CN112763377A - 一种环氧砂浆在特定压力下的极限粘度检测系统及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种环氧砂浆在特定压力下的极限粘度检测系统及其方法，该系统包括实验发生机构、压力机构、加热机构和测量机构，所述实验发生机构包括用于盛放待测物料且可密封的硬管以及探头置于所述硬管内的温度传感器，所述硬管上开设有供物料流出且可封堵的渗出孔，所述加热机构包括用于对所述压力桶进行加热的第一加热装置和用于对所述硬管管壁进行加热的第二加热装置，所述第一加热装置和所述第二加热装置均与温度控制器电联接。本发明中实现人工自主设置温度，并通过温度传感器实时调控温度，使系统温度始终保持在理想固定状态，不受外界温度的影响，避免温度变化引起环氧树脂浆液黏度的变化，从而引起漏浆量的变化。

Description

一种环氧砂浆在特定压力下的极限粘度检测系统及其方法

技术领域

本发明涉及接缝注浆材料技术领域，特别是涉及一种环氧砂浆在特定压力下的极限粘度检测系统及其方法。

背景技术

近几年随着预制装配式施工工工艺的兴起，人们开始关注这一施工工艺；目前，预制装配式结构已经广泛的应用于地上建筑中，预制装配式结构是解决目前地下建筑施工所遇到问题的一个非常有效的方法。与传统的地下建筑施工工艺相比，预制装配式结构施工工艺不仅节省劳动力、提高施工效率、降低施工成本，同时对于环境保护和节约能源具有重要的作用。因此，许多国家把预制技术作为施工水平的重要指标。但是我国目前对于预制装配式技术发展较晚，也主要用于地上建筑，因此对地下建筑预制构件施工进行研究具有重要的意义。在我国构件预制、现场装配技术已经在盾构法地铁区间隧道施工工艺中广泛使用。而对于装配式地铁结构来说，接头是结构最薄弱的部位，其力学性能在很大程度上制约车站结构的承载能力、防水性能、抗震性能乃至整体稳定性；因此，对于接头处注浆材料需要其拥有良好的力学性能及稳定的化学性能。

对于接头处注浆材料人们将目光聚集到了环氧树脂；但是环氧树脂的流动性与其粘度关系密切，因此需要找到合适的粘度在特定的压强下既可以将缝隙全部充满又能够不渗出缝隙满足环保节约的要求。又由于温度对环氧树脂粘度的影响很大，在室外不密闭的环境下实验条件不好保证。此发明保证环氧砂浆在特定压力情况下不漏出孔隙的极限粘度检测系统便致力于此目标。

发明内容

本发明的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种环氧砂浆在特定压力下的极限粘度检测系统及其方法，能够模拟不同温度情况下的漏浆情况，具备温度可控、操作简单、不受外界影响的优点，解决了外界温度变化引起的环氧树脂黏度变化的问题；进一步的还能对不同压强和不同孔径情况下的漏浆情况进行模拟。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：本发明提供一种环氧砂浆在特定压力下的极限粘度检测系统，包括实验发生机构、压力机构、加热机构和测量机构，所述实验发生机构包括用于盛放待测物料且可密封的硬管以及探头置于所述硬管内的温度传感器，所述硬管上开设有供物料流出且可封堵的渗出孔；所述压力机构包括压力桶以及用于向所述压力桶内加压的空气压缩机，所述压力桶上设置有用于排出被挤压物料的出料口，所述出料口与所述硬管相连通；所述加热机构包括用于对所述压力桶进行加热的第一加热装置和用于对所述硬管管壁进行加热的第二加热装置，所述第一加热装置和所述第二加热装置均与温度控制器电联接；所述测量机构包括用于盛放所述渗出孔流出物料的称量容器以及用于称量所述称量容器内物料存量的称量器。

优选地，所述压力桶上或所述压力桶与所述空气压缩机之间设置有压力调节阀和压力表，所述实验发生机构还包括用于测量所述硬管内压力的压力传感器。

优选地，所述硬管上成直线均匀分布有若干个大小不同的所述渗出孔，相邻所述渗出孔以及所述渗出孔与所述硬管端部之间的间距为200mm。

优选地，所述渗出孔为3个，其大小分别为1mm、1.5mm、2mm。

优选地，所述出料口处设置有两通管接头，所述硬管的一端设置有四通管接头，另一端开设有进料口，所述两通管接头的两个管口分别与所述四通管接头和所述进料口相连通，所述四通管接头的两个管口分别与所述温度传感器和所述压力传感器相连接。

优选地，所述第一加热装置为电磁加热装置，所述压力桶的底部置于所述电磁加热装置上；所述第二加热装置为电伴热带，所述电伴热带呈螺旋形缠绕在所述硬管的管壁上。

优选地，所述硬管管壁上设置有用于将所述电伴热带包覆在管壁上的铝箔。

优选地，所述温度控制器型号为WK-SM3A时间温度控制器，所述电伴热带型号为DXW-J8mm，所述温度传感器型号为GJD-200LED高精度数显温度计，所述压力传感器型号为MIK-P350，所述称量器为电子天平；所述硬管为PC硬管，所述两通管接头的两个管口通过PVC软管分别与所述四通管接头和所述进料口相连通。

优选地，所述压力桶上设置有搅拌装置，所述搅拌装置的搅拌头位于所述压力桶内部。

本发明还提供一种应用上述所述环氧砂浆在特定压力下的极限粘度检测系统的检测方法，包括如下步骤：

检查气密性：对PC硬管上的渗出孔进行封堵，并在保持所述PC硬管与压力桶连通，在封闭压力桶后，打开空气压缩机，当压力表示数稳定后，静置一段时间，若压力表示数未变化或者在允许的变化范围内，则气密性合格，反之则不合格，对检测系统的气密性进行修复；

注入实验材料：在压力桶内加入所需粘度的环氧砂浆，搅拌均匀，打开四通管接头上与压力传感器连接的管口，将其作为出气孔，打开空气压缩机，对压力桶进行加压，调节压力调节阀，当压力桶内压强达到具体压强后，打开出料口，对PC硬管中进行注浆，并通过出气孔液面高度判断是否注满，即当液面与出气孔端部平齐时，浆液即为注满；

调整试验参数：安装上压力传感器，调节压力桶上压力调节阀，调整到所需压力条件；调节温度控制器，调节到所需实验温度条件；观察温度传感器，直至温度传感器与温度控制器二者示数一致；观察压力传感器示数，到示数稳定时，压力传感器示数与压力表示数相同时即可开始实验；

测量实验数据：将PC硬管的渗出孔调整至竖直向下，选择称量容器，置于电子天平之上，将电子天平连同称量容器置于渗出孔正下方，将电子天平示数置零，打开渗出孔，同时开始计时，记录每分钟电子天平示数及压力传感器示数；

实验数据处理：将所获得的每个粘度下的漏浆量通过Origin软件进行数据拟合，即可获得环氧砂浆在特定压力情况下不漏出孔隙的极限粘度。

本发明相对于现有技术取得了以下有益效果：

1、本发明通过设置第一加热装置、第二加热装置和温度传感器，实现人工自主设置温度，并通过温度传感器实时调控温度，使系统温度始终保持在理想固定状态，不受外界温度的影响，避免温度变化引起环氧树脂浆液黏度的变化，从而引起漏浆量的变化。

2、本发明通过设置压力传感器，与压力桶上的压力调节阀相配合，通过压力调节阀实现人工自主设置压强，使压力桶中的压强稳定不变，通过压力传感器来反应系统中的压强是否稳定以及其数值是否与压力桶中的压强一致，来保证系统处于稳压恒压状态，避免因压强不准确而造成实验数据的误差。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的环氧砂浆在特定压力下的极限粘度检测系统的整体结构示意图；

图2为本发明的测量机构的示意图；

图3为本发明的硬管上渗出孔位置的示意图；

其中，1温度传感器、2温度控制器、3电伴热带、4硬管、5两通管接头、6PVC软管、7电磁加热装置、8加热底座、9压力桶、10搅拌涡轮、11压力桶壁、12压力桶盖、13压力调节阀、14压力表、15出料口、16压力传感器、17法兰盘、18喉箍、19四通管接头、20渗出孔、21称量容器、22电子天平。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明的目的在于针对现有技术的缺陷和不足，提供一种环氧砂浆在特定压力下的极限粘度检测系统及其方法，能够模拟不同温度情况下的漏浆情况，具备温度可控、操作简单、不受外界影响的优点，解决了外界温度变化引起的环氧树脂黏度变化的问题；进一步的还能对不同压强和不同孔径情况下的漏浆情况进行模拟。

为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

如图1-3所示，本发明提供一种环氧砂浆在特定压力下的极限粘度检测系统，包括配合使用的实验发生机构、压力机构、加热机构和测量机构，实验发生机构包括用于盛放待测物料且可密封的硬管4以及探头置于硬管4内的温度传感器1，硬管4上开设有供物料流出且可封堵的渗出孔20，其中，硬管4需要具备一定的抗压能力，其可以是硬质塑料，也可以是散热性能差的金属，或者为了保证温度效果，也可以是塑料、金属的结合体，通过手钻打孔器钻有渗出孔20，实验前通过直径略大于渗出孔20的塑料小球以及胶带进行封堵；压力机构包括压力桶9以及用于向压力桶9内加压的空气压缩机，空气压缩机向压力桶9内填充相应压强的压力气体，其压强的可控性可以通过空气压缩机直接控制实现，也可以通过设置相应的调节压力桶9压力的阀门，压力桶9上设置有用于排出被挤压物料的出料口15，出料口15与硬管4相连通，可以通过管路连通，也可以直接连通；加热机构包括用于对压力桶9进行加热的第一加热装置和用于对硬管4管壁进行加热的第二加热装置，第一加热装置和第二加热装置均与温度控制器2电联接，通过温度传感器1传输的温度数据，温度控制器2控制第二加热装置，当然第一加热装置的控制也可以在压力桶9内设置相应的温度传感器；测量机构包括用于盛放渗出孔20流出物料的称量容器21以及用于称量称量容器21内物料存量的称量器；通过设置第一加热装置、第二加热装置和温度传感器1，实现人工自主设置温度，并通过温度传感器1实时调控温度，使系统温度始终保持在理想固定状态，不受外界温度的影响，避免温度变化引起环氧树脂浆液黏度的变化，从而引起漏浆量的变化。

为了便于本发明中压力桶9上或压力桶9与空气压缩机之间设置有压力调节阀13和压力表14，实验发生机构还包括用于测量硬管4内压力的压力传感器16，通过设置压力传感器16，与压力桶9上的压力调节阀13相配合，通过压力调节阀13实现人工自主设置压强，使压力桶9中的压强稳定不变，通过压力传感器16来反应系统中的压强是否稳定以及其数值是否与压力桶9中的压强一致，来保证系统处于稳压恒压状态，避免因压强不准确而造成实验数据的误差。

本发明中硬管4上成直线均匀分布有若干个大小不同的渗出孔20，相邻渗出孔20以及渗出孔20与硬管4端部之间的间距为200mm。

本发明中渗出孔20为3个，其大小分别为1mm、1.5mm、2mm。

本发明中出料口15处设置有两通管接头5，硬管4的一端设置有四通管接头19，另一端开设有进料口，两通管接头5的两个管口分别与四通管接头19和进料口相连通，四通管接头19的两个管口分别与温度传感器1和压力传感器16相连接，压力传感器16与四通管接头19通过不锈钢法兰盘17和不锈钢卡箍进行连接和固定，温度传感器1与四通管接头19通过橡皮塞进行连接，接头处均用超粘胶水进行密封。

本发明中第一加热装置为电磁加热装置7，压力桶9的底部置于电磁加热装置7上，电磁加热装置7设置在加热底座8内；第二加热装置为电伴热带3，电伴热带3呈螺旋形缠绕在硬管4的管壁上。

本发明中硬管4管壁上设置有用于将电伴热带3包覆在管壁上的铝箔，优选为纯铝铝箔。

本发明中温度控制器2型号为WK-SM3A时间温度控制器2，电伴热带3型号为DXW-J8mm，温度传感器1型号为GJD-200LED高精度数显温度计，压力传感器16型号为MIK-P350，称量器为电子天平22；硬管4为PC硬管4，两通管接头5的两个管口通过PVC软管6分别与四通管接头19和进料口相连通，为保证气密性以及为了承受更大的压力，PVC软管6接头处通过喉箍18进行固定和密封。

本发明中压力桶9上设置有搅拌装置，搅拌装置的搅拌涡轮10位于压力桶9内部。

本发明还提供一种应用上述环氧砂浆在特定压力下的极限粘度检测系统的检测方法，包括如下步骤：

检查气密性：对PC硬管4上的渗出孔20进行封堵，并在保持PC硬管4与压力桶9连通，在封闭压力桶9后，打开空气压缩机，当压力表14示数稳定后，静置一段时间，若压力表14示数未变化或者在允许的变化范围内，则气密性合格，反之则不合格，对检测系统的气密性进行修复；

注入实验材料：在压力桶9内加入所需粘度的环氧砂浆，搅拌均匀，打开四通管接头19上与压力传感器16连接的管口，将其作为出气孔，打开空气压缩机，对压力桶9进行加压，调节压力调节阀13，当压力桶9内压强达到具体压强后，打开出料口15，对PC硬管4中进行注浆，并通过出气孔液面高度判断是否注满，即当液面与出气孔端部平齐时，浆液即为注满；

调整试验参数：安装上压力传感器16，调节压力桶9上压力调节阀13，调整到所需压力条件；调节温度控制器2，调节到所需实验温度条件；观察温度传感器1，直至温度传感器1与温度控制器2二者示数一致；观察压力传感器16示数，到示数稳定时，压力传感器16示数与压力表14示数相同时即可开始实验；

测量实验数据：将PC硬管4的渗出孔20调整至竖直向下，选择称量容器21，置于电子天平22之上，将电子天平22连同称量容器21置于渗出孔20正下方，将电子天平22示数置零，打开渗出孔20，同时开始计时，记录每分钟电子天平22示数及压力传感器16示数；

实验数据处理：将所获得的每个粘度下的漏浆量通过Origin软件进行数据拟合，即可获得环氧砂浆在特定压力情况下不漏出孔隙的极限粘度。

作为一种具体的实施例，本实例目的是检测双酚A型环氧树脂砂浆在0.1MPa、0.2MPa、0.3MPa的特定压强下不漏出孔隙的极限粘度。

步骤一：利用手钻打孔器在PC硬管4上打1mm、1.5mm、2mm的小孔。用塑料小球和胶带进行封堵，打开空气压缩机，进行气密性检测。

步骤二：将纯环氧树脂倒入压力桶9内，通过加入石英粉改变环氧砂浆的粘度，搅拌均匀后，拧紧压力桶9上固定螺栓，将压力桶壁11和压力桶盖12固定，进行注浆。

步骤三：注满后，安装上压力传感器16，调整试验参数：调节温度控制器2，将温度固定在25℃，调节压力调节阀13，调整至0.1MPa。

步骤四：待压力传感器16示数达到0.1MPa，温度传感器1示数达到25℃，且示数稳定时。将称量容器21及电子天平22置于直径为1mm的小孔下，置零，打开小孔，每隔一分钟，记录一次电子天平22和压力传感器16示数，共记录20分钟。(记录至流出速度无明显变化时为止)

步骤五：增加石英粉(或不同添加物)掺量，增大环氧砂浆粘度，重复步骤四，直至浆液流出速度极其缓慢或者达到实验要求为止。

步骤六：更换不同直径小孔，重复步骤四、步骤五。

步骤七：调节压力桶9上压力调节阀13至0.2MPa、0.3MPa，重复步骤四。

步骤八：整理实验数据，通过Origin拟合获得浆液在不同压强下，通过不同孔径的流出速率与孔径之间的关系，以及双酚A型环氧砂浆在0.1MPa、0.2MPa、0.3MPa压强下分别在1mm、1.5mm、2mm小孔处的不漏出孔隙的极限粘度。

本发明装置还可用于测量其他砂浆的在特定压力情况下不漏出孔隙的极限粘度，具体实验方法同环氧砂浆相同，在此不再一一赘述。

本发明中的实验装置、实验方法以及改变粘度的方法均属于本专利的受保护范围。

本发明中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种环氧砂浆在特定压力下的极限粘度检测系统，其特征在于，包括实验发生机构、压力机构、加热机构和测量机构，所述实验发生机构包括用于盛放待测物料且可密封的硬管以及探头置于所述硬管内的温度传感器，所述硬管上开设有供物料流出且可封堵的渗出孔；所述压力机构包括压力桶以及用于向所述压力桶内加压的空气压缩机，所述压力桶上设置有用于排出被挤压物料的出料口，所述出料口与所述硬管相连通；所述加热机构包括用于对所述压力桶进行加热的第一加热装置和用于对所述硬管管壁进行加热的第二加热装置，所述第一加热装置和所述第二加热装置均与温度控制器电联接；所述测量机构包括用于盛放所述渗出孔流出物料的称量容器以及用于称量所述称量容器内物料存量的称量器。

2.根据权利要求1所述的环氧砂浆在特定压力下的极限粘度检测系统，其特征在于，所述压力桶上或所述压力桶与所述空气压缩机之间设置有压力调节阀和压力表，所述实验发生机构还包括用于测量所述硬管内压力的压力传感器。

3.根据权利要求2所述的环氧砂浆在特定压力下的极限粘度检测系统，其特征在于，所述硬管上成直线均匀分布有若干个大小不同的所述渗出孔，相邻所述渗出孔以及所述渗出孔与所述硬管端部之间的间距为200mm。

4.根据权利要求3所述的环氧砂浆在特定压力下的极限粘度检测系统，其特征在于，所述渗出孔为3个，其大小分别为1mm、1.5mm、2mm。

5.根据权利要求2或3所述的环氧砂浆在特定压力下的极限粘度检测系统，其特征在于，所述出料口处设置有两通管接头，所述硬管的一端设置有四通管接头，另一端开设有进料口，所述两通管接头的两个管口分别与所述四通管接头和所述进料口相连通，所述四通管接头的两个管口分别与所述温度传感器和所述压力传感器相连接。

6.根据权利要求5所述的环氧砂浆在特定压力下的极限粘度检测系统，其特征在于，所述第一加热装置为电磁加热装置，所述压力桶的底部置于所述电磁加热装置上；所述第二加热装置为电伴热带，所述电伴热带呈螺旋形缠绕在所述硬管的管壁上。

7.根据权利要求6所述的环氧砂浆在特定压力下的极限粘度检测系统，其特征在于，所述硬管管壁上设置有用于将所述电伴热带包覆在管壁上的铝箔。

8.根据权利要求7所述的环氧砂浆在特定压力下的极限粘度检测系统，其特征在于，所述温度控制器型号为WK-SM3A时间温度控制器，所述电伴热带型号为DXW-J8mm，所述温度传感器型号为GJD-200LED高精度数显温度计，所述压力传感器型号为MIK-P350，所述称量器为电子天平；所述硬管为PC硬管，所述两通管接头的两个管口通过PVC软管分别与所述四通管接头和所述进料口相连通。

9.根据权利要求8所述的环氧砂浆在特定压力下的极限粘度检测系统，其特征在于，所述压力桶上设置有搅拌装置，所述搅拌装置的搅拌头位于所述压力桶内部。

10.一种应用权利要求1-9任一项所述环氧砂浆在特定压力下的极限粘度检测系统的检测方法，其特征在于，包括如下步骤：

检查气密性：对PC硬管上的渗出孔进行封堵，并在保持所述PC硬管与压力桶连通，在封闭压力桶后，打开空气压缩机，当压力表示数稳定后，静置一段时间，若压力表示数未变化或者在允许的变化范围内，则气密性合格，反之则不合格，对检测系统的气密性进行修复；

注入实验材料：在压力桶内加入所需粘度的环氧砂浆，搅拌均匀，打开四通管接头上与压力传感器连接的管口，将其作为出气孔，打开空气压缩机，对压力桶进行加压，调节压力调节阀，当压力桶内压强达到具体压强后，打开出料口，对PC硬管中进行注浆，并通过出气孔液面高度判断是否注满，即当液面与出气孔端部平齐时，浆液即为注满；

调整试验参数：安装上压力传感器，调节压力桶上压力调节阀，调整到所需压力条件；调节温度控制器，调节到所需实验温度条件；观察温度传感器，直至温度传感器与温度控制器二者示数一致；观察压力传感器示数，到示数稳定时，压力传感器示数与压力表示数相同时即可开始实验；

测量实验数据：将PC硬管的渗出孔调整至竖直向下，选择称量容器，置于电子天平之上，将电子天平连同称量容器置于渗出孔正下方，将电子天平示数置零，打开渗出孔，同时开始计时，记录每分钟电子天平示数及压力传感器示数；

实验数据处理：将所获得的每个粘度下的漏浆量通过Origin软件进行数据拟合，即可获得环氧砂浆在特定压力情况下不漏出孔隙的极限粘度。

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