一種多孔材料吸水過程的連續(xù)監(jiān)測(cè)裝置和方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種多孔材料吸水過程的連續(xù)監(jiān)測(cè)裝置，該裝置包括筒體(1)、上蓋(3)、底座(2)、刻度管(4)、排氣管(5)、密封裝置(6)與固定螺桿(7)；底座(2)位于筒體(1)的下部，上蓋(3)位于筒體(1)的上部，刻度管(4)通過上蓋(3)上的刻度管孔(3?2)與筒體(1)連通，排氣管(5)設(shè)在上蓋(3)上；待測(cè)多孔材料(8)位于筒體(1)中。本發(fā)明還提供一種連續(xù)監(jiān)測(cè)多孔材料吸水過程的試驗(yàn)方法，包括將多孔材料置于所發(fā)明裝置中，按要求連接裝置并給水，通過裝置上方刻度管示數(shù)變化得出多孔材料在吸水過程中變化情況。本裝置可控性強(qiáng)、操作簡(jiǎn)單、結(jié)果準(zhǔn)確可靠，誤差小，可連續(xù)監(jiān)測(cè)多孔材料吸水過程。
【專利說明】
一種多孔材料吸水過程的連續(xù)監(jiān)測(cè)裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及多孔材料傳輸研究領(lǐng)域，具體涉及一種連續(xù)監(jiān)測(cè)多孔材料吸水過程的試驗(yàn)裝置及試驗(yàn)方法。
【背景技術(shù)】
[0002]由于部分材料自身的特性，材料內(nèi)部孔結(jié)構(gòu)及材料耐久性一直以來都是國(guó)內(nèi)外專家研究的熱點(diǎn)。以建筑材料中使用最多的水泥基材料為例，侵蝕性介質(zhì)通過水分為載體，通過液體濃度壓力或表面張力等各種作用侵入水泥基材料內(nèi)部，與水泥基材料本體發(fā)生侵蝕性反應(yīng)破壞水泥基材料，或與鋼筋、集料等發(fā)生破壞反應(yīng)進(jìn)而破壞水泥基材料，造成水泥基材料耐久性的降低。水泥基材料水化完成后，生成致密的C-S-H凝膠，使得粗細(xì)集料粘結(jié)成整體并產(chǎn)生強(qiáng)度。而水分通過水泥漿體硬化后的毛細(xì)孔凝膠孔等傳輸通道，在濃度壓力或表面張力的作用下侵入水泥基材料內(nèi)部，侵蝕性介質(zhì)正是以水分為載體侵入水泥基材料內(nèi)部。侵蝕性介質(zhì)侵入水泥基材料內(nèi)部后，如Cl—與鋼筋作用，破壞鋼筋鈍化保護(hù)層，產(chǎn)生膨脹腐蝕產(chǎn)物，使得水泥基材料受到應(yīng)力作用從而破壞;S042—與水泥基材料中C3A、Ca(OH)2發(fā)生反應(yīng)生成體積較大的鈣礬石與石膏，同樣使得水泥基材料受到應(yīng)力作用被破壞，諸如此類的破壞反應(yīng)尚有許多，因此，水分傳輸過程研究對(duì)水泥基材料耐久性提高有著十分重要的意義。
[0003]針對(duì)這一問題國(guó)內(nèi)外已有多位學(xué)者進(jìn)行研究，并建立了相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)的測(cè)試方法如重量法、表面吸水、滲透等，但存在操作復(fù)雜、準(zhǔn)確度較低等局限性。目前根據(jù)ASTM C1585標(biāo)準(zhǔn)中采用較為廣泛的是重量法，即在水泥基材料吸水后將其表面擦干稱重，其重量變化即為水泥基材料吸水量。此方法準(zhǔn)確度較低、且有不可連續(xù)監(jiān)測(cè)等局限性，本裝置基于重量法，并對(duì)其加以改進(jìn)，使其達(dá)到連續(xù)監(jiān)測(cè)水泥基材料吸水變化過程的效果，且具有較高的準(zhǔn)確度。本裝置由于其特殊的結(jié)構(gòu)組成，使其不僅僅針對(duì)水泥基材料吸水過程可連續(xù)監(jiān)測(cè)，針對(duì)所有多孔材料吸水過程，均可達(dá)到連續(xù)，準(zhǔn)確的效果。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]技術(shù)問題:本發(fā)明的目的在于提供一種可連續(xù)監(jiān)測(cè)多孔材料吸水過程的試驗(yàn)裝置和方法，該裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便，且準(zhǔn)確度高可實(shí)現(xiàn)連續(xù)監(jiān)測(cè)功能。為多孔材料耐久性的提高及壽命預(yù)測(cè)提供理論基礎(chǔ);該試驗(yàn)方法簡(jiǎn)單，便于實(shí)現(xiàn)。
[0005]技術(shù)方案:本發(fā)明的一種多孔材料吸水過程的連續(xù)監(jiān)測(cè)裝置包括筒體、上蓋、底座、刻度管、排氣管、密封裝置與固定螺桿;底座位于筒體的下部，上蓋位于筒體的上部，刻度管通過上蓋上的刻度管孔與筒體連通，排氣管設(shè)在上蓋上;待測(cè)多孔材料位于筒體中。
[0006]所述筒體為圓筒，內(nèi)徑大于待測(cè)多孔材料最大直徑。
[0007]所述上蓋為方形，下底面為內(nèi)徑與圓筒內(nèi)徑相同的圓形凹槽，凹槽圓心處為刻度管孔，四角對(duì)稱處留有螺桿連接孔。
[0008]所述底座為方形，上底面為內(nèi)徑與圓筒內(nèi)徑相同的圓形凹槽，四角對(duì)稱處留有螺桿連接孔。
[0009]所述刻度管下端固定于刻度管孔處，上端為漏斗。
[0010]所述排氣管與橡膠管連接，在橡膠管上設(shè)有封閉夾頭，排氣管位于上蓋凹槽內(nèi)非中心處。
[0011]所述密封裝置為橡膠墊片，位于螺桿螺栓及上下底面凹槽處，尺寸與略大于螺桿螺栓及凹槽的外直徑，以確保整個(gè)裝置的密封性。
[0012]本發(fā)明的多孔材料吸水過程的連續(xù)監(jiān)測(cè)裝置的監(jiān)測(cè)方法包括如下步驟:
[0013]步驟1:將筒體嵌入底座含有橡膠墊片的凹槽內(nèi)，并將待測(cè)多孔材料置入筒體內(nèi)；
[0014]步驟2:將上蓋的凹槽嵌入筒體，并將刻度管下端固定于上蓋的刻度管孔處，用螺桿將上蓋、筒體及底座連接并固定成整體，連接時(shí)分別在上蓋下地面凹槽及螺桿螺栓處添加橡膠墊片；
[0015]步驟3:通過刻度管上端漏斗向裝置加水，加水時(shí)打開排氣孔橡膠管封閉夾頭，加水直到刻度管內(nèi)刻度線零點(diǎn)處，封閉排氣管封閉夾頭；
[0016]步驟4:間隔一段時(shí)間后觀察刻度管內(nèi)刻度線讀數(shù)，并予以記錄；
[0017]步驟5:重復(fù)以上步驟1-4，直至讀數(shù)不再變化；
[0018]步驟6:將得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總和處理。
[0019]有益效果:與現(xiàn)有技術(shù)相比，本方法具有以下特點(diǎn):
[0020]I)可以連續(xù)監(jiān)測(cè)多孔材料吸水過程；
[0021]2)監(jiān)測(cè)結(jié)果準(zhǔn)確，測(cè)試時(shí)不用取出多孔材料，試驗(yàn)誤差較小。
【附圖說明】
[0022]下面將結(jié)合附圖及實(shí)例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明，附圖中:
[0023]圖1是本發(fā)明裝置圖，
[0024]其中有:筒體1、底座2、螺桿連接孔2-1、上蓋3、螺桿連接孔3-1、刻度管孔3-2、刻度管4、刻度管上端漏斗4-1、排氣孔5、橡膠管5-1、封閉夾頭5-2、密封裝置6、固定螺桿7、待測(cè)多孔材料8。
[0025]圖2是本發(fā)明吸水量與時(shí)間之間的關(guān)系圖。
【具體實(shí)施方式】
[0026]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)例，對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)例僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0027]多孔材料試樣制備:多孔材料以水泥基材料為例。試樣:水泥砂漿，水灰比為0.45，標(biāo)準(zhǔn)條件養(yǎng)護(hù)28天，切割出的試樣尺寸為半徑50mm，高為50mm的圓柱體，在60 °C鼓風(fēng)干燥箱中干燥至恒重，冷卻至室溫后干燥儲(chǔ)存待用。
[0028]設(shè)備:如圖1所示，一種連續(xù)監(jiān)測(cè)多孔材料吸水過程的裝置，包括I為圓筒筒體，內(nèi)徑11Omm，壁厚1mm; 2為底座，內(nèi)有凹槽，凹槽深5mm，寬1mm，2-1為螺桿連接孔，內(nèi)徑8mm; 3為上蓋，厚20mm，內(nèi)有凹槽，凹槽深5mm，寬10mm，3-1為螺桿連接孔，內(nèi)徑8mm，3-2位刻度管孔，內(nèi)徑1mm; 4為刻度管，4-1為刻度管上端漏斗；5為排氣孔，5-1為橡膠管，5-2為封閉夾頭;6為密封裝置;7為固定螺桿;8為待測(cè)多孔材料(即水泥基材料)，最大外徑50mm。試驗(yàn)所用水為實(shí)驗(yàn)室中常用拌合水。
[0029]試驗(yàn)方法:利用上述裝置進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測(cè)多孔材料吸水過程的方法，包括如下步驟:
[0030]步驟1:將筒體嵌入底座含有橡膠墊片的凹槽內(nèi)，并將待測(cè)多孔材料置入筒體內(nèi)；[0031 ]步驟2:將上蓋嵌入筒體，并將刻度管下端固定于上蓋中心刻度管孔處，用螺桿將上蓋、筒體及底座連接并固定成整體，連接時(shí)分別在上蓋下地面凹槽及螺桿螺栓處添加橡膠墊片；
[0032]步驟3:通過刻度管上端漏斗向裝置加水，加水時(shí)打開排氣孔橡膠管封閉夾頭，加水直到刻度管內(nèi)刻度線零點(diǎn)處，封閉排氣管封閉夾頭；
[0033]步驟4:間隔一定時(shí)間后(lOmin、20min、30min及60min)觀察刻度管內(nèi)刻度線讀數(shù)，并予以記錄；
[0034]步驟5:重復(fù)以上的步驟4，直至讀數(shù)不再變化；
[0035]步驟6:將數(shù)據(jù)處理繪制成圖2，并得出吸水量與時(shí)間之間的關(guān)系毛細(xì)吸水系數(shù)。
[0036]結(jié)果分析:將所測(cè)結(jié)果結(jié)合按ASTM標(biāo)準(zhǔn)處理，并以T1/2(s)為橫坐標(biāo)，吸水量P(m)繪制成圖。
[0037]應(yīng)當(dāng)理解的是，對(duì)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說，可以根據(jù)上述說明加以改進(jìn)或變換，而所有這些改進(jìn)和變換都應(yīng)屬于本發(fā)明所附權(quán)利要求的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種多孔材料吸水過程的連續(xù)監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于:該裝置包括筒體(I)、上蓋(3)、底座⑵、刻度管⑷、排氣管(5)、密封裝置(6)與固定螺桿(7);底座⑵位于筒體⑴的下部，上蓋(3)位于筒體(I)的上部，刻度管(4)通過上蓋(3)上的刻度管孔(3-2)與筒體(I)連通，排氣管(5)設(shè)在上蓋(3)上;待測(cè)多孔材料(8)位于筒體(I)中。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多孔材料吸水過程的連續(xù)監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于:所述筒體(1)為圓筒，內(nèi)徑大于待測(cè)多孔材料最大直徑。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多孔材料吸水過程的連續(xù)監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于:所述上蓋(3)為方形，下底面為內(nèi)徑與圓筒內(nèi)徑相同的圓形凹槽，凹槽圓心處為刻度管孔(3-2)，四角對(duì)稱處留有螺桿連接孔(3-1)。4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多孔材料吸水過程的連續(xù)監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于:所述底座(2)為方形，上底面為內(nèi)徑與圓筒內(nèi)徑相同的圓形凹槽，四角對(duì)稱處留有螺桿連接孔(3-1)。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多孔材料吸水過程的連續(xù)監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于:所述刻度管(4)下端固定于刻度管孔(3-2)處，上端為漏斗(4-1)。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多孔材料吸水過程的連續(xù)監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于:所述排氣管(5)與橡膠管(5-1)連接，在橡膠管(5-1)上設(shè)有封閉夾頭(5-2)，排氣管(5)位于上蓋凹槽內(nèi)非中心處。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多孔材料吸水過程的連續(xù)監(jiān)測(cè)裝置，其特征在于:所述密封裝置(6)為橡膠墊片，位于螺桿螺栓及上下底面凹槽處，尺寸與略大于螺桿螺栓及凹槽的外直徑，以確保整個(gè)裝置的密封性。8.—種采用權(quán)利要求1所述的多孔材料吸水過程的連續(xù)監(jiān)測(cè)裝置的監(jiān)測(cè)方法，其特征在于該方法包括如下步驟: 步驟1:將筒體嵌入底座含有橡膠墊片的凹槽內(nèi)，并將待測(cè)多孔材料置入筒體內(nèi)； 步驟2:將上蓋的凹槽嵌入筒體，并將刻度管下端固定于上蓋的刻度管孔處，用螺桿將上蓋、筒體及底座連接并固定成整體，連接時(shí)分別在上蓋下地面凹槽及螺桿螺栓處添加橡膠墊片； 步驟3:通過刻度管上端漏斗向裝置加水，加水時(shí)打開排氣孔橡膠管封閉夾頭，加水直到刻度管內(nèi)刻度線零點(diǎn)處，封閉排氣管封閉夾頭； 步驟4:間隔一段時(shí)間后觀察刻度管內(nèi)刻度線讀數(shù)，并予以記錄； 步驟5:重復(fù)以上步驟1-4，直至讀數(shù)不再變化； 步驟6:將得到的數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總和處理。
【文檔編號(hào)】G01N13/04GK105842129SQ201610327875
【公開日】2016年8月10日
【申請(qǐng)日】2016年5月17日
【發(fā)明人】張?jiān)粕? 黃冉, 楊林
【申請(qǐng)人】東南大學(xué)