CN113155585A - 一种测试水泥基材料自收缩性能的方法 - Google Patents

一种测试水泥基材料自收缩性能的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种测试水泥基材料自收缩性能的方法，包括以下步骤：步骤1：将波纹管夹持装置安装在振动试验机的连接件上；步骤2：对波纹管两端端头进行前期处理；步骤3：将处理好的磁性端头旋入波纹管内，并依次锁紧夹持装置上的上部固定夹、中部固定夹和下部固定夹上的三个固定夹开关；步骤4：制备用于自收缩测试的水泥基浆液，然后将制备好的水泥基浆液倒入200mL尖嘴量杯中；本发明所述的制样装置与方法可以保证波纹管试模在装样及振动密实过程中不发生竖向和横向移动，从而有效增强了波纹管装样操作的便捷性，并提升了制样的成功率以及测试结果的准确性。本发明的制样装置与方法也适用于其他胶凝材料的自收缩性能测试。

Description

一种测试水泥基材料自收缩性能的方法
技术领域
本发明属于水泥基材料的测试技术领域，尤其涉及一种测试水泥基材料自收缩性能的方法。
背景技术
注浆加固技术是将具有胶结能力的浆液通过一定的压力注入到基体裂隙中，进而达到加固和填充目的。水泥基材料是目前应用最广泛的注浆材料，其在注浆工程中使用需具备良好的可注性、较短的凝结时间、足够的早期强度以及一定的体积稳定性。但水泥基注浆材料在满足快凝和早强的同时，会产生明显的自收缩，因此关于水泥基材料自收缩性能已成为行业研究的焦点。
目前关于水泥基材料自收缩性能的测试主要采用ASTM C1698-09标准中规定的实验方法，实验装置见图1。其中试模为塑料波纹管，因其具有良好的可伸缩性和三角锯齿形结构能够最大程度降低外部约束，使得测试结果更加可靠。但波纹管试模的装样过程较为困难，主要为以下几点，第一，波纹管为塑料材质较为柔软，在灌入水泥基浆体时容易出现弯曲和偏倒，需用双手扶握波纹管使其保持竖直状态，则需至少两人配合才能完成装样；第二，水泥基浆液在灌入波纹管中时会有气泡产生，安装端头前需通过敲打管壁或放于振动试验机上振动将管内浆体中气泡排除，但上述方法操作较为不便以及费时；第三，在装样的过程中波纹管模具容易在振实排气过程中被拉过长，见图2，以至于超过测试架限定长度无法进行测试。为此，亟需开发一种便捷的水泥基材料自收缩测试制样装置与方法，进而提高科研人员的工作效率。
针对以上问题，故，有必要对其进行改进。
发明内容
本发明的目的在于解决现有技术中存在的问题，并提供一种结构简单，设计巧妙，保证波纹管试模在装样及振动密实过程中不发生竖向和横向移动，从而有效增强了波纹管装样操作的便捷性的测试水泥基材料自收缩性能的方法。
为了达到以上目的，本发明所采用的技术方案是：一种测试水泥基材料自收缩性能的方法，包括以下步骤：
步骤1：将波纹管夹持装置安装在振动试验机的连接件上，并拧紧锁紧螺丝，以确保在振动试验机工作过程中连接处不发生松动；
步骤2：对波纹管两端端头进行前期处理，其中，波纹管的上端安装无磁性端头，下端安装有磁性端头；
步骤3：将处理好的磁性端头旋入波纹管内，然后将带有磁性端头的波纹管安装到波纹管夹持装置上，使下部固定夹与有磁性端头的一端相接，中部固定夹与波纹管管身相接，上部固定夹与波纹管另一端相接，并依次锁紧夹持装置上的上部固定夹、中部固定夹和下部固定夹上的三个固定夹开关；
步骤4：制备用于自收缩测试的水泥基浆液，然后将制备好的水泥基浆液倒入200mL尖嘴量杯中；
步骤5：尖嘴量杯中浆液分3次加满波纹管试模，每一次加样结束后仔细环视波纹管内浆液中是否存在空隙，如果存在则启动振动试验机直至波纹管内浆体密实为止关闭振动试验机，再进行下一次加样，直至第三次加入浆液到波纹管端部处为止装样完成；
步骤6：然后，左手在夹持装置的上部固定夹和中部固定夹之间的空隙处握住波纹管并向下移动，使管内浆液上升到波纹管管口为止并握住端部，之后将步骤2中处理好的无磁性端头与波纹管管口浆液接触并缓慢旋入波纹管端部；
步骤7：依次打开波纹管夹持装置上中下三个固定夹开关，将波纹管取下平放在振动台上同时关闭波纹管夹持装置上的上部固定夹、中部固定夹和下部固定夹上的三个固定夹开关；然后开动振动试验机5S使浆体在波纹管内均匀分散，自收缩测试波纹管试样制作完成；
步骤8：最后用直尺测量并记录波纹管的有效长度，然后将制作好的自收缩测试波纹管试样放于自收缩测试架上测试水泥基材料自收缩性能。
作为本发明的一种优选方案，所述步骤1中，夹持装置可拆式安装在振动试验机的连接件上。
作为本发明的一种优选方案，所述步骤1中，连接件固设在振动试验机的边缘处。
作为本发明的一种优选方案，所述步骤2中，前期处理是指：首先将与端头相匹配的螺丝安装好，然后用生料带将端头插入波纹管的部分缠绕紧密，防止浆液与端头表面直接接触，最后在缠绕好的生料带表面涂抹一层凡士林以保证端头更好旋入波纹管端部。
作为本发明的一种优选方案，所述步骤3中，上部固定夹、中部固定夹和下部固定夹之间留有间距。
作为本发明的一种优选方案，所述步骤3中，上部固定夹与中部固定夹之间的距离为30mm。
作为本发明的一种优选方案，所述步骤3中，上部固定夹与下部固定夹之间的距离为385mm。
作为本发明的一种优选方案，所述步骤3中，中部固定夹内形成有与波纹管外侧相吻合的锯齿结构。
作为本发明的一种优选方案，所述步骤3中，下部固定夹与波纹管的端部尺寸相同，中部固定夹长度短于波纹管的管身，上部固定夹长度短于波纹管端部。
本发明的有益效果是：本发明结构简单，设计巧妙，为了使水泥基材料自收缩测试的制样操作更为便利，提供了一种测试水泥基材料自收缩性能的方法；主要利用与波纹管锯齿形结构相吻合的夹持装置将波纹管试模竖向固定在振动试验机上，以保证波纹管试模在装样及振动密实过程中不发生竖向和横向移动，从而有效增强了波纹管装样操作的便捷性，并提升了制样的成功率以及测试结果的准确性；本装置价格便宜，如果实验室有振动试验机则不需要重新购买，仅需配置连接件和波纹管夹持装置即可；操作便捷省时，一个人即可快速完成波纹管试模的装样操作。
附图说明
图1为本发明的现有技术中水泥基材料自收缩性能的测试实验装置；
图2为本发明的现有技术中波纹管模具测量结构示意图；
图3为本发明的实施例结构示意图；
图4为本发明的实施例夹持装置的闭合状态结构示意图；
图5为本发明的实施例夹持装置的展开状态结构示意图；
图6为本发明的实施例振动试验机的结构示意图；
图7为本发明的实施例波纹管与无磁性端头和有磁性端头分解图；
图8为本发明的实施例波纹管与无磁性端头和有磁性端头连接示意图；
附图标记：振动试验机1，夹持装置2，波纹管3，连接件4，无磁性端头5，有磁性端头6，螺钉7，支撑杆11，下部固定夹12，中部固定夹13，上部固定夹14，螺纹15，固定夹开关16，锯齿结构17，安装孔40。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
实施例：如图3-8所示，一种测试水泥基材料自收缩性能的制样装置，包括振动试验机1、固设于振动试验机1上的连接件4，连接件4上可拆式连接有支撑杆11，支撑杆11上装配有用于夹持波纹管3的夹持装置2；本实施例中发的连接件4的振动试验机1在水泥基材料自收缩测试制样过程中主要有固定波纹管夹持装置2作用和振动密实作用。
夹持装置2在水泥基材料自收缩测试制样过程中起到固定波纹管试模的作用，主要利用夹持装置中的上中下三个固定夹将波纹管试模竖向固定在振动试验机上，以保证波纹管试模在装样及振动密实过程中不发生竖向和横向移动。
本发明结构简单，设计巧妙，为了使水泥基材料自收缩测试的制样操作更为便利，提供了一种测试水泥基材料自收缩性能的制样装置；主要利用与波纹管锯齿形结构相吻合的夹持装置将波纹管试模竖向固定在振动试验机上，以保证波纹管试模在装样及振动密实过程中不发生竖向和横向移动，从而有效增强了波纹管装样操作的便捷性，并提升了制样的成功率以及测试结果的准确性；本装置价格便宜，如果实验室有振动试验机则不需要重新购买，仅需配置连接件和波纹管夹持装置即可；操作便捷省时，一个人即可快速完成波纹管试模的装样操作。
具体的，连接件4焊接在振动试验机1上，连接件4上形成有安装孔40，与此相对应的，支撑杆11底部形成有螺纹15，螺纹15插接于安装孔40内。仅需将连接件焊接到振动试验机边缘处即可，振动试验机与波纹管夹持装置间通过连接件螺纹固定，该结构拆卸方便，连接件尺寸较小不影响振动试验机在其它试验中的正常使用。
波纹管3上端安装有无磁性端头5，波纹管3下端安装有磁性端头6，其中，无磁性端头5和有磁性端头6顶部装配有螺钉7。
夹持装置2包括上部固定夹14、中部固定夹13和下部固定夹12；上部固定夹14、中部固定夹13和下部固定夹12之间留有间距；具体的，上部固定夹14与中部固定夹13之间的距离为30mm；上部固定夹14与下部固定夹12之间的距离为385mm。
下部固定夹12与波纹管3的端部尺寸相同，中部固定夹13长度短于波纹管3的管身，上部固定夹14长度短于波纹管3端部；中部固定夹13内形成有与波纹管3外侧相吻合的锯齿结构17；锯齿结构17与波纹管3外侧相互贴合，主要固定波纹管管身使其在制样过程中不发生上下移动；上部固定夹14、中部固定夹13和下部固定夹12上均安装有固定夹开关16。
一种测试水泥基材料自收缩性能的方法，包括以下步骤：
步骤1：将波纹管夹持装置2安装在振动试验机1的连接件4上，并拧紧锁紧螺丝，以确保在振动试验机1工作过程中连接处不发生松动；
步骤2：对波纹管3两端端头进行前期处理，其中，波纹管3的上端安装无磁性端头5，下端安装有磁性端头6；首先将与端头相匹配的螺丝安装好，然后用生料带将端头插入波纹管的部分缠绕紧密，防止浆液与端头表面直接接触，最后在缠绕好的生料带表面涂抹一层凡士林以保证端头更好旋入波纹管端部。
步骤3：将处理好的磁性端头6旋入波纹管3内，然后将带有磁性端头6的波纹管3安装到波纹管夹持装置2上，使下部固定夹12与有磁性端头6的一端相接，中部固定夹13与波纹管管身相接，上部固定夹14与波纹管另一端相接，并依次锁紧夹持装置2上的上部固定夹14、中部固定夹13和下部固定夹12上的三个固定夹开关16；
步骤4：制备用于自收缩测试的水泥基浆液，然后将制备好的水泥基浆液倒入200mL尖嘴量杯中；
步骤5：尖嘴量杯中浆液分3次加满波纹管试模，每一次加样结束后仔细环视波纹管内浆液中是否存在空隙，如果存在则启动振动试验机直至波纹管内浆体密实为止关闭振动试验机，再进行下一次加样，直至第三次加入浆液到波纹管端部处为止装样完成；
步骤6：然后，左手在夹持装置的上部固定夹14和中部固定夹13之间的空隙处握住波纹管并向下移动，使管内浆液上升到波纹管管口为止并握住端部，之后将步骤2中处理好的无磁性端头5与波纹管管口浆液接触并缓慢旋入波纹管端部；
步骤7：依次打开波纹管夹持装置上中下三个固定夹开关，将波纹管取下平放在振动台上同时关闭波纹管夹持装置上的上部固定夹14、中部固定夹13和下部固定夹12上的三个固定夹开关16；然后开动振动试验机5S使浆体在波纹管内均匀分散，自收缩测试波纹管试样制作完成；
步骤8：最后用直尺测量并记录波纹管的有效长度，然后将制作好的自收缩测试波纹管试样放于自收缩测试架上测试水泥基材料自收缩性能。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现；因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
尽管本文较多地使用了图中附图标记：振动试验机1，夹持装置2，波纹管3，连接件4，无磁性端头5，有磁性端头6，螺钉7，支撑杆11，下部固定夹12，中部固定夹13，上部固定夹14，螺纹15，固定夹开关16，锯齿结构17，安装孔40等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。

Claims (9)

1.一种测试水泥基材料自收缩性能的方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤1：将波纹管夹持装置(2)安装在振动试验机(1)的连接件(4)上，并拧紧锁紧螺丝，以确保在振动试验机(1)工作过程中连接处不发生松动；
步骤2：对波纹管(3)两端端头进行前期处理，其中，波纹管(3)的上端安装无磁性端头(5)，下端安装有磁性端头(6)；
步骤3：将处理好的磁性端头(6)旋入波纹管(3)内，然后将带有磁性端头(6)的波纹管(3)安装到波纹管夹持装置(2)上，使下部固定夹(12)与有磁性端头(6)的一端相接，中部固定夹(13)与波纹管管身相接，上部固定夹(14)与波纹管另一端相接，并依次锁紧夹持装置(2)上的上部固定夹(14)、中部固定夹(13)和下部固定夹(12)上的三个固定夹开关(16)；
步骤4：制备用于自收缩测试的水泥基浆液，然后将制备好的水泥基浆液倒入200mL尖嘴量杯中；
步骤5：尖嘴量杯中浆液分3次加满波纹管试模，每一次加样结束后仔细环视波纹管内浆液中是否存在空隙，如果存在则启动振动试验机直至波纹管内浆体密实为止关闭振动试验机，再进行下一次加样，直至第三次加入浆液到波纹管端部处为止装样完成；
步骤6：然后，左手在夹持装置的上部固定夹(14)和中部固定夹(13)之间的空隙处握住波纹管并向下移动，使管内浆液上升到波纹管管口为止并握住端部，之后将步骤2中处理好的无磁性端头(5)与波纹管管口浆液接触并缓慢旋入波纹管端部；
步骤7：依次打开波纹管夹持装置上中下三个固定夹开关，将波纹管取下平放在振动台上同时关闭波纹管夹持装置上的上部固定夹(14)、中部固定夹(13)和下部固定夹(12)上的三个固定夹开关(16)；然后开动振动试验机5S使浆体在波纹管内均匀分散，自收缩测试波纹管试样制作完成；
步骤8：最后用直尺测量并记录波纹管的有效长度，然后将制作好的自收缩测试波纹管试样放于自收缩测试架上测试水泥基材料自收缩性能。
2.根据权利要求1所述的一种测试水泥基材料自收缩性能的方法，其特征在于：所述步骤1中，夹持装置(2)可拆式安装在振动试验机(1)的连接件(4)上。
3.根据权利要求2所述的一种测试水泥基材料自收缩性能的方法，其特征在于：所述步骤1中，连接件(4)固设在振动试验机(1)的边缘处。
4.据权利要求1所述的一种测试水泥基材料自收缩性能的方法，其特征在于：所述步骤2中，前期处理是指：首先将与端头相匹配的螺丝安装好，然后用生料带将端头插入波纹管的部分缠绕紧密，防止浆液与端头表面直接接触，最后在缠绕好的生料带表面涂抹一层凡士林以保证端头更好旋入波纹管端部。
5.根据权利要求1所述的一种测试水泥基材料自收缩性能的方法，其特征在于：所述步骤3中，上部固定夹(14)、中部固定夹(13)和下部固定夹(12)之间留有间距。
6.根据权利要求5所述的一种测试水泥基材料自收缩性能的方法，其特征在于：所述步骤3中，上部固定夹(14)与中部固定夹(13)之间的距离为30mm。
7.根据权利要求6所述的一种测试水泥基材料自收缩性能的方法，其特征在于：所述步骤3中，上部固定夹(14)与下部固定夹(12)之间的距离为385mm。
8.根据权利要求7所述的一种测试水泥基材料自收缩性能的方法，其特征在于：所述步骤3中，中部固定夹(13)内形成有与波纹管(3)外侧相吻合的锯齿结构(17)。
9.根据权利要求8所述的一种测试水泥基材料自收缩性能的方法，其特征在于：所述步骤3中，下部固定夹(12)与波纹管(3)的端部尺寸相同，中部固定夹(13)长度短于波纹管(3)的管身，上部固定夹(14)长度短于波纹管(3)端部。
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