水泥基材料干燥收缩测量方法及其装置制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种水泥基材料干燥收缩测量方法及其专用装置。其方法包括：１）通过一个套设有恒温水浴夹套的真空测量室控制水泥基材料待测试件的工作温度和相对湿度来确定该待测试件的干燥收缩值；２）通过对测量室内工作温度下相对湿度平衡值的确定获得待测试件的质量变化值、形状变化值与温度变化值；实现其方法的测量装置包括测量本体、控制台、真空泵、水罐与恒温水循环泵；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其内腔连通；恒温水循环泵通过二根管道与测量本体侧壁连通。由该测量方法及测量装置测试的水泥基材料，测量的参数多，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。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种测量方法及其装置，具体讲是一种水泥基材料干燥收缩测量方法及其装置。适用于测量水泥基材料在规定的温湿度条件下快速干燥收缩值。
技术介绍
在水泥基材料研究领域中，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，长期以来一直没有办法解决。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，体积稳定性研究却一直滞后。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，又快速简便的试验方法。
技术实现思路
以上提出的问题，正是本专利技术要解决的问题，本专利技术的目的就是要提供一种高精度的水泥基材料快速干燥收缩测量方法及其装置。为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案一种水泥基材料快速干燥测量方法，其特征在于它包括如下步骤1)通过一个套设有恒温水浴夹套的真空测量室控制水泥基材料待测试件的工作温度和相对湿度来确定该待测试件的干燥收缩值；2)2)通过对测量室内工作温度下相对湿度平衡值的确定获得待测试件的质量变化值、形状变化值与温度变化值；具体操作如下a)设置测量室的工作温度，通过一外设的恒温水循环泵向所述恒温水浴夹套内注入恒温水，该恒温水在其恒温水浴夹套内循环流动；b)打开测量室上盖，装载所述待测试件，该待测试件底部与一测力传感器接触，顶端与一位移传感器接触、外表面帖附一温度传感器；c)封闭测量室顶盖，通过外设的真空泵和水罐交替启动排除测量室内的空气，并充入水蒸汽，排除空气的标准是测量室内的空气含量应在2％以下，这时可以认为达到需要的测量真空状态；通过真空计显示出测量室内水蒸汽分压Pi；通过下述公式，确定所述相对湿度RH；其公式为 RH=PiP0×100%]]>其中P0—温度为t时水的饱和蒸汽压t—适时的待测试件的表面温度当温度t控制在10～30℃时，按下述公式计算得到饱和蒸汽压P0P0＝670.76e0.062t其中e＝2.718上述的恒温水可以在10～30℃范围内进行精确调控，误差为±0.1℃；该测量室内的工作温度为20±0.1℃。上述的相对湿度RH确定后，步骤b)中所述的测力传感器、位移传感器与温度传感器在所述待测试件上获取到该待测试件的长度变化值、质量变化值以及温度变化值，通过传输线将上述测量结果送入控制台进行分析处理。为了实现上述水泥基材料快速干燥收缩测量方法，本专利技术的另一个目的还提供了一种专用测量装置，所述的水泥基材料快速干燥收缩测量装置的特点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中部设有真空阀门，所述水罐输出端设有一三通，其一通口与所述测量本体连通的管道中部设有水罐阀门，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进水管道和出水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状，上盖板位于二层套筒的顶部，其上盖板上装有真空计；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，底板与上盖板将二层套筒封闭为密封状，所述的恒温水循环泵的进水管道和出水管道通过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，垂设于该测量室内中部；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放置一水泥基材料待测试件的位置；二个温度传感器，分别贴附于所述框架一侧的垂直杆内侧上以及待测试件的外表面上。上述的测量室为真空状，所述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壁板与所述真空状测量室壁板的材质可以采用不锈钢或普通钢材制造。上述真空泵与真空阀门之间还设置有一用于吸附水汽和油气的分子筛吸附阱。上述的真空阀门、水罐阀门、排气与进水阀门可以同时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，也可以选用不同的阀门组合使用，用于控制测量室内的水蒸汽压力。上述的真空计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、水银压力计中的任一种。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。本专利技术由于采用以上方法，其具有以下优点1、本专利技术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测试待测试样中水分的蒸发过程，实现了待测试件中的水分快速蒸发，达到快速干燥的目的；2、与加热快速蒸发干燥相比，本专利技术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、本专利技术可以比较精确地控制水泥基材料的测试温度和湿度，并能够根据需要调节不同的测试温度和湿度，解决了长期以来一直无法解决的准确预测环境问题；4、本专利技术可以在同一测试环境下，测量被测试样品的长度、质量和温度变化，具有测试参数多，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、本专利技术所用装置精密度高，测试数据准确，可以在数天时间完成传统方法需要半年、甚至数年的测试工作，可节省大量的材料费，测试费和时间，对缩短新材料的研发周期具有重大意义。附图说明图1是本专利技术测试装置结构示意图具体实施方式首先对本专利技术的理论基础和研究结果进行较为详细的介绍。根据分子热运动理论，当液体表面的分子能量大于液体的势垒时，将离开液面成为蒸汽分子；环境中的蒸汽分子因热运动将与液面碰撞而凝聚为液体。实际观察到的宏观蒸发过程是微观的蒸发和凝聚过程的总和。当微观的蒸发和凝聚速度相等时，宏观的蒸发过程停止，此时环境的湿度为饱和湿度。当环境湿度小于饱和湿度时，就发生宏观的蒸发过程，反之，就发生宏观的凝聚过程。根据统计热力学的公式，微观蒸发速度v1为液体克分子汽化热Q、温度T、液体表面积S的函数v1＝K1Se-Q/RT式中K1为蒸发速度常数，R为气体常数。用单位面积的蒸发速度V1来表示，就可以写成下式V1＝K1e-Q/RT微观凝聚速度v2为环境湿度P(以水蒸气压表示)、温度T、液体表面积S的函数v2=(M2πRT)1/2SP]]>以单位面积的凝聚速度V2来表示，就可以写成下式V2=(M2πRT)1/2P]]>式中M为液体的克分子量。当V1＝V2时，P应为Pc，则K1e-Q/RT=(M2πRT)1/2Pc]]>Pc=(2πRTM)1/2K1e-Q/RT]]>宏观蒸发速度则为V=V1-V2=K1e-Q/RT-(M2πRT)1/2P]]>向P＝RH·PcV＝K1e-Q/RT(1-RH)＝V1(1-RH) (1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种水泥基材料快速干燥收缩测量方法，其特征在于，它包括如下步骤：１）通过一个套设有恒温水浴夹套的真空测量室控制水泥基材料待测试件的工作温度和相对湿度来确定该待测试件的干燥收缩值；２）通过对测量室内工作温度下相对湿度平衡值的确 定获得待测试件的质量变化值、形状变化值与温度变化值；具体操作如下：ａ）设置测量室的工作温度，通过－外设的恒温水循环泵向所述恒温水浴夹套内注入恒温水，该恒温水在其恒温水浴夹套内循环流动；ｂ）打开测量室上盖，装载所述待测 试件，该待测试件底部与－测力传感器接触，顶端与－位移传感器接触、外表面帖附－温度传感器；ｃ）封闭测量室顶盖，通过外设的真空泵和水罐交替启动排除测量室内的空气，并充入水蒸汽，排除空气的标准是测量室内的空气含量应在２％以下；通过－探入测 量室的真空计显示出该测量室内水蒸汽分压Ｐ↓［ｉ］；通过下述公式，确定所述相对湿度ＲＨ；其公式为：ＲＨ＝Ｐ↓［ｉ］／Ｐ↓［０］×１００％其中：Ｐ↓［０］－温度为ｔ时水的饱和蒸汽压ｔ－适时的待测试件的表面温度当温 度ｔ控制在１０～３０℃时，按下述公式计算得到饱和蒸汽压Ｐ↓［０］Ｐ↓［０］＝６７０．７６ｅ↑［０．０６２ｔ］其中：ｅ为常数值，取２．７１８。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：赵顺增，郑万廪，刘立，姚燕，杨东升，
申请(专利权)人：中国建筑材料科学研究院，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]