CN113834719A - 用于获得混凝土界面过渡区表面试样的降温装置及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了用于获得混凝土界面过渡区表面试样的降温装置及方法，涉及降温装置技术领域。包括降温箱体，降温箱体上设置有用于悬挂混凝土试样的放置口和用于对降温箱体内部进行降温的制冷机构，降温箱体内还设置有用于接收从混凝土试样上掉落的骨料的承接机构。通过利用本发明实施例所提供的降温装置对混凝土试样进行降温，温度敏感型骨料将在降温处理过程中主动与水泥砂浆脱离，并利用承接机构对脱落的骨料进行收集，可以得到完整的界面过渡区表面试样。
Description
技术领域
本发明涉及降温装置技术领域，具体而言，涉及用于获得混凝土界面过渡区表面试样的降温装置及方法。
背景技术
水泥混凝土是一种由骨料、砂浆和界面过渡区组成的三相复合材料，界面过渡区是骨料和砂浆之间厚度为15-50μm的区域，是水泥混凝土结构中最薄弱的区域，水泥混凝土中的破坏总是始发于界面过渡区，故界面过渡区性能优劣直接决定了水泥混凝土的使用寿命。但是，由于界面过渡区试样制备方法的限制，界面过渡区的性能难以被充分认识和了解。
现有的混凝土界面过渡区试样的获取方法主要有以下两种：
(1)通过人为地将骨料从砂浆上剥离获取界面过渡区表面试样，而人为剥离获取界面过渡区表面试样的方法会对原有的界面过渡区表面造成损害，也会影响界面过渡区表面性能研究结果的准确性。
(2)通过不同的切割工艺得到同时包含骨料和砂浆的界面过渡区试样，通过切割手段获取的试样仅能对界面过渡区厚度方向上的性能进行研究，不能对与骨料直接接触的性能最脆弱的界面过渡区表面性能进行研究，这种随机切割获取的界面过渡区试样往往具有随机性，不能了解界面过渡区的整体状况。
此外，目前有关混凝土的降温装置主要是通过水循环冷却作用带走部分水泥水化热，目的是降低混凝土内外温差、提高降温效果、加快施工进度、提升施工质量、节约施工成本等，尚未见专门用于获取混凝土界面过渡区表面试样的降温装置。
发明内容
本发明的目的在于提供一种用于获得混凝土界面过渡区表面试样的降温装置及方法，旨在提供一种专门针对获取混凝土界面过渡区表面试样的降温装置，以获得完整的界面过渡区。
本发明的实施例可以这样实现：
第一方面，本发明提供一种用于获得混凝土界面过渡区表面试样的降温装置，包括降温箱体，降温箱体上设置有用于固定混凝土试样的放置口和用于对降温箱体内部进行降温的制冷机构，降温箱体内还设置有用于接收混凝土试样上掉落的骨料的承接机构。
在可选的实施方式中，承接机构包括顶部开口的收纳盒体，且收纳盒体的顶部开口正对放置口。
在可选的实施方式中，降温箱体的侧壁上还设置有抽拉口，承接机构还包括与抽拉口相配合的收纳抽屉，收纳抽屉上设置有与收纳盒体配合的卡固槽。
在可选的实施方式中，收纳抽屉上的卡固槽的槽体底壁上设置有重力传感器，降温箱体上还设置有控制面板，重力传感器与控制面板通信连接。
在可选的实施方式中，降温箱体上还设置有报警器，报警器与控制面板电连接，以在控制面板接收到重力传感器传输的重力增加的信号之后发出报警。
在可选的实施方式中，降温箱体内部还设置有用于检测降温箱体内顶部区域温度的顶部温度传感器和用于检测降温箱体内底部区域温度的底部温度传感器，顶部温度传感器和底部温度传感器均与控制面板通信连接，制冷机构与控制面板电连接。
在可选的实施方式中，放置口位于降温箱体的顶壁上，在放置口处还设置有与降温箱体的顶壁滑动配合的抽拉板，以利用抽拉板调节放置口的尺寸。
在可选的实施方式中，降温箱体上的顶部侧壁上还设置有透明可视窗口，透明可视窗口上还安装有用于观察降温箱体内混凝土试样的拍摄机构。
第二方面，本发明提供一种用于获得混凝土界面过渡区表面试样的方法，其采用前述实施方式中任一项的降温装置对混凝土试样进行降温，以将采用温度敏感骨料的混凝土试样中的骨料与砂浆脱离，并利用承接机构对脱落的骨料进行收集。
在可选的实施方式中，混凝土试样包括砂浆层和骨料层，混凝土试样的截面呈T型，以将混凝土试样悬挂在放置口时，砂浆层位于降温箱体外部，骨料层位于降温箱体内部。
本发明实施例的有益效果包括：通过利用本发明实施例所提供的降温装置对混凝土试样进行降温，温度敏感型骨料将在降温处理过程中会主动与水泥砂浆脱离，并利用承接机构对脱落的骨料进行收集，可以得到完整的界面过渡区表面试样。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本发明实施方式提供的降温装置正视图；
图2为本发明实施方式提供的降温装置俯视图；
图3为本发明实施方式提供的收纳抽屉俯视图；
图4为本发明实施方式提供的收纳盒体正视图；
图5为本发明实施方式提供的T型砂浆-骨料耦合混凝土试样的结构示意图。
图标：100-降温装置；110-降温箱体；101-放置口；102-抽拉板；103-制冷机构；104-抽拉口；121-收纳盒体；122-收纳抽屉；123-卡固槽；124-重力传感器；130-控制面板；140-报警器；151-顶部温度传感器；152-底部温度传感器；161-透明可视窗口；162-拍摄机构；200-混凝土试样；210-砂浆层；220-骨料层。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作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。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
在本发明的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明的实施例中的特征可以相互结合。
请参考图1和图2，本实施例提供了一种用于获得混凝土界面过渡区表面试样的降温装置100，包括降温箱体110，降温箱体110上设置有用于悬挂混凝土试样200的放置口101和用于对降温箱体110内部进行降温的制冷机构103，降温箱体110内还设置有用于接收混凝土试样200上掉落的骨料的承接机构。
需要说明的是，本发明实施例所提供的降温装置100是专门针对获得混凝土界面过渡区表面试样进行设计的，发明人采用温度敏感型骨料(如锡块)替代碎石等粗骨料制备混凝土试样，混凝土试样在降温过程中骨料的晶格结构发生变化，并主动与水泥砂浆脱离，可以得到完整的界面过渡区表面试样，利用承接机构对脱落的骨料进行收集。具体地，降温过程需要大致降温至-13℃以下。
具体地，降温箱体110上的制冷机构103是现有的制冷机，其工作原理和具体结果在此不做过多赘述。
在一些实施例中，放置口101位于降温箱体110的顶壁上，在放置口101处还设置有与降温箱体110的顶壁滑动配合的抽拉板102，以利用抽拉板102调节放置口101的尺寸。抽拉板102的安装形式可以是多样的，比如可以在降温箱体110的顶壁上放置口101的两侧设置滑动轨道，利用两个抽拉板102在滑动轨道上滑动进行放置口101开口大小的调整。
在一些实施例中，将降温箱体110上比如正面位置安装控制面板130，降温箱体110内部还设置有用于检测降温箱体110内顶部区域温度的顶部温度传感器151和用于检测降温箱体110内底部区域温度的底部温度传感器152，顶部温度传感器151和底部温度传感器152均与控制面板130通信连接，制冷机构103与控制面板130电连接。通过控制面板130可以开启或关闭制冷机构103，还可以收集顶部温度传感器151和底部温度传感器152的检测信号并进行显示，对降温箱体110内的温度进行时时监测，以更好地控制箱体内的温度。
具体地，控制面板130可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。上述的控制面板130可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，CPU)、数字信号处理器(DigitalSignal Processing，DSP)、专用集成电路(Application SpecificIntegrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array，FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件，可以实现或者执行本发明实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图，该通用处理器可以是微处理器，本实施例提供的控制面板130还可以是任何常规的处理器等。
在一些实施例中，降温箱体110上的顶部侧壁上还设置有透明可视窗口161，透明可视窗口161上还安装有用于观察降温箱体110内的混凝土试样200的拍摄机构162，以透过透明可视窗口161观察降温箱体110内的试样情况。具体地，拍摄机构162可以为照相机、摄像机等设备。
请参照图1、图3和图4，承接机构包括顶部开口的收纳盒体121，且收纳盒体121的顶部开口正对放置口101，利用收纳盒体121可以更好地将骨料收集。具体地，放置口101可以位于顶壁的中间位置，收纳盒体121放置在降温箱体110内且正对放置口101的位置，放置骨料落入降温箱体110内的其他位置。
在一些实施例中，降温箱体110的侧壁上还设置有抽拉口104，承接机构还包括与抽拉口104相配合的收纳抽屉122，收纳抽屉122上设置有与收纳盒体121配合的卡固槽123。利用收纳抽屉122可以方便地取出或放置收纳盒体121，在使用时将收纳盒体121安放在卡固槽123中即可，能够防止收纳盒体121在接收骨料时发生大的位移。
在一些实施例中，收纳抽屉122上的卡固槽123的槽体底壁上设置有重力传感器124，重力传感器124与控制面板130通信连接。当收纳盒体121中有骨料落入后，重力传感器124可以及时将信息反馈至控制面板130，能够及时掌握落入收纳抽屉122中骨料的量。
在一些实施例中，降温箱体110上还设置有报警器140，报警器140与控制面板130电连接，以在控制面板130接收到重力传感器124传输的重力增加的信号之后发出报警，及时注意到降温箱体110内试样的情况，并作出针对性调整，若骨料的量大致收集至一定水平则通过透明可视窗口161和拍摄机构162对试样的情况进行观察，待骨料完全脱落之后将试样取出，得到完整的界面过渡区表面试样。
本发明实施例还提供一种用于获得混凝土界面过渡区表面试样的方法，其采用前述实施方式中任一项的降温装置100对混凝土试样200进行降温，以将采用温度敏感骨料的混凝土试样200中的骨料与砂浆脱离，并利用承接机构对脱落的骨料进行收集。发明人通过降温装置100的改进，研发了一种专门针对获得混凝土界面过渡区表面试样的装置，能够提高试样获取的效率。
如图5所示，混凝土试样200包括砂浆层210和骨料层220，混凝土试样200的截面呈T型，以将混凝土试样200悬挂在放置口101时，砂浆层210位于降温箱体110外部，骨料层220位于降温箱体110内部。通过优化混凝土试样200的具体形状，使悬挂方便且稳固。
本发明实施例中所提供的降温装置100的使用方法如下：
(1)分别检查检查温度控制面板130、制冷机构103、拍摄机构162是否能够正常工作，若不能，调整其至正常工作；
(2)将用于试验的T型砂浆-骨料耦合混凝土试样200放置在试样放置口101处，其中骨料置于降温箱体110内部，砂浆处于放置口101上方，位于降温箱体110外部，通过调节试样放置口101四周的抽拉板102固定试样；
(3)根据砂浆-骨料耦合混凝土试样200选用尺寸合适的收纳盒体121，放置在收纳抽屉122中的合适位置，确保收纳盒体121的位置处于试样正下方；
(4)通过控制面板130设置降温箱体110内温度，点击开始，控制面板130为降温状态，与此同时，打开透明可视窗口161上的拍摄机构162；
(5)制冷机构103开始工作，通过顶部温度传感器151和底部温度传感器152对降温箱体110内部的温度进行实时监测，当温度达到设定温度以后，控制面板130变为保温状态，保证降温箱体110内的温度处于设定温度基本不变；
(6)当重力传感器124发出提示音以后，通过透明可视窗口161确认砂浆-骨料耦合试样，确认骨料是否全部与砂浆脱离，如果是，则试验结束；否则根据实际状况等待一段时间，待骨料完全脱离以后停止试验；
(7)切断电源，关闭装置，取出收集到的骨料，取下剩余的砂浆试样，即可获得界面过渡区表面试样。
综上，本发明实施例提供了用于获得混凝土界面过渡区表面试样的降温装置及方法，通过利用本发明实施例所提供的降温装置对混凝土试样进行降温，温度敏感型骨料将在降温处理过程中会主动与水泥砂浆脱离，并利用承接机构对脱落的骨料进行收集，可以得到完整的界面过渡区表面试样。本发明具备以下效果：
(1)本发明可用于获取混凝土界面过渡区表面试样，弥补了相关降温装置的缺失。
(2)通过透明可视窗口和拍摄机构，可在降温过程中对试样变化进行观察，及时发现问题，对试样形状和尺寸进行调整；拍摄机构可记录试样的实时状况，便于进行后续科学研究和分析。
(3)本降温箱体的试样放置口尺寸可以调节，可以对多种尺寸的试样进行试验。
(4)通过收纳盒体将与砂浆剥离的骨料收集起来再利用，可节约资源。
以上，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种用于获得混凝土界面过渡区表面试样的降温装置，其特征在于，包括降温箱体，所述降温箱体上设置有用于固定混凝土试样的放置口和用于对所述降温箱体内部进行降温的制冷机构，所述降温箱体内还设置有用于接收所述混凝土试样上掉落的骨料的承接机构。
2.根据权利要求1所述的降温装置，其特征在于，所述承接机构包括顶部开口的收纳盒体，且所述收纳盒体的顶部开口正对所述放置口。
3.根据权利要求2所述的降温装置，其特征在于，所述降温箱体的侧壁上还设置有抽拉口，所述承接机构还包括与所述抽拉口相配合的收纳抽屉，所述收纳抽屉上设置有与所述收纳盒体配合的卡固槽。
4.根据权利要求3所述的降温装置，其特征在于，所述收纳抽屉上的所述卡固槽的槽体底壁上设置有重力传感器，所述降温箱体上还设置有控制面板，所述重力传感器与所述控制面板通信连接。
5.根据权利要求4所述的降温装置，其特征在于，所述降温箱体上还设置有报警器，所述报警器与所述控制面板电连接，以在所述控制面板接收到所述重力传感器传输的重力增加的信号之后发出报警。
6.根据权利要求4所述的降温装置，其特征在于，所述降温箱体内部还设置有用于检测所述降温箱体内顶部区域温度的顶部温度传感器和用于检测所述降温箱体内底部区域温度的底部温度传感器，所述顶部温度传感器和所述底部温度传感器均与所述控制面板通信连接，所述制冷机构与所述控制面板电连接。
7.根据权利要求1所述的降温装置，其特征在于，所述放置口位于所述降温箱体的顶壁上，在所述放置口处还设置有与所述降温箱体的顶壁滑动配合的抽拉板，以利用所述抽拉板调节所述放置口的尺寸。
8.根据权利要求1所述的降温装置，其特征在于，所述降温箱体上的顶部侧壁上还设置有透明可视窗口，所述透明可视窗口上还安装有用于观察所述降温箱体内混凝土试样的拍摄机构。
9.一种用于获得混凝土界面过渡区表面试样的方法，其特征在于，其采用权利要求1-8中任一项所述的降温装置对所述混凝土试样进行降温，以将采用温度敏感骨料的所述混凝土试样中的骨料与砂浆脱离，并利用所述承接机构对脱落的骨料进行收集。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述混凝土试样包括砂浆层和骨料层，所述混凝土试样的截面呈T型，以将所述混凝土试样悬挂在所述放置口时，所述砂浆层位于所述降温箱体外部，所述骨料层位于所述降温箱体内部。
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