CN110261265A - 一种砂中絮凝剂检测方法及其检测装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种砂中絮凝剂检测方法及其检测装置,属于水利工程检测技术领域,本发明的目的一是提供一种砂中絮凝剂检测方法,包括如下检测步骤:一、确定絮凝剂掺量与粘度关系:(1)先确定絮凝剂水溶液浓度与粘度的关系,利用20℃水配置不同浓度的絮凝剂水溶液,并使其充分溶解;(2)采用粘度检测装置测定不同浓度絮凝剂水溶液的粘度,根据不同浓度的絮凝剂水溶液获得粘度,从而获取定量线性拟合公式;二、砂中絮凝剂残留测试:(1)原料称取;(2)原料处理;(3)再次清洗;(4)再次测试;本发明的目的二是提供一种砂中絮凝剂的检测装置。达到能够准确检测出砂中絮凝剂的掺量的效果。
Description
技术领域
本发明涉及水利工程检测技术领域,特别涉及一种砂中絮凝剂检测方法及其检测装置。
背景技术
絮凝剂主要是带有正(负)电性的基团和水中带有负(正)电性的难于分离的一些粒子或者颗粒相互靠近,降低其电势,使其处于不稳定状态,并利用其聚合性质使得这些颗粒集中,并通过物理或者化学方法分离出来。
絮凝剂作为洗砂厂常用的添加剂,在洗砂的过程中,将砂中的粉状物洗掉进入废水中,为了提高水的利用率,洗砂厂会在废水中加入絮凝剂,从而使得废水中的粉状物能够沉淀,然后将废水再次用来洗砂,由于废水在循环利用的过程中,废水中也会掺入絮凝剂,从而使得砂石中也会残留有絮凝剂,少量的絮凝剂能够提高混凝土的和易性,但是当混凝土中絮凝剂的量出现过量时,反而会对混凝土的和易性产生严重的影响。
现有的添加絮凝剂的混凝土主要用于水下混凝土,有助于混凝土产生絮凝,同时现有的商混站在混凝土中添加絮凝剂的比较少,而砂中絮凝剂的量依然会影响混凝土的和易性,因此,砂中絮凝剂的含量对混凝土施工性能的影响至关重要,但目前还未有准确检测砂中残留絮凝剂的方法。
发明内容
针对现有技术存在的不足,本发明的目的是提供一种砂中絮凝剂检测装置及其检测方法,达到能够准确检测出砂中絮凝剂的掺量的效果。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的:
一种砂中絮凝剂检测方法,包括如下检测步骤:
一、确定絮凝剂掺量与粘度关系
(1)先确定絮凝剂水溶液浓度与粘度的关系,利用20℃水配置不同浓度的絮凝剂水溶液,并使其充分溶解;
(2)采用粘度检测装置测定不同浓度絮凝剂水溶液的粘度,根据不同浓度的絮凝剂水溶液获得粘度,从而获取定量线性拟合公式;
二、砂中絮凝剂残留测试
(1)原料称取:按重量份数称取砂、水和絮凝剂,先将絮凝剂加入水中,并搅拌,使得絮凝剂充分溶于水中,再将搅拌均匀的絮凝剂溶液加入到样品砂中,静置10min;
(2)原料处理:取少量(1)中的上层清液于烧杯中,采用检测装置测试上清液中的粘度和张角;
(3)再次清洗,再将(1)中的样品砂进行反复清洗,清洗后将样品砂进行干燥处理;
(4)再次测试,在干燥后的样品砂中加入和(1)中同等重量的水,浸泡10h,浸泡后取上层清液于烧杯中,采用检测装置检测水的粘度和张角,并通过线性拟合公式计算出水中絮凝剂的掺量。
通过采用上述技术方案,由于絮凝剂属于亲水性物质,在用废水洗砂的过程中,废水中一定会残留有部分絮凝剂,而这些絮凝剂会残留到砂中,絮凝剂的加入会影响水的粘度,因此先制备出不同浓度的絮凝剂的水溶液,然后通过检测装置测定絮凝剂水溶液的粘度,然后再模仿洗砂厂的洗砂过程,先将水和絮凝剂混合形成絮凝剂水溶液,然后再加入砂中,新加入的絮凝剂相当于废水中残留的絮凝剂,对上清液进行检测得出粘度数据,然后再通过拟合公式计算出砂中絮凝剂的残留量。
将样品砂进行多次清洗后,再将样品砂进行干燥,然后再次测试经过多次清洗后砂中絮凝剂残留量,从而便于工作人员确定经过多次清洗后,砂中絮凝剂的残留量是否会对混凝土的和易性产生影响,给工作人员测定砂中絮凝剂的残留量提供便捷。
本发明进一步设置为,砂中絮凝剂残留测试的(1)中,按重量份数计,砂:水:絮凝剂为3:1:0.003。
通过采用上述技术方案,若砂的量过多,水的量过少,达不到洗砂的目的,从而导致静置后的上清液中絮凝剂的含量比较少,影响检测结果的准确性,若水的量过多,会造成水资源的浪费。
本发明进一步设置为,絮凝剂采用聚丙烯酰胺,分子量为1200万。
本发明的目的二:提供一种砂中絮凝剂检测装置,包括粘度计本体,粘度计本体包括底座,与底座固定连接的支撑架,在支撑架上连接有水平板,水平板上固定连接有电机,电机输出轴竖直穿过水平板,在电机输出轴上连接有锥子,在锥子与电机输出轴之间设有连接组件,连接组件包括连接柱和连接销轴,在连接柱内开设有与电机输出轴配合使用的连接槽,电机输出轴插入连接槽内并与连接柱螺纹连接,连接销轴水平设置,并穿过连接柱和电机输出轴,锥子插入连接柱内,在连接柱与锥子之间设有固定组件。
通过采用上述技术方案,使用时,先将锥子通过固定组件与连接柱连接,然后再将连接柱与电机输出轴螺纹连接,再用连接销轴将连接柱与电机输出轴固定,控制粘度计上的升降组件使得锥子进入烧杯内,并位于烧杯的中心位置,启动粘度计上的开关后开始测量水的粘度,连接销轴的设置,实现对连接柱与电机输出轴的再次固定,防止在高速旋转的过程中连接柱与电机输出轴之间出现偏移,因为当连接柱与电机输出轴之间偏移后,锥子与烧杯的中心位置也会出现偏移,从而会影响上清液粘度值的准确性,因此,连接销轴和固定组件的配合使用,有效防止锥子在高速旋转的过程中出现晃动,提高粘度检测的准确性,从而提高砂中絮凝剂含量检测的准确性。同时连接销轴与固定组件的配合使用,方便工作人员对锥子进行清理和更换,提高使用的便捷性。
本发明进一步设置为,固定组件包括固定孔、固定板和固定套,固定孔竖直开设在连接槽内并贯穿连接柱,固定板竖直固定在锥子的顶端,且固定板的尺寸与连接槽的尺寸相同,固定套镶嵌在固定孔内并与连接柱固定连接,其内壁与锥子外壁紧密贴合。
通过采用上述技术方案,固定板与锥子的顶端固定连接后,当连接柱与电机输出轴在旋紧的过程中,电机输出轴的底端将固定板完全压住,实现对锥子在竖直方向的限定,防止在高速旋转的过程中锥子出现上下晃动的情况,同时固定板对锥子起到进一步的限定,防止锥子从固定孔内移出,给工作人员的操作提供便捷。当将锥子放入固定孔内时,锥子在高速旋转的过程中会对固定孔产生一定的磨损,使得锥子与固定孔不能紧密贴合,导致锥子在转动的过程中会出现晃动,从而影响粘度检测的准确度,当在固定孔内固定有固定套后,能够减少对固定套的磨损,同时固定套也对锥子起到限定,防止锥子在转动的过程中出现晃动。
本发明进一步设置为,固定套设置有多个,多个固定套间隔均匀的固定在固定孔内。
通过采用上述技术方案,多个固定套的设置,有效防止锥子在高速旋转的过程中,锥子出现晃动,从而提高上清液中粘度检测的准确度,从而提高砂中絮凝剂检测的准确度。
本发明进一步设置为,固定套内壁上固定连接有一层由橡胶材质制成的摩擦垫。
通过采用上述技术方案,摩擦垫的设置,能够减少锥子对固定套的磨损,同时摩擦垫的设置,使得固定套与锥子外壁能够紧密接触,防止锥子偏离烧杯中心,提高检测的准确度。
本发明进一步设置为,在固定板的顶部固定连接有由橡胶材料制成的按压块。
通过采用上述技术方案,按压块的设置,有助于电机输出轴将固定板紧密压紧,防止锥子在竖直方向上出现晃动,从而进一步提高砂中絮凝剂残留量检测的准确性。
综上所述,本发明具有以下有益效果:
1、通过模仿洗砂厂的过程然后测量出水溶液的粘度,然后通过粘度拟合公式计算出砂中絮凝剂的残留量,当残留量在0.2‰以内时,可以忽略不计,但当残留量超过0.2‰后,方便工作人员测试出砂中絮凝剂的残留量;
2、检测装置中固定组件和连接组件的配合使用,防止在测试的过程中锥子偏离烧杯的中心位置,更加有助于工作人员准确检测出砂中絮凝剂的残留量,同时也提高使用的便捷性。
附图说明
图1是本发明中检测装置的结构示意图;
图2是旨在显示连接柱内部时的部分结构示意图。
图中,1、粘度计本体;11、底座;12、支撑架;13、水平板;14、电机;15、锥子;16、升降组件;2、连接组件;21、连接柱;211、连接槽;22、连接销轴;3、固定组件;31、固定孔;32、固定板;33、固定套;331、摩擦垫;4、按压块。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步详细说明。
实施例1
本发明提供一种砂中絮凝剂检测装置
如图1所示,一种砂中絮凝剂检测装置,包括粘度计本体1,粘度计本体1包括底座11,与底座11固定连接有竖直的支撑架12,在支撑架12上滑移连接有水平板13,在支撑架12上滑移连接有用于驱动水平板13上下移动的升降组件16,水平板13远离滑移端的一端固定连接有电机14,电机14输出轴穿过水平板13,在电机14输出轴的一端连接有锥子15,在锥子15与电机14输出轴之间设有连接组件2。
如图2所示,连接组件2包括连接柱21和连接销轴22,连接柱21的直径大于电机14输出轴,在连接柱21上开设有竖直的与电机14输出轴配合使用的连接槽211,连接槽211轴线与连接柱21轴线重合,电机14输出轴与连接槽211螺纹连接,连接销轴22水平设置,连接销轴22穿过连接柱21和电机14输出轴,实现对连接柱21和电机14输出轴的二次固定。
使用时,将连接柱21与电机14输出轴螺纹连接,然后再用连接销轴22对连接柱21和电机14输出轴进行固定,防止连接柱21与电机14输出轴出现晃动。
如图2所示,在连接柱21与锥子15之间设有固定组件3,固定组件3包括固定孔31、固定板32和固定套33,固定孔31竖直开设在连接槽211内,并贯穿连接柱21,且固定孔31的直径小于连接槽211的直径,固定板32与锥子15的顶端固定连接,且固定板32的直径与连接槽211的直径相同,固定套33呈环形,并设置有多个,多个固定套33间隔均匀的镶嵌在固定孔31内并与连接柱21固定连接,且固定套33的内壁与锥子15外壁紧密抵接。
如图2所示,在固定套33的内壁上固定连接有由橡胶材质制成的摩擦垫331,摩擦垫331与锥子15外壁紧密抵接。在固定板32的顶端固定连接有由橡胶材质制成的按压块4。
使用时,先将锥子15插入固定孔31内,锥子15外壁与摩擦垫331紧密抵接,当固定板32落入连接槽211的底部后,将连接柱21与电机14输出轴进行螺纹连接,并使得电机14输出轴的底端将按压块4紧密压紧,防止在转动的过程中出现晃动。
本实施例的使用过程如下:将锥子15插入固定孔31内后,然后再将连接柱21与电机14输出轴螺纹连接,并使得电机14输出轴的底端将按压块4压紧,启动升降组件16,使得锥子15进入烧杯内,并位于烧杯的中心位置,然后再启动粘度计本体1上的开关,检测烧杯内水溶液的粘度。
实施例2
一种砂中絮凝剂检测方法,包括如下检测步骤:
一、确定絮凝剂掺量与粘度关系
(1)先确定聚丙烯酰胺水溶液浓度与粘度的关系,在温度为20℃,重量为200g的水中加入不同重量(0.01g、0.02g、0.03g、0.05g、0.08g、0.1g、0.2g、0.3g)的聚丙烯酰胺,配置成不同浓度的聚丙烯酰胺水溶液,并使其充分溶解;
(2)采用粘度检测装置测定不同浓度聚丙烯酰胺水溶液的粘度,获得聚丙烯酰胺掺量与浓度关系,测量结果如表1所示,根据不同浓度的聚丙烯酰胺水溶液获得粘度,从而获取聚丙烯酰胺与粘度线性拟合公式:
纵坐标(单位mpa·s)=237.65×横坐标(絮凝剂掺量g)+21.961(R2=0.8711);
聚丙烯酰胺与张角线性拟合公式:
纵坐标(单位%)=237.72×横坐标(聚丙烯酰胺掺量g)+21.489(R2=0.8729);
表1聚丙烯酰胺掺量与粘度关系表
聚丙烯酰胺掺量 | 粘度 | 张角 | 浓度 |
0g | 15.5mpa·s | 15.1% | 0‰ |
0.01g | 18.0mpa·s | 17.9% | 0.05‰ |
0.02g | 20.9mpa·s | 20.3% | 0.1‰ |
0.03g | 25.9mpa·s | 25.4% | 0.15‰ |
0.05g | 33.6mpa·s | 32.9% | 0.25‰ |
0.08g | 52.3mpa·s | 51.8% | 0.4‰ |
0.1g | 63.7mpa·s | 63.1% | 0.5‰ |
0.2g | 71.9mpa·s | 71.5% | 1.0‰ |
0.3g | 83.6mpa·s | 83.2% | 1.5‰ |
二、砂中聚丙烯酰胺残留测试
(1)原料称取:按重量份数称取砂、水和聚丙烯酰胺,且砂:水:聚丙烯酰胺为3:1:0.003,先将聚丙烯酰胺加入水中,并搅拌,使得聚丙烯酰胺充分溶于水中,再将搅拌均匀的聚丙烯酰胺溶液加入到样品砂中,静置10min;
(2)原料处理:取少量(1)中的上层清液于烧杯中,将烧杯放在粘度仪本体中锥子的下方,并使得锥子与烧杯的中心位置对准,然后测试上清液的粘度和张角,测出粘度为63.8mpa·s,张角为63.0%;
然后将粘度为63.8mpa·s带入纵坐标(单位mpa·s)=237.65×横坐标(聚丙烯酰胺掺量g)+21.961(R2=0.8711)中得出聚丙烯酰胺的残留量为0.18g;
将张角为63.0%带入纵坐标(单位%)=237.72×横坐标(聚丙烯酰胺掺量g)+21.489(R2=0.8729)得出聚丙烯酰胺残留量为0.17g;
(3)再次清洗,再将(1)中的样品砂进行反复清洗,清洗后将样品砂进行干燥处理;
(4)再次测试,在干燥后的样品砂中加入和(1)中同等重量的水,浸泡10h,浸泡后取上层清液于烧杯中,将烧杯放在粘度仪本体中锥子的下方,并使得锥子与烧杯的中心位置对准,然后测试上清液的粘度和张角,得出粘度为23.8mpa·s,张角为23.5%;
将粘度为23.8mpa·s带入纵坐标(单位mpa·s)=237.65×横坐标(聚丙烯酰胺掺量g)+21.961(R2=0.8711)中得出聚丙烯酰胺的残留量为0.0077g;
将张角为23.5%带入纵坐标(单位%)=237.72×横坐标(聚丙烯酰胺掺量g)+21.489(R2=0.8729)得出聚丙烯酰胺残留量为0.0084g。
实施例3
砂中聚丙烯酰胺含量对混凝土和易性的检测
按重量计,混凝土原料包括水泥295kg、砂784kg、碎石1030kg、粉煤灰37kg、矿粉47kg、水172kg;其中砂中聚丙烯酰胺的残留量分别为0kg、0.078kg、0.156kg、0.234kg、0.392kg、0.784kg时检测五组混凝土的和易性。
和易性的测定方法有坍落度与坍落度扩展法和维勃稠度法两种,本实施例中采用坍落度与坍落度扩展法来测试混凝土的和易性。
测试方法,选用高度为300mm、上口直径为100mm、下口直径为200mm的坍落筒,将坍落筒放在平台上,将混凝土拌合物加入坍落筒内,每层用捣棒均匀的捣插15次,捣实后将多余试样用抹刀刮平,然后平稳的将坍落筒向上提起,测量混凝土坍落度,检测结果如表2所示。
表2砂中聚丙烯酰胺残留量对混凝土坍落度的影响
项目 | 残留量0kg | 残留量0.078kg | 残留量0.156kg | 残留量0.234kg | 残留量0.392kg | 残留量0.784kg |
聚丙烯酰胺残留量与砂的比值 | 0 | 0.1‰ | 0.2‰ | 0.3‰ | 0.5‰ | 1.0‰ |
坍落度(mm) | 230/610 | 220/610 | 220/610 | 205/600 | 230/590 | 210/530 |
从表2可以看出,当聚丙烯酰胺的残留量与砂的比值在0.2‰以内时,砂中聚丙烯酰胺的残留量对混凝土流动性的影响很小,可以忽略不计,但当聚丙烯酰胺的残留量与砂的比值超过0.2‰以后,混凝土的流动性呈逐渐降低的趋势,由此可以说明,聚丙烯酰胺的残留量与砂的比值在0.2‰以内时不会对混凝土的性能产生影响,但当超过0.2‰后,需用对砂进行多次清洗,使得砂中的聚丙烯酰胺含量降低到0.2‰以内。
本具体实施例仅仅是对本发明的解释,其并不是对本发明的限制,本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改,但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。
Claims (8)
1.一种砂中絮凝剂检测方法,其特征在于:包括如下检测步骤:
一、确定絮凝剂掺量与粘度关系
(1)先确定絮凝剂水溶液浓度与粘度的关系,利用20℃水配置不同浓度的絮凝剂水溶液,并使其充分溶解;
(2)采用粘度检测装置测定不同浓度絮凝剂水溶液的粘度,根据不同浓度的絮凝剂水溶液获得粘度,从而获取定量线性拟合公式;
二、砂中絮凝剂残留测试
(1)原料称取:按重量份数称取砂、水和絮凝剂,先将絮凝剂加入水中,并搅拌,使得絮凝剂充分溶于水中,再将搅拌均匀的絮凝剂溶液加入到样品砂中,静置10min;
(2)原料处理:取少量(1)中的上层清液于烧杯中,采用检测装置测试上清液中的粘度和张角;
(3)再次清洗,再将(1)中的样品砂进行反复清洗,清洗后将样品砂进行干燥处理;
(4)再次测试,在干燥后的样品砂中加入和(1)中同等重量的水,浸泡10h,浸泡后取上层清液于烧杯中,采用检测装置检测水的粘度和张角,并通过线性拟合公式计算出水中絮凝剂的掺量。
2.根据权利要求1所述的一种砂中絮凝剂检测方法,其特征在于:砂中絮凝剂残留测试的(1)中,按重量份数计,砂:水:絮凝剂为3:1:0.003。
3.根据权利要求1所述的一种砂中絮凝剂检测方法,其特征在于:絮凝剂采用聚丙烯酰胺,分子量为1200万。
4.一种砂中絮凝剂检测装置,其特征在于:包括粘度计本体(1),粘度计本体(1)包括底座(11),与底座(11)固定连接的支撑架(12),在支撑架(12)上连接有水平板(13),水平板(13)上固定连接有电机(14),电机(14)输出轴竖直穿过水平板(13),在电机(14)输出轴上连接有锥子(15),在锥子(15)与电机(14)输出轴之间设有连接组件(2),连接组件(2)包括连接柱(21)和连接销轴(22),在连接柱(21)内开设有与电机(14)输出轴配合使用的连接槽(211),电机(14)输出轴插入连接槽(211)内并与连接柱(21)螺纹连接,连接销轴(22)水平设置,并穿过连接柱(21)和电机(14)输出轴,锥子(15)插入连接柱(21)内,在连接柱(21)与锥子(15)之间设有固定组件(3)。
5.根据权利要求4所述的一种砂中絮凝剂检测装置,其特征在于:固定组件(3)包括固定孔(31)、固定板(32)和固定套(33),固定孔(31)竖直开设在连接槽(211)内并贯穿连接柱(21),固定板(32)竖直固定在锥子(15)的顶端,且固定板(32)的尺寸与连接槽(211)的尺寸相同,固定套(33)镶嵌在固定孔(31)内并与连接柱(21)固定连接,其内壁与锥子(15)外壁紧密贴合。
6.根据权利要求5所述的一种砂中絮凝剂检测装置,其特征在于:固定套(33)设置有多个,多个固定套(33)间隔均匀的固定在固定孔(31)内。
7.根据权利要求5所述的一种砂中絮凝剂检测装置,其特征在于:固定套(33)内壁上固定连接有一层由橡胶材质制成的摩擦垫(331)。
8.根据权利要求5所述的一种砂中絮凝剂检测装置,其特征在于:在固定板(32)的顶部固定连接有由橡胶材料制成的按压块(4)。
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