CN208000254U - 一种建筑多孔材料毛细吸水自动测量装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种建筑多孔材料毛细吸水自动测量装置；该装置包括防风玻璃罩、电子天平、玻璃承台、金属吊架、玻璃水槽、高位水箱和电子计算机；网状金属垫片通过金属吊架悬挂于电子天平正下方，电子天平设置在玻璃承台上，玻璃承台与玻璃水槽相连；防风罩加盖在电子天平上方；电子天平通过天平数据线连接电子计算机；所述高位水箱通过支撑架支撑和固定，高位水箱的底部高于玻璃水槽内液面的最高位置，输液管一端与高位水箱的底部开口连接，另一端通过侧面开口与玻璃水槽连接，输液管上设有流量控制器。本实用新型充分利用电子天平的数据输出功能与电子计算机的自动记录功能，能够连续读取试件的重量数据，从而避免人为因素造成的影响。

Description

一种建筑多孔材料毛细吸水自动测量装置

技术领域

实用新型涉及一种吸水测量装置，特别是涉及一种建筑多孔材料毛细吸水自动测量装置，该装置一种可以自动测量建筑多孔材料毛细吸水系数，属于建筑技术科学领域。

背景技术

建筑多孔材料的毛细吸水系数是建筑材料的重要湿物理性质之一，是分析多孔材料中液态水的传递与储存过程中不可缺少的参数之一，传统的测量装置的结构如图3所示，包括玻璃罩01、防水胶条02、开口玻璃槽05和点支撑06；在开口玻璃槽05内设有点支撑06，试件03设置在点支撑06上，试件03的上表面及前后左右四面设有防水胶条02，开口玻璃槽05上端设有玻璃罩01。

具体的测试方法如下：

1)首先将试件03切割为平面尺寸面积不小于50cm²，形状为块状的实验烘干至恒重后，冷却至实验环境，并采用不透水、不透气且不吸水的防水胶条02对试件的上表面及前后左右四面进行密封，侧面封闭至距离下表面10mm，上表面留小孔用于排气。

2)将开口玻璃槽05装入一定的水，加入的水的高度04为覆盖点支撑06约为1‐5mm，将处理后的试件03上表面放置于点支撑上方，盖上玻璃罩01防止水分蒸发，根据砖体吸水快慢，按照一定间隔(如t＝0s,2s,5s,10s,20s,60s,30min,1h,4h,24h)称取包裹后的试件重量，试件每次取出时，应保持水平状态，并使用柔软湿布吸附表面明水后迅速称重，待砖体质量变化率不超过0.1％后停止实验。

3)根据国际标准ISO15148:2002(E)的要求，采用t^1/2为横坐标，质量增长Δm与试件吸水面积A的比值为纵坐标，t为材料吸水时间，对所得曲线的第一阶段进行拟合，所得拟合直线斜率即为砖体的吸水系数A。

该种方法虽然操作简单，但由于每次称重时均需要取出，并用柔软的湿布擦去下表面的浮水，由此产生的误差主要以下三个方面：

1)称重时间的选择问题。有些建筑多孔材料吸水过程较快，可能仅需几分钟，有些多孔材料吸水过程较为漫长，有些材料甚至长达十几天，称重时间节点的选择对实验的误差影响较大。

2)操作中从水中取出试件时的擦拭力度问题。采用柔软的饱和湿布擦出多余的水分，该用意主要是防止试件拿起时，浮于表面的水分对实验结果造成的误差，但该种操作方法产生的人为误差影响较大，擦拭力度过轻会导致称重结果偏大，过重会导致称重结果过小，结果较难把握。

3)实验过程中产生的人力问题。对于吸水速度较快的多孔材料，称重间隔必须较短方能准确描述材料的吸水第一阶段，对人员的操作专业性要求较高；对于吸水时间较慢的材料，则需要定时去称重，造成人力的浪费。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术存在的问题，提供一种数据采样间隔可自行设定，测试精确，避免人为操作误差，测试便利的建筑多孔材料毛细吸水自动测量装置。

本实用新型目的通过如下技术方案实现：

一种建筑多孔材料毛细吸水自动测量装置，包括防风玻璃罩、电子天平、玻璃承台、金属吊架、网状金属垫片、玻璃水槽、高位水箱、电子计算机；需要测试的试件放置在网状金属垫片上，网状金属垫片通过金属吊架悬挂于电子天平正下方，电子天平设置在玻璃承台上，玻璃承台与玻璃水槽相连；防风罩加盖在电子天平上方；电子天平通过天平数据线连接电子计算机；所述高位水箱通过支撑架支撑和固定，高位水箱的底部高于玻璃水槽内液面的最高位置，输液管一端与高位水箱的底部开口连接，另一端通过侧面开口与玻璃水槽连接，输液管上设有流量控制器；所述电子天平选用日本岛津UX系列天平。

为进一步实现本实用新型目的，优选地，所述的玻璃水槽外侧贴有水位贴纸。

优选地，所述的输液管在玻璃水槽内通过玻璃胶固定在玻璃水槽壁上。

优选地，所述的电子天平与电子计算机之间采用USB转RS232连接。

优选地，所述的电子计算机采用笔记本或者台式机。

优选地，所述的玻璃承台通过限位软条与玻璃水槽相连。

优选地，所述的防风罩通过限位软条固定。

优选地，所述的金属吊架的材质为不锈钢。

应用上述装置的建筑多孔材料毛细吸水自动测量方法，包括如下步骤：

1)将待测的试件烘干、降温且称重处理后，采用不透水、不透气且不吸水的防水胶条对试件的上表面及前后左右四面进行密封，侧面封闭至距离下表面10mm，上表面留小孔用于排气，将密封好的试件称重；测试环境控制为：空气温度20±1℃，相对湿度50％±2％；

2)将试件放置于网状金属垫片网状金属垫片上后，用金属吊架悬挂于电子天平下方，电子天平通过天平数据线连接电子计算机，利用电子计算机控制称重间隔和记录读数，盖上防风玻璃罩；

3)待天平数据稳定后，将输液管上的流量控制器打开，利用高位水箱向玻璃水槽内注水，观察水位的变化；

4)待水位接近网状金属垫片下表面时候，调节流量控制器，使得液面缓慢上升，直至到达试件底部并浸没试件约1‐5mm后关闭；

5)通过电子计算机连续记录数据直至测试结束；根据国际标准ISO15148:2002(E)的要求，采用材料吸水时间t^1/2为横坐标，质量增长Δm与试件吸水面积A的比值为纵坐标，得到吸水速率曲线，对所得吸水速率曲线的直线阶段进行拟合，所得拟合直线斜率为待测的试件的吸水系数Aw。

相对于现有技术，本实用新型具有如下优点：

1)本实用新型采用电子天平连接电子计算机的方式进行读数、数据采样间隔可自行设定，最小间隔可设置为1s，避免了人为称重时，时间选择方面的误差，尤其针对吸水速度较快，来不及称重的试件。

2)本实用新型消除了现有技术测试时试件取出后，人为擦拭浸泡表面浮水带来的误差。

3)本实用新型消除了人力浪费的问题，实验设备可通过电脑程序按照一定间隔时间，自行读取实验数据，使用较为方便，结果更为准确。

附图说明

图1为本实用新型一种建筑多孔材料毛细吸水自动测量装置的结构示意图；

图2为建筑用透水混凝土砖应用本实用新型装置的实际测量吸水速率曲线图。

图3为现有技术单面浸泡实验装置结构示意图。

图4为建筑用透水混凝土砖采用图3现有技术单面浸泡实验装置用人工方法进行测试的吸水速率曲线图。

图中示出：防风玻璃罩1、电子天平2、玻璃承台3、侧面开口4、金属吊架5、试件6、网状金属垫片7、玻璃水槽8、实验用水9、输液管10、高位水箱11、流量控制器12、支撑架13、天平数据线14、电子计算机15、水位贴纸16、限位软条17。

具体实施方式

为更好地理解本实用新型，下面结合附图对本实用新型作进一步的说明，但本实用新型的实施方式不限如此。

一种建筑多孔材料毛细吸水自动测量装置，包括防风玻璃罩1、电子天平2、玻璃承台3、金属吊架5、网状金属垫片7、玻璃水槽8、输液管10、高位水箱11、电子计算机15、水位贴纸16、限位软条17；所述试件6放置在网状金属垫片7上，网状金属垫片7通过金属吊架5悬挂于电子天平2正下方，电子天平2设置在玻璃承台3上，玻璃承台3通过限位软条17与玻璃水槽8相连；防风罩1加盖在电子天平2上方，并通过限位软条17固定；电子天平2通过天平数据线14连接电子计算机15。所述高位水箱11通过支撑架13支撑和固定，高位水箱11的底部高于玻璃水槽8内液面的最高位置，输液管10一端与高位水箱11的底部开口连接，另一端通过侧面开口4与玻璃水槽8连接，使得水能自由进入玻璃水槽8；输液管10上设有流量控制器12；玻璃水槽8外侧贴有水位贴纸16，便于观测液面高度，能够实时读取水位高度。输液管10在玻璃水槽8内采用玻璃胶固定，防止进水时管道摆动造成实验误差。

电子天平2选用日本岛津UX系列天平，精度为0.01g，电子天平2下方有悬挂称重装置，并有连续自动记录输出功能。

金属吊架5采用金属材质，如不锈钢，在满足悬挂试件强度的前提下，自身有一定的刚度。

试件6下方采用透明的网状金属垫片7，能保证试件6处于水平状态，又不能阻碍试件吸水。

电子天平2外周设有透明的防风玻璃罩1，能够防止外界实验环境对实验的干扰。

电子天平2、防风玻璃罩1及玻璃承台3均设有限位软条17，可防止抖动对天平读数造成影响。

采用高位水箱11供水，使得水平稳进入实验水槽内。

利用流量控制器12能够准确调节控制进入玻璃箱内水量，从而调节水位。

电子天平2与电子计算机15之间采用USB转RS232连接。

电子计算机15采用笔记本或者台式机，能够识别USB转RS‐232串口线串口信号。采用电子计算机15编程手段，能够灵活选择读取数据的间隔。

图2所测材料为建筑用透水混凝土砖，作为建筑多孔材料的建筑用透水混凝土砖的毛细吸水自动测量方法，包括如下步骤：

1)将建筑多孔材料均切割为100×100×60mm的试件各3块作为样本，将试件烘干、降温且称重处理后，采用不透水、不透气且不吸水的防水胶条对试件的上表面及四个测面进行密封，侧面封闭至距离上表面10mm，上表面留小孔用于排气，将密封好的试件称重。实验环境控制为：空气温度20±1℃，相对湿度50％±2％。

2)将试件放置于网状金属垫片网状金属垫片7上后，用金属吊架5悬挂于电子天平2下方，电子天平2通过天平数据线14连接电子计算机15，利用电子计算机15每隔2s记录一次读数，盖上防风玻璃罩1，以防止环境对实验结果造成的影响。

3)待天平数据稳定后，将输液管10上的流量控制器12缓缓打开，利用高位水箱11通过侧面开口4向玻璃水槽8内注水，通过水位贴纸16观察水位的变化。

4)待水位接近网状金属垫片7下表面时候，调节流量控制器12，使得液面缓慢上升，直至到达试件底部并浸没试件约1‐5mm后关闭。

5)通过电子计算机15连续不断记录数据直至实验结束。根据国际标准ISO15148:2002(E)的要求，采用材料吸水时间t^1/2为横坐标，质量增长Δm与试件吸水面积A的比值为纵坐标，得到是吸水速率曲线。测试结果如图2，对所得曲线的第一阶段图2中箭头所指向直线阶段进行拟合，所得拟合直线斜率即为砖体的吸水系数Aw。

同时采用图3现有技术单面浸泡实验装置用人工方法进行测试，其结果如图4所示，通过与图2对比得出，可以看出两者的差异并不大，采用人工测量所计算出来的结果差异不大，但采用本装置后，为自动间隔记录，记录间隔可以更加小，且消除了人力的浪费和称重引起的误差。

本实用新型玻璃水槽8、实验用水9、输液管10、高位水箱11、流量控制器12、支撑架13的设计为本实用新型提供稳定的水源，避免了水源对测试的干扰。

本实用新型将试件6放置在网状金属垫片7上，网状金属垫片7通过金属吊架5悬挂于电子天平2正下方，电子天平2设置在玻璃承台3上，电子天平2通过天平数据线14连接电子计算机15，该结构设计利用了电子计算机15的测试连续和便利，更重要的是解决了电子天平2的称重和试件6的吸水同时进行的难题；本实用新型首次在建筑多孔材料毛细吸水检测领域采用电子天平连接电子计算机的方式进行检测，通过电子计算机15设置测试时间间隔，并自动获取测试结果，最小间隔可设置为1s，避免了人为称重时，时间选择方面的误差，结果更加准确，且消除了人力浪费的问题，消除了传统操作方法中，试件取出时人为擦拭浸泡表面浮水带来的误差。

Claims (8)

1.一种建筑多孔材料毛细吸水自动测量装置，其特征在于，包括防风玻璃罩、电子天平、玻璃承台、金属吊架、网状金属垫片、玻璃水槽、高位水箱、电子计算机；需要测试的试件放置在网状金属垫片上，网状金属垫片通过金属吊架悬挂于电子天平正下方，电子天平设置在玻璃承台上，玻璃承台与玻璃水槽相连；防风罩加盖在电子天平上方；电子天平通过天平数据线连接电子计算机；所述高位水箱通过支撑架支撑和固定，高位水箱的底部高于玻璃水槽内液面的最高位置，输液管一端与高位水箱的底部开口连接，另一端通过侧面开口与玻璃水槽连接，输液管上设有流量控制器；所述电子天平选用日本岛津UX系列天平。

2.根据权利要求1所述的建筑多孔材料毛细吸水自动测量装置，其特征在，所述的玻璃水槽外侧贴有水位贴纸。

3.根据权利要求1所述的建筑多孔材料毛细吸水自动测量装置，其特征在，所述的输液管在玻璃水槽内通过玻璃胶固定在玻璃水槽壁上。

4.根据权利要求1所述的建筑多孔材料毛细吸水自动测量装置，其特征在，所述的电子天平与电子计算机之间采用USB转RS232进行链接。

5.根据权利要求1所述的建筑多孔材料毛细吸水自动测量装置，其特征在，所述的电子计算机采用笔记本或者台式机。

6.根据权利要求1所述的建筑多孔材料毛细吸水自动测量装置，其特征在，所述的玻璃承台通过限位软条与玻璃水槽相连。

7.根据权利要求1所述的建筑多孔材料毛细吸水自动测量装置，其特征在，所述的防风罩通过限位软条固定。

8.根据权利要求1所述的建筑多孔材料毛细吸水自动测量装置，其特征在，所述的金属吊架的材质为不锈钢。