性底板60min内每隔10min倾斜一次，60min后每隔30min倾斜一次，直到不再泌水为止；

观察方形容器外侧沟槽中液面刻度，当倾斜前后液面高度不发生改变，视为不再泌水，记录最终液面刻度数值，将泌水量精确至1mL。

6.根据权利要求5所述的膏体充填材料泌水性能的测试方法，其特征在于，在将新拌膏体充填材料放置于方形容器的步骤之后，包括步骤：通过控制调整电路输入端输入的变化电流，使得磁性底板通过电磁继电器和弹簧的控制进行有规律的轻微频次振动，实现磁性底板模拟振动台，对方形容器内的膏体充填材料进行振实。