CN112881231B - 一种砂浆凝结时间自动测定仪及测时方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种砂浆凝结时间自动测定仪及测时方法，在底座上端边沿相距60°处分别焊接垂直底座平面第一试模支杆、第二试模支杆和第三试模支杆，试模分别与第一试模支杆、第二试模支杆和第三试模支杆连接，在试模上端装有试模盖，在底座中间处焊接有内壁光滑不锈钢空心管，内壁光滑不锈钢空心管中央插入螺纹杆，螺纹杆上安装限位螺栓，螺纹杆上安装压力传感器，压力传感器与多通道传感器连接，试模底安放于试模下端，试模上表面粘连厚乳胶圈，传感器数字八通道采集模块与计算机相连。结构简单，使用方便，通过测试砂浆凝结前后压力变化获取凝结时间，方法易行，操作简便，降低了砂浆测试时人工的劳动强度，提高了测试结果的准确性。
Description
技术领域
本发明属于自动测时技术领域，更具体涉及一种砂浆凝结时间自动测定仪，同时还涉及一种砂浆凝结时间自动测定仪的测时方法。
背景技术
在建设工程领域，砂浆凝结时间是保证工程质量，提高工程进度的关键性参数之一，准确获取砂浆凝结时间对工程施工具有十分重要的意义。
目前，工程中按照《建筑砂浆基本性能试验方法标准》(JGJ/T70-2009)凝结时间测试方法，采用《砂浆凝结时间测定仪及测时方法》(CN201410411304.7)所提供砂浆凝结时间测定仪和方法进行测试，其主要特征为通过人工压杆，不断测试试针压入砂浆中贯入阻力，当贯入阻力达到规范值所用时间即为凝结时间。但在实际操作中，砂浆贯入阻力影响因素多，准确获取贯入阻力值难度高。《砂浆凝结测定仪》(CN201621345956.6)基于上述凝结时间测定仪进行改进，降低外界环境影响，同时采用转轮推进方式代替压杆，该装置适合仍需反复擦拭试针和搬移试模，当测试试样过多或者试样凝结时间过长时，工作效率低，劳动强度大。
发明内容
本发明的目的是在于提供了一种砂浆凝结时间自动测定仪，结构简单，使用方便，传统方法主要通过测试贯入阻力间接获取凝结时间，本发明对传统方法进行创新，通过测试砂浆凝结前后压力变化获取凝结时间，减少测试中人工操作流程，降低劳动强度，提高测试结果精度，在缓凝型砂浆建材应用和研发中优势明显。
本发明的另一个目的是在于提供了一种砂浆凝结时间自动测定仪的测时方法，方法易行，操作简便，降低了砂浆测试时人工的强度，提高了测试结果准确性。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术措施：
一种砂浆凝结时间自动测定仪，该自动测定仪主要由试模装置和压力信号采集系统两部分组成，试模装置由底座、第一试模支杆、第二试模支杆、第三试模支杆、试模支杆、试模、试模盖、不锈钢空心管、螺纹杆和试模底等零部件组成，压力信号采集系统由压力传感器、传感器数字采集模块两大零部件组成，其连接关系是：在底座上端边缘相距60°处分别焊接垂直底座平面第一试模支杆、第二试模支杆和第三试模支杆，试模分别与第一试模支杆、第二试模支杆和第三试模支杆连接，在底座中间处焊接有内壁光滑不锈钢空心管，在第一试模支杆、第二试模支杆和第三试模支杆上安装试模固定圈，用于固定砂浆试模，试模为碗状结构无底环刀形不锈钢内壁光滑模具，用于盛放一定体积砂浆试样，试模上装有不锈钢试模盖，防止试样中水分快速蒸发，内壁光滑圆管内插入带螺纹杆，带螺纹杆上端依次安装压力传感器和试模底，螺纹杆安装控制试模底，所述螺纹杆安装限位螺母，通过旋转螺母使螺纹杆上升和下降，控制试模高度，试模底安放于试模下端，试模上表面粘连厚密封乳胶圈，防止砂浆离析液从试模和试模底缝中渗出。压力传感器与多通道压力传感器数字采集模块相连，本发明初步设置同批次可测试八组试样，因此选用八通道压力传感器数字采集模块与试模装置中的压力传感器相连接，可将压力传感器信号传递给计算机中显示。试模上部内径为150mm,试模下部内径为96.41mm，试模高度为100mm，压力传感器检测量程为0-50N，检测精度为0.01N，传感器采集模块数据采集频率≥1Hz。砂浆凝结时间测定仪及测时方法是，首先试模安放在试模支杆圈上，平衡清零采集仪数据，旋转限位螺栓，使得试模底调节至压力传感器数据发生变化时停止，再次平衡清零采集仪数据，将搅拌均匀的砂浆装入试模内，采用刮刀插入砂浆中按“Z”形两垂直方向分别划10次，盖上试模盖，收集压力-时间变化曲线，当压力随时间变化量低于实时监测压力1％时，所获得的时间即为凝结时间。
一种砂浆凝结时间自动测定仪的测时方法，其步骤是：
A、试验前用润滑油对试模壁涂层处理，试模底上表面采用凡士林涂层处理，然后将试模座安放在水平面上，试模座整体处于水平状态，然后将试模安放在试模支杆圈上并固定，将传感器、八通道传感器数字采集模块和计算机端口依次相连，在八通道采集模块上位机软件上对应力传感器收集压力数据进行平衡清零操作，让此时数据显示为零，旋转限位螺栓，使螺纹杆上升，推动试模底上移，至完全与试模下部接触，判断标准为压力传感器数据发生变化时即完全接触；
B、将水倒入搅拌锅中时，打开上位机采集软件开始计时，将搅拌均匀的砂浆分三次装入试模内，每次装入体积为总体积1/3，每层采用刮刀插入砂浆中按“Z”形两垂直方向分别划10次，并用刮刀轻轻敲打试模壁10次。待砂浆完全装满后用刮刀刮出高于试模上部多余砂浆，盖上试模盖。
C、再次在八通道采集模块上位机软件上对传感器收集压力数据进行清零，开始等频率收集压力-时间变化曲线，当压力随时间变化量低于实时监测压力1％时，从搅拌至此时所需的时间即为凝结时间。
通过上述技术措施：本发明中所提供的砂浆凝结时间自动测定仪及测时方法可解决当前砂浆凝结时间测试方法中存在的以下几项技术问题和难点。
(1)现行标准中所提供方法为通过人工压砂浆凝结时间测定仪操作杆，将标准试针贯入砂浆中，测得砂浆贯入阻力，前期每隔30min压杆测一次，贯入阻力超过0.3MPa时每隔15min测一次，当贯入阻力值超过0.5MPa时即为砂浆凝结时间。本发明对现行标准中的采用人工压杆测贯入阻力间接获取砂浆凝结时间方法进行改进，采用压力传感器监测试模底压力变化获取砂浆凝结时间，全程不需要人工进行压杆和记录，数据均采用计算机读取和记录，这可明显的降低了人工操作强度，在对缓凝型砂浆(凝结时间超过24h)凝结时间测定优势明显。
(2)为了提高试验数据准确性，现行标准中所提供方法中每次贯入时，试针至少应该距离试模边缘或者早前贯入部位12mm以上，在实际测试中，当贯入次数增多时，本要求无法满足。本发明能有效避免早前贯入部位或者边缘对测试结果的干扰。试验难度降低，试验数据准确性提高。
(3)现行标准中所提供方法要求在10s内缓慢均匀通过人工压杆将贯入试针贯入砂浆内部25mm，但实际操作中难度系数较高，过快贯入使得台秤数据发生剧烈抖动，数据无法迅速稳定；过慢操作使得测试结果发生容易发生偏差，本发明采用传感器对应力采集，选用计算机进行自动记录，可有效避免人工在测试中对实际结果的干扰。
(4)现行标准中所提供方法中可多组试样进行测试，即通过不断人工交换台秤上试样，对数据清零，压杆贯入获取贯入阻力。但试验中反复移动试模，会对试样凝结过程产生扰动。本发明通过采用多通道传感器数字采集模块可对多试样进行同时采集，既满足可对多组试样进行测试，同时也可避免试验组反复移动试模，干扰试验结果。
本发明与现有技术相比，具有以下优点和有益效果：
(1)当砂浆由液体状逐渐失去塑性时，砂浆体对试模底的作用逐渐转移至试模内壁上，通过传感器无扰获取试模底压力与时间变化曲线，当试模底压力变化趋势稳定时即为砂浆凝结时间。试验装置结构简单，操作方便。
(2)采用传感器自动进行数据采集，降低测试人工操作强度，减少试验操作引入试验误差，提高试验结果准确性，在缓凝型砂浆建材使用和研发试验优势明显。
附图说明
图1为一种砂浆凝结时间自动测定仪结构示意图。
图2为八通道采集模块上位机软件上显示理想状态下普通硅酸盐砂浆凝结时间测试过程中压力-时间变化曲线示意图。
其中：1－底座、2A－第一试模支杆、2B－第二试模支杆、2C－第三试模支杆、试模支杆、3－试模、4－试模盖、5－不锈钢空心管、6－限位螺母、7－螺纹杆、8－压力传感器(JLBM-10Kg型)、9－试模底、10－多通道传感器数字采集模块(BSQ-JN-P8型)。
具体实施方式
下面将结合说明书附图，对本发明作进一步的说明。
实施例1：
一种砂浆凝结时间自动测定仪，该自动测定仪由底座1、试模支杆2、试模3、试模盖4、不锈钢空心管5、限位螺母6、螺栓杆7、压力传感器8、试模底9、传感器数字采集模块10组成，其连接关系是：在底座1上端边沿相距60°处分别焊接垂直底座1平面第一试模支杆2A、第二试模支杆2B和第三试模支杆2C，试模3分别与第一试模支杆2A、第二试模支杆2B和第三试模支杆2C连接(安装固定圈用于固定试模3)，在试模3上端装有试模盖4，防止试验时水分快速蒸发，在底座1中间处焊接有内壁光滑不锈钢空心管5，所述的内壁光滑不锈钢空心管5中央插入螺纹杆7，所述的螺纹杆7上安装限位螺栓6，用于控制螺纹杆7在空心管中上升和下降，所述螺纹杆7上安装压力传感器8，用于收集试模底9所受压力变化，所述压力传感器8与市面所售多通道传感器数字采集模块10连接，并将压力与时间的变化信息传输到计算机主机中，所述试模底9上端粘连厚乳胶圈，用于密封试模底9和试模3间隙，防止试验砂浆离析液渗漏。所述的第一试模支杆2A、第二试模支杆2B和第三试模支杆2C上安装固定圈，用于固定试模3，试模3为杯状无底环刀形不锈钢内壁光滑模具，试模3上装有不锈钢试模盖4，不锈钢内壁光滑圆管内插入带螺纹杆7，带螺纹杆7上端依次安装压力传感器8和试模底9，螺纹杆7安装控制试模底9高度限位螺母6，试模底9安放于试模3下端，试模3上表面粘连厚乳胶圈，传感器数字采集模块10与计算机相连，压力传感器可通过应力传感器数字采集模块10进行信号采集和传输给计算机。所述的试模3上部内径为150mm,试模3下部内径为96.41mm，试模3高度为100mm，压力传感器7检测量程为0-100N(0～10Kg)，检测精度为0.01N，传感器数字采集模块10数据采集频率≥1Hz。该发明巧妙设计试样模具，采用传感器模块记录砂浆在凝结过程中的试模底压力变化获取砂浆凝结时间。该凝结时间测定仪仅在试验前装样，清零等人工操作，试验中采用计算机全自动进行记录，避免测试中进行压杆、移样等人工操作，降低了人工劳动强度，提高了试验值准确性。
实施例2：
一种砂浆凝结时间自动测定仪的测时方法，其步骤是：
A、试验前用润滑油对试模壁涂层处理，试模底上表面采用凡士林涂层处理，然后将试模座安放在水平面上，试模座整体处于水平状态，然后将试模安放在试模支杆圈上并固定，将传感器、传感器数字采集模块和计算机端口依次相连，在八通道采集模块上位机软件对应力传感器收集压力数据进行平衡清零操作，让此时数据显示为零，旋转限位螺栓，使螺纹杆上升，推动试模底上移，至完全与试模下部接触，判断标准为压力传感器数据发生变化时即完全接触；
B、将水倒入搅拌锅中时，打开八通道采集模块上位机软件时，将搅拌均匀的砂浆分三次装入试模内，每次装入体积为总体积1/3，每层采用刮刀插入砂浆中按“Z”形两垂直方向分别划10次，并用刮刀轻轻敲打试模壁10次。待砂浆完全装满后用刮刀刮出高于试模上部多余砂浆，盖上试模盖。
C、再次在八通道采集模块上位机软件上对传感器收集压力数据进行清零，开始等频率收集压力-时间变化曲线，当压力随时间变化量低于实时监测压力1％时，从搅拌至此时所需的时间即为凝结时间。
实施例3：
结合理想试验条件，基于本发明装置和测试方法，对普通硅酸盐水泥砂浆进行凝结时间测试试验，可在八通道采集模块上位机软件获取(请见图2)所示试模底压力-时间变化曲线。当时间超过135min时，压力随时间变化量低于实时监测压力1％，即135min为普通硅酸盐水泥砂浆凝结时间。
实施例4：
砂浆凝结时间测试结束后，拆除压力传感器、八通道采集模块和计算机端口间连接线，将试模中试样去取出，将试模、试模底擦洗干净，涂上油防锈，光滑圆管内壁滑动部分应经常注油润滑，使仪器工作正常，安放在室温在20℃左右环境中进行试验。
Claims (4)
1.一种砂浆凝结时间自动测定仪，该自动测定仪由底座（1）、第一试模支杆（2A）、第二试模支杆（2B）和第三试模支杆（2C）、试模（3）、试模盖（4）、不锈钢空心管（5）、限位螺母（6）、螺纹杆（7）、压力传感器（8）、试模底（9）、传感器数字采集模块（10）组成，其特征在于：在底座（1）上端边沿相距60°处分别焊接垂直底座（1）平面第一试模支杆（2A）、第二试模支杆（2B）和第三试模支杆（2C），试模（3）分别与第一试模支杆（2A）、第二试模支杆（2B）和第三试模支杆（2C）连接，在试模（3）上端装有试模盖（4），在底座（1）中间处焊接有内壁光滑不锈钢空心管（5），内壁光滑不锈钢空心管（5）中央插入螺纹杆（7），螺纹杆（7）上安装限位螺母（6），螺纹杆（7）上安装压力传感器（8），压力传感器（8）与多通道传感器数字采集模块（10）连接，试模底（9）安放于试模（3）下端，试模（3）上表面粘连厚乳胶圈，多通道传感器数字采集模块（10）与计算机相连；
所述的试模（3）上部内径为150mm,试模（3）下部内径为96.41mm，试模（3）高度为100mm。
2.根据权利要求1所述的一种砂浆凝结时间自动测定仪，其特征在于：所述的试模底（9）上端粘连厚乳胶圈，第一试模支杆（2A）、第二试模支杆（2B）和第三试模支杆（2C）上安装固定圈。
3.根据权利要求1所述的一种砂浆凝结时间自动测定仪，其特征在于：所述的试模（3）上装有不锈钢试模盖（4），不锈钢内壁光滑圆管内插入螺纹杆（7），螺纹杆（7）上端依次安装压力传感器（8）和试模底（9），螺纹杆（7）安装试模底（9）和限位螺母（6）。
4.权利要求1所述的一种砂浆凝结时间自动测定仪的测试方法，其步骤是：
A、试验前用润滑油对试模壁涂层处理，试模底上表面采用凡士林涂层处理，然后将试模座安放在水平面上，试模座整体处于水平状态，然后将试模安放在试模支杆圈上并固定，将传感器、传感器数字采集模块和计算机端口依次相连，在采集模块上位机软件对应力传感器收集压力数据进行平衡清零操作，让此时数据显示为零，旋转限位螺栓，使螺纹杆上升，推动试模底上移，与试模下部接触，压力传感器数据发生变化时完全接触；
B、将水倒入搅拌锅中时，打开八通道采集模块上位机软件时，将搅拌均匀的砂浆分三次装入试模内，每次装入体积为总体积1/3，每层采用刮刀插入砂浆中按Z形两垂直方向分别划10次，并用刮刀敲打试模壁10次，砂浆完全装满后用刮刀刮出高于试模上部多余砂浆，盖上试模盖；
C、再次在八通道采集模块上位机软件上对传感器收集压力数据进行清零，开始等频率收集压力-时间变化曲线，压力随时间变化量低于实时监测压力1%，从搅拌至此时所需的时间为凝结时间。
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