CN204405501U - 一种水泥基材料孔结构的测试分析系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种水泥基材料孔结构的测试分析系统，它包括底座，在底座上开有连续轨道槽，沿着连续轨道槽一侧向另一侧的方向，在连续轨道槽上方依次间隔设置有切割装置、打磨抛光装置、提高孔及孔壁对比度的处理装置和图像采集装置，材料移送载物装置通过滑轮滑动连接在连续轨道槽上，切割装置、打磨抛光装置和提高孔及孔壁对比度的处理装置均包括固定在底座上的支撑梁，在支撑梁上安装有上下高度调节装置，切片、磨片以及喷刷器分别与转动驱动装置相连并通过转动驱动装置安装在对应设置的支撑梁上。本装置操作更为简易，缩短了测试时间，从而提高了工作效率，也降低了人工成本，测试更为精确和稳定。

Description

一种水泥基材料孔结构的测试分析系统

技术领域

本实用新型涉及材料孔结构的测试分析系统，特别是涉及水泥基材料孔结构的测试分析系统。

背景技术

由于水泥基材料孔隙从几到几万的尺寸均存在，这就要求测孔仪器的测试范围要大，并且要求在预处理时尽量不破坏原生孔结构状态及形貌，客观真实反应孔隙结构。孔隙结构参数主要包括孔隙率、孔径分布(孔级配)、孔几何学(孔的形貌和空间排列)，这些参数指标的测试与评价已经成为水泥基材料科学研究的主要内容。现阶段由于这一领域研究还不十分成熟，各种测孔技术不免存在不足之处，但是这些测孔技术为水泥基材料细观研究提供了基础和依据。

目前常用的水泥基材料孔结构测试技术主要包括：等温吸附法、X-射线小角度散射、压汞法、光学法等。等温吸附法可以用于测定孔结构的内比表面积和孔尺寸分布，常采用静态氮吸附容量法和重量法，孔径测量范围在之间，该法对大孔测定的误差较大；X-射线小角度散射在常压下能够测定的细孔孔径分布，但是该方法在趋向大角一侧的强度分布往往都很弱，且起伏较大，另外，昂贵的测试费用成为使用该方法的巨大阻碍；压汞法的测孔范围为它是目前应用最为广泛的孔结构研究方法，但是，压汞法也存在着不足之处：(1)所用试样在预处理时需要进行干燥，而干燥有可能引起孔结构不可逆的变化，高压也能破坏材料的原生孔结构，这就使人们怀疑压汞法所反映的孔结构的真实准确性；(2)压汞法所测结果只反映开放的联通孔的情况；(3)压汞法的理论模型是圆柱孔模型，而混凝土中存在着许多异性孔，这也给测量带来误差。光学法借助图象分析仪获取基体截面孔结构图像，原则上能够分辨出光学显微极限尺寸以上的大孔，根据定量体视学原理，能测量计算出孔径、分级孔隙率、孔的形状、孔比表面积等诸多孔结构参数。随着显微分析技术和计算机图像处理技术的发展，近来出现了一种快速测定硬化混凝土气泡的检测方式，即对已成型并到所需养护龄期的混凝土试件进行切割、打磨、抛光等处理，再利用高分辨率的数字相机对混凝土试件进行拍照，然后输入计算机中，利用计算机软件对数字相机拍摄到的图像进行分析，通过设定阀值、增加对比度等图像处理手段，使混凝土中气孔呈现白色，而非气孔的密实部分呈现黑色，这种检测方式提高了工作效率。但随着高层、大跨、超深、特种结构的发展对水泥基材料提出更高的要求。由于水泥基材料的配合比、搅拌、振捣、脱模、养护等诸多因素都会对水泥基材料孔结构产生影响。所以人们对水泥基材料中孔结构的研究越来越精细。而图像分析得到可靠信息的先决条件之一就是要尽可能排除测试样品在制备过程中产生的系统误差，特别是操作误差。由于在对水泥基材料进行切割、打磨、抛光等处理的过程中，人为因素参与较多，实验人员完全凭经验来确定样品处理的好坏，所以测试精确度和稳定性较差。

发明内容

本实用新型的目的在与克服已有技术的缺点，提供一种测试精度高和稳定性好的水泥基材料孔结构的测试分析系统，该系统设计合理且使用操作简单，可实现水泥基材料孔结构的准确描述。

本实用新型的一种水泥基材料孔结构的测试分析系统，它包括底座，在所述的底座上开有连续轨道槽，沿着连续轨道槽一侧向另一侧的方向，在所述的连续轨道槽上方依次间隔设置有切割装置、打磨抛光装置、提高孔及孔壁对比度的处理装置和图像采集装置，材料移送载物装置通过滑轮滑动连接在所述的连续轨道槽上，材料移送载物装置包括载物台，在所述的载物台上设置有用于将材料夹紧的试样夹具，所述的切割装置、打磨抛光装置和提高孔及孔壁对比度的处理装置均包括固定在底座上的支撑梁，在所述的切割装置的支撑梁上安装有第一上下高度调节装置，切片与第一转动驱动装置的旋转轴相连，所述的第一转动驱动装置与第一上下高度调节装置相连，在所述的打磨抛光装置的支撑梁上安装有第二上下高度调节装置,磨片与第二转动驱动装置的旋转轴相连，所述的第二转动驱动装置与第二上下高度调节装置相连，在所述的提高孔及孔壁对比度的处理装置的支撑梁上安装有第三上下高度调节装置，喷刷器与第三转动驱动装置的旋转轴相连，所述的第三转动驱动装置与第三上下高度调节装置相连，所述的图像采集装置包括安装在底座上的悬臂梁，体视显微镜和高分辨率电子目镜安装在所述的悬臂梁上，高分辨率电子目镜位于体视显微镜的上方，所述的高分辨率电子目镜用于自动采集每个视域的材料的图像，所述的高分辨率电子目镜通过导线与计算机控制系统连接，将材料的图像传输给计算机控制系统，所述的载物台通过滑轮沿着连续轨道槽移动并且载物台上的材料分别与切片、磨片、喷刷器以及体视显微镜分别相对设置。

本实用新型具有的优点和积极效果是：本实用新型在原有的水泥基材料孔结构光学测试设备的基础上对前期水泥基材料样品的制备过程进行机械化处理改进，使测试分析全过程机械化处理，操作更为简易，缩短了测试时间，从而提高了工作效率，也降低了人工成本；同时该测试分析系统避免了在对水泥基材料进行切割、打磨、抛光等处理的过程中，由于人为因素而造成的操作误差，使测试更为精确和稳定。

附图说明

图1为本实用新型的一种水泥基材料孔结构的测试分析系统的整体结构示意图；

图2为图1所示的系统中的切割装置结构示意图；

图3为图1所示的系统中的打磨抛光装置结构示意图；

图4为图1所示的系统中的提高孔及孔壁对比度的处理装置结构示意图；

图5为图1所示的系统中的图像采集装置结构示意图；

图6为图1所示的系统中的底座上所开有的连续轨道槽的左视图；

图7为图1所示的系统中的材料移送载物装置的载物台结构示意图。

图8为图1所示的系统中的材料移送载物装置的滑动连接结构示意图。

具体实施方式

为能进一步了解本实用新型的实用新型内容、特点及功效，兹例举以下实施例，并配合附图详细说明如下：

如附图所示的本实用新型的一种水泥基材料孔结构的测试分析系统，它包括底座，在所述的底座上开有连续轨道槽7，沿着连续轨道槽7一侧向另一侧的方向，在所述的连续轨道槽7上方依次间隔设置有切割装置1、打磨抛光装置2、提高孔及孔壁对比度的处理装置3和图像采集装置4，材料移送载物装置5通过滑轮30滑动连接在所述的连续轨道槽7上，材料移送载物装置5包括载物台26，在所述的载物台26上设置有用于将材料夹紧的试样夹具27，所述的切割装置1、打磨抛光装置2和提高孔及孔壁对比度的处理装置3均包括固定在底座上的支撑梁，在所述的切割装置1的支撑梁8上安装有第一上下高度调节装置，切片12与第一转动驱动装置的旋转轴相连，所述的第一转动驱动装置与第一上下高度调节装置相连，在所述的打磨抛光装置2的支撑梁13上安装有第二上下高度调节装置,磨片17与第二转动驱动装置的旋转轴相连，所述的第二转动驱动装置与第二上下高度调节装置相连，在所述的提高孔及孔壁对比度的处理装置3的支撑梁18上安装有第三上下高度调节装置，喷刷器22与第三转动驱动装置的旋转轴相连，所述的第三转动驱动装置与第三上下高度调节装置相连，所述的图像采集装置4包括安装在底座上的悬臂梁23，体视显微镜24和高分辨率电子目镜25安装在所述的悬臂梁23上，高分辨率电子目镜25位于体视显微镜24的上方，通过体视显微镜24来调节放大倍数，便于肉眼直接观察材料切面的孔结构，同时配合电子目镜25调节放大倍数，所述的高分辨率电子目镜25用于自动采集每个视域的材料的图像，高分辨率电子目镜25通过导线与计算机控制系统6连接，所述的高分辨率电子目镜25将材料的图像传输给计算机控制系统6，最后计算机控制系统6按要求对所得到的材料孔结构图像进行分析处理，提取材料的孔结构量化信息，所述的载物台26通过滑轮30沿着连续轨道槽7移动并且载物台26上的材料分别与切片12、磨片17、喷刷器22以及体视显微镜24分别相对设置。高分辨率电子目镜的像素通常达到200万即可。试样夹具27采用现有的结构即可。

作为本实用新型的一种实施方式，所述的切割装置1、打磨抛光装置2和提高孔及孔壁对比度的处理装置3的支撑梁8、13、18包括两个相对设置的悬臂梁，两个悬臂梁沿垂直于连续轨道槽7的方向设置，所述的第一、第二、第三上下高度调节装置分别包括一个螺杆11、16、21，在两个相对设置的悬臂梁的梁端左右对称的沿竖直方向分别开有滑槽9、14、19，所述的螺杆设置在两个悬臂梁的梁端之间并通过穿过滑槽的紧固件10、15、20固定在设定高度的位置上。这样可以方便、精确的调节并固定切片12、磨片17、喷刷器22的位置，以便对材料进行操作。紧固件可以采用螺栓。

作为本实用新型的一种实施方式，为了便于观测整个观测面，所述的载物台与底板沿垂直于连续轨道槽7的方向通过滑动连接结构相连。

作为本实用新型的一种实施方式，所述的滑动连接结构包括垂直于连续轨道槽7方向滑动连接在所述的载物台26上的一根滑动轴28，滑动轴28与支撑杆29固定连接，所述的支撑杆29与底板固定相连。

作为本实用新型的一种实施方式，所述的第一转动驱动装置、第二转动驱动装置以及第三转动驱动装置为伺服电机。

本系统的使用方法为：

使用该测试分析系统时，将水泥基材料试件放在材料移送载物装置5的载物台26上面，并用试样夹具27固定试件。通过连续轨道槽7将材料移送载物装置5移动到切割装置1内，沿着滑动轴28滑动载物台26，使水泥基材料试件处于切片12下方，切割装置1会根据材料移送载物装置5上面试件的位置，通过支撑梁8左右两侧滑槽9和配有紧固件10来上下调整好切割方位后，固定螺杆11的位置，随后根据测试材料的强度选择切片12的转速，启动切割装置1；切割完成后通过连续轨道槽7将材料移送载物装置5移动到打磨抛光装置2内，沿着滑动轴28滑动载物台26，使水泥基材料试件处于磨片17下方，打磨抛光装置2会根据材料移送载物装置5上面试件的位置，通过支撑梁13左右两侧滑槽14和配有的紧固件15来上下调整好打磨抛光方位后，固定螺杆16的位置，随后按照细度从大到小的顺序打磨抛光材料切面；打磨抛光完成后，通过连续轨道槽7将材料移送载物装置5移动到提高孔及孔壁对比度的处理装置3内，沿着滑动轴28滑动载物台26，使水泥基材料试件处于喷刷器22下方，提高孔及孔壁对比度的处理装置3会根据材料移送载物装置5上面试件的位置，通过支撑梁18左右两侧滑槽19和配有的紧固件20来上下调整好方位后，固定螺杆21的位置，随后喷刷器22会喷出处理液，并粉刷切面，以便提高孔及孔壁对比度；提高对比度处理完成后，通过连续轨道槽7将材料移送载物装置5移动到图像采集装置4内，沿着滑动轴28滑动载物台26，使水泥基材料试件位于体视显微镜24下方，高分辨率电子目镜25自动采集每个视域的图像；最后计算机控制系统6按要求对所得到的材料孔结构图像进行分析处理，提取孔结构量化信息。

Claims (5)

1.一种水泥基材料孔结构的测试分析系统，其特征在于：它包括底座，在所述的底座上开有连续轨道槽，沿着连续轨道槽一侧向另一侧的方向，在所述的连续轨道槽上方依次间隔设置有切割装置、打磨抛光装置、提高孔及孔壁对比度的处理装置和图像采集装置，材料移送载物装置通过滑轮滑动连接在所述的连续轨道槽上，材料移送载物装置包括载物台，在所述的载物台上设置有用于将材料夹紧的试样夹具，所述的切割装置、打磨抛光装置和提高孔及孔壁对比度的处理装置均包括固定在底座上的支撑梁，在所述的切割装置的支撑梁上安装有第一上下高度调节装置，切片与第一转动驱动装置的旋转轴相连，所述的第一转动驱动装置与第一上下高度调节装置相连，在所述的打磨抛光装置的支撑梁上安装有第二上下高度调节装置,磨片与第二转动驱动装置的旋转轴相连，所述的第二转动驱动装置与第二上下高度调节装置相连，在所述的提高孔及孔壁对比度的处理装置的支撑梁上安装有第三上下高度调节装置，喷刷器与第三转动驱动装置的旋转轴相连，所述的第三转动驱动装置与第三上下高度调节装置相连，所述的图像采集装置包括安装在底座上的悬臂梁，体视显微镜和高分辨率电子目镜安装在所述的悬臂梁上，高分辨率电子目镜位于体视显微镜的上方，所述的高分辨率电子目镜用于自动采集每个视域的材料的图像，所述的高分辨率电子目镜通过导线与计算机控制系统连接，将材料的图像传输给计算机控制系统，所述的载物台通过滑轮沿着连续轨道槽移动并且载物台上的材料分别与切片、磨片、喷刷器以及体视显微镜分别相对设置。

2.按照权利要求1所述的一种水泥基材料孔结构的测试分析系统，其特征在于：所述的切割装置、打磨抛光装置和提高孔及孔壁对比度的处理装置的支撑梁包括两个相对设置的悬臂梁，两个悬臂梁沿垂直于连续轨道槽的方向设置，所述的第一、第二、第三高度调节装置均包括一个螺杆，在两个相对设置的悬臂梁的梁端左右对称的沿竖直方向开有滑槽，所述的螺杆设置在两个悬臂梁的梁端之间并通过穿过滑槽的紧固件固定在设定高度的位置上。

3.按照权利要求1或2所述的水泥基材料孔结构的测试分析系统，其特征在于：所述的载物台与底板沿垂直于连续轨道槽的方向通过滑动连接结构相连。

4.按照权利要求3所述的水泥基材料孔结构的测试分析系统，其特征在于：所述的滑动连接结构包括垂直于连续轨道槽方向滑动连接在所述的载物台上的一根滑动轴，滑动轴与支撑杆固定连接，所述的支撑杆与底板固定相连。

5.按照权利要求4所述的水泥基材料孔结构的测试分析系统，其特征在于：所述的第一转动驱动装置、第二转动驱动装置以及第三转动驱动装置为伺服电机。