CN2847291Y - 水泥基材料快速干燥收缩测量装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种测量装置，具体讲是一种水泥基材料快速干燥收缩测量装置。它包括测量本体、控制台、真空泵、水罐与恒温水循环泵；测量本体底部设有支撑架；真空泵与水罐输出端分别通过各自管道穿通于测量本体并与该测量本体内腔连通；真空泵与其测量本体连接的管道之间设有一真空阀门；水罐输出端连接一三通，其一通口与该测量本体连通的管道之间设有一水罐阀门，另一通口垂直端上侧安装有一排气与进水阀门；该恒温水循环泵通过二根管道与其测量本体侧壁连通。该装置测量的参数多，测量精确度高，能够快速干燥收缩水泥基材料，测量用时由传统方法180天减至7天；并且不干扰水泥的水化进程，易于推广实施。

Description

水泥基材料快速干燥收缩测量装置

技术领域

本实用新型涉及一种测量装置，具体讲是一种水泥基材料快速干燥收缩测量装置。适用于测量水泥基材料在恒定的温湿度条件下的干燥收缩变形值。

背景技术

在水泥基材料研究领域，干燥收缩是水泥混凝土的一个重要性能，它对混凝土和钢筋混凝土结构的耐久性能有非常大的影响，由混凝土干燥收缩引起的裂缝问题已经是公认的建筑难题。

水泥基材料中的水分通过扩散平衡达到干燥收缩需要很长的时间，因此一般水泥基材料的干燥收缩试验周期很长(一般是180天)、试验费用比较高，这就制约了该领域创新性研究结果的产生速度，造成在混凝土工作性、强度等性能均取得突出发展时，体积稳定性的研究却一直裹足不前。所以无论是从日常的产品检测，还是新材料研发的角度讲，迫切需要一种既不影响水泥基材料水化性质，又能快速简便的测量水泥基材料干燥收缩值的装置。

实用新型内容

为解决上述现有技术中存在的问题，本实用新型的目的是提供一种高精度的水泥基材料快速干燥收缩测量装置。

为实现上述目的，本实用新型采取以下技术方案：一种水泥基材料快速干燥收缩测量装置，其特征在于：它包括测量本体、控制台、真空泵、水罐与恒温水循环泵；所述测量本体底部设有支撑架；所述真空泵与所述水罐输出端分别通过各自管道穿通于所述测量本体并与该测量本体内腔连通；所述真空泵与其测量本体连接的管道之间设有一真空阀门，所述水罐输出端连接一三通，其一通口与该测量本体连通的管道之间设有一水罐阀门，另一通口垂直端上侧安装有一排气与进水阀门；所述恒温水循环泵通过二根管道与所述测量本体侧壁连通。

上述的测量本体为一设有底板与上盖板的二层套筒，其中，上盖板位于该测量本体顶部，其上装有真空计；二层套筒的内层筒为一测量室，外层套筒为一恒温水浴夹套，所述恒温水循环泵的二根管道通过所述测量本体侧壁与所述恒温水浴夹套连通；一具有上下横梁和两垂直杆的支撑框架，垂设于所述测量室中部；一位移传感器，其设置在所述支撑框架上横梁上侧；一测力传感器，安装于所述支撑框架下横梁上侧，所述位移传感器下触头与所述测力传感器上表面之间留有一水泥基材料待测试件的位置；一温度传感器，贴设于所述框架一侧的垂直杆内侧。

上述的测量室为真空状，所述的位移传感器为激光位移传感器、光栅位移传感器或容栅位移传感器中任一种，所述控制台为采集、分析、输出操作软件集一体的计算机。

上述的恒温水浴夹套的壁板与所述测量室的壁板材质为不锈钢或普通钢材中一种。

上述的真空泵与所述真空阀门之间设置有分子筛吸附阱。

上述的真空阀门为高真空手动隔断阀、电磁隔断阀、电磁隔断放气阀、微调针阀、手动放气阀或电流气动阀中任一种。

上述的真空计可选用薄膜真空计、热偶真空计、复合真空计、电阻计、硅油压力计、水银压力计中任一种。

上述的控制台通过接口连线分别与真空阀门、水罐阀门、位移传感器、测力传感器、温度传感器及真空计连接。

本实用新型由于采用以上方法，其具有以下优点：1、本实用新型通过测量室、控制台、真空泵、水罐与恒温水循环泵构成的封闭系统，使其待测的水泥基材料置于一真空环境中，通过预抽真空的方法，消除了空气分压对相对湿度的影响，通过水蒸气的压力平衡控制该待测样品中水分的蒸发过程，实现了被测试件中的水分快速蒸发，达到快速干燥收缩的目的；2、与常规的加热快速蒸发干燥测试方法相比，本实用新型的设置不会对水泥水化过程形成干扰，不会产生较大的温差变形影响；3、本实用新型通过设置的阀门装置调节由真空泵、水罐及恒温水循环泵进入真空测量室与恒温水浴夹套的温度与湿度，较为精确地控制了水泥基材料的测量温度和湿度，并能够根据需要随时调节不同的测量温度和湿度，解决了长期以来一直无法解决的水泥基材料干躁收缩值准确预测的环境问题；4、本实用新型的控制台采用计算机处理装置，通过计算机直接控制与待测水泥基材料紧贴设的位移传感器、测力传感器与温度传感器，在同一测量环境下，测量被测试样品的长度、质量和温度的变化，具有测量参数多，所采集的数据传入计算机集中分析处理，从而可以比较全面的了解水泥基材料在干燥过程中的物理变化形态；5、本实用新型设置的位移传感器、测力传感器与温度传感器直接作用于所待测的水泥基材料，其精密度高，测量数据准确，可以在数天时间完成传统方法需要半年、甚至数年的测量工作，可节省大量的材料费，测量费和时间，对缩短新材料的研发周期具有重大意义。

附图说明

图1是本实用新型测量装置的结构示意图

具体实施方式

如图1所示，本实用新型的水泥基材料快速干燥收缩测量装置由作为控制台的计算机1、测量本体2、位移传感器3、温度传感器5、测力传感器6、水罐7、真空泵8、阀门9、分子筛吸附阱10、真空计11组成；其中，测量本体2为双层套筒设计，其内层筒为一测量室21，外层套筒为一恒温水浴夹套22，一具有上下横梁和两垂直杆的支撑框架23，垂设于该测量室21内，测量室21的底板下侧安装有支撑架25，其顶部设有上盖板24；一位移传感器3安装在支撑框架23上横梁上侧；一测力传感器6安装在支撑框架23下横梁上侧，位移传感器3的触头下端与测力传感器上表面之间放置一水泥基材料待测试件4；一温度传感器5贴设于所述支撑框架一侧垂直杆内侧，一温度传感器5’贴设于水泥基材料待测试件4外表面上，且与温度传感器5的安装位置同侧；测量本体2的顶部设有一上盖板24，上盖板24与底板将测量本体2上下封闭。

真空泵8、水罐7及恒温水循环泵9分别位于测量本体之外，真空泵8与水罐7分别通过各自连接的管道与测量室相通，真空泵8与测量室22连通的管道中间安装有一真空阀门81，真空阀门81与真空泵8连通的管道中间串接有一用于吸附水汽和油气的分子筛吸附阱10，水罐7的上部安装有一三通，其与测量室22连通的一端管道中间安装有一真空阀门71，另一通口垂直向上，该口与管道端口处之间安装有一放气和进水阀门72；恒温水循环泵9顶部分设有进水管道与出水管道，进水管道与出水管道分别通过测量本体2的侧壁与恒温水浴夹套21连通。

位移传感器3可以选用激光位移传感器、光栅位移传感器或容栅位移传感器中任一种。

真空阀门81、水罐阀门71及放气和进水阀门72可以用同一种阀门，其阀门选用高真空手动隔断阀、电磁隔断阀、电磁隔断放气阀、微调针阀、手动放气阀或电流气动阀中任一种，可以选用不同的阀门，用于控制测量室内的水蒸汽压力。

真空计11为一压力变送器，可以选用薄膜真空计、热偶真空计、复合真空计、电阻计、硅油压力计或水银压力计中任一种。

恒温水浴夹套22的壁板和测量室21的壁板材质选用不锈钢或普通钢材中一种加工。

整个系统的操作和测量数据采集、计算分析由计算机根据程序统一执行。

综上所述，本实用新型的装置具有测量精确度高，测量参数多，能够快速干燥水泥基材料，并且不干扰水泥水化进程的优点。

本实用新型的使用方法，如图1所示：

步骤1、设置工作温度：开启恒温水循环泵9，通过进水管与出水管向恒温水浴夹套21内输入循环水，恒温水循环泵9里的水温控制可以在10～30℃范围内进行精确恒温调控，误差为±0.1℃，经过恒温调控的水不停的通过一管道流入恒温水浴夹套21内，流过恒温水浴夹套21的水再通过另一管道返回至恒温水循环泵9内，通过恒温水的流动对测量室22不断地进行加热或冷却处理，使测量室22内的温度设定到规定的工作温度，并保持恒温状态。

步骤2、装载待测试件4：将待测试件4装入测量室22内，待测试件4下端置于测力传感器6之上，顶端与固定在支撑框架23横梁上的位移传感器3触头相接，再将一个温度传感器5’贴附于该待测试件4表面。

步骤3、排除测量室22内的空气：将测量本体2的上盖板24盖上，将其测量室22封闭，同时开启真空泵8，打开真空阀门81，关闭水罐阀门71和排气与进水阀门72，开始排除测量室22中的空气，当测量室22内的空气含量降至2％以下时，基本不影响水泥基材料待测试件的测量精度，可认为达到需要的测量真空状态。

步骤4、测量：通过调节真空阀门81和水罐阀门71，就可以得到所需要的任一水蒸汽分压值Pi，也就是说，可以确定一工作温度，如在20±0.1℃下所需的任何一个相对湿度RH值，RH通过式(1)求得：

$\mathrm{RH}=\frac{P_i}{P_0}\×100\%---\left(1\right)$

式中

RH——相对湿度；

P_i——工作室内水蒸气的分压值，通过调节真空阀门，由真空计测量所得；

P₀——工作温度t时水的饱和蒸汽压。

水的饱和蒸汽压P₀可以从物理学常用数据表中查阅，在10～30℃时，也可以按公式(2)计算：

P₀＝670.76e^0.062t    (2)

t——适时的试验物品表面温度。

e——为一常数，取2.718。

当测量室内的两个温度传感器的温度达到工作温度且误差在±0.1℃内，测力传感器显示值在1％内波动时，即可认为达到平衡状态，采集位移传感器、测力传感器、温度传感器的数值，输入计算机，并对测量结果进行分析处理。

通过位移传感器3在真空测量室内测量并显示出待测试件在不同相对湿度情况下的变形值。

通过测力传感器6在真空测量室内测量并显示出待测试件在不同相对湿度情况下的质量变化值。

通过温度传感器5’在真空测量室内测量并显示出待测试件适时的表面温度；通过温度传感器5在真空测量室内测量并显示出待测试件装入置有位移传感器3的支撑框架23的温度变化。

综上所述，采用本实用新型的测量装置测试水泥试件可测得的参数多，测量精确度高，能够快速干燥收缩水泥基材料，并且不干扰水泥的水化进程，易于推广实施。

Claims (9)

1、一种水泥基材料快速干燥收缩测量装置，其特征在于：它包括测量本体、控制台、真空泵、水罐与恒温水循环泵；所述测量本体底部设有支撑架；所述真空泵与所述水罐的输出端分别通过各自管道穿通于所述测量本体并与该测量本体内腔连通；该真空泵与其测量本体连接的管道之间设有一真空阀门；该水罐输出端连接一三通，其一通口与该测量本体连通的管道之间设有一水罐阀门，另一通口垂直端上侧安装有一排气与进水阀门；所述恒温水循环泵通过二根管道与所述测量本体侧壁连通。

2、如权利要求1所述的测量装置，其特征在于：所述测量本体为一设有底板与上盖板的二层套筒，其中，上盖板位于该测量本体顶部，其上装有真空计；二层套筒的内层筒为一测量室，外层筒为一恒温水浴夹套，所述恒温水循环泵的二根管道通过所述测量本体侧壁与所述恒温水浴夹套连通；一具有上下横梁和两垂直杆的支撑框架，垂设于所述测量室中部；一位移传感器，其设置在所述支撑框架上横梁上侧；一测力传感器，安装于所述支撑框架下横梁上侧，所述位移传感器下触头与所述测力传感器上表面之间留有一水泥基材料待测试件的位置；一温度传感器，贴设于所述框架一侧的垂直杆内侧。

3、如权利要求1所述的测量装置，其特征在于：所述真空泵与所述真空阀门之间设置有分子筛吸附阱。

4、如权利要求3所述的测量装置，其特征在于：所述真空阀门为高真空手动隔断阀、电磁隔断阀、电磁隔断放气阀、微调针阀、手动放气阀或电流气动阀中任一种。

5、如权利要求1所述的测量装置，其特征在于：所述真空阀门为高真空手动隔断阀、电磁隔断阀、电磁隔断放气阀、微调针阀、手动放气阀或电流气动阀中任一种。

6、如权利要求1所述的测量装置，其特征在于：所述真空计为薄膜真空计、热偶真空计、复合真空计、电阻计、硅油压力计、水银压力计中任一种。

7、如权利要求1或2或3或4或5或6所述的测量装置，其特征在于：所述控制台通过接口连线分别与所述真空阀门、所述水罐阀门、所述位移传感器、所述测力传感器、所述温度传感器及所述真空计连接。

8、如权利要求7所述的测量装置，其特征在于：所述恒温水浴夹套的壁板与所述测量室的壁板材质为不锈钢或普通钢材中一种。

9、如权利要求1或2或3或4或5或6所述的测量装置，其特征在于：所述恒温水浴夹套的壁板与所述测量室的壁板材质为不锈钢或普通钢材中一种。