專利名稱：水泥乳化瀝青砂漿材料熱變形測試儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型專利涉及一種水泥乳化浙青砂漿材料熱變形測試儀。
背景技術(shù)：
水泥乳化浙青砂漿是高速鉄路板式軌道結(jié)構(gòu)充填層采用的關(guān)鍵工程材料。水泥乳化浙青砂漿充填層主要起到施工調(diào)整、支撐、緩沖與協(xié)調(diào)變形的作用。在服役過程中，水泥乳化浙青砂漿充填層承受季節(jié)性及日溫差變化的作用，因而水泥乳化浙青砂漿的熱變形行為直接影響充填層的變形協(xié)調(diào)作用及支撐作用。目前，現(xiàn)有熱膨脹儀的爐體采用電加熱。為滿足升降溫度速率快、試件溫度分布均 勻的要求，因此所測試試件尺寸小，一般長度為25mm，直徑5mm，而且通常采用爐腔溫度近似代替試件溫度。但是由于水泥乳化浙青砂漿屬于宏觀非均質(zhì)材料，砂漿中的主要組分材料砂的粒徑為毫米級(jí)，根據(jù)《客運(yùn)專線鉄路CRTS I型板式無砟軌道水泥乳化浙青砂漿暫行技術(shù)條件》(科技基[2008]74號(hào))的規(guī)定，砂的最大粒徑可達(dá)118mm。如果采用常規(guī)熱膨脹系數(shù)測試儀器測試水泥乳化浙青砂漿的熱變形行為，會(huì)因?yàn)樵嚰叽缧《鴮?dǎo)致測試結(jié)果離散大、代表性差，且試件成型困難?？梢娨话愕臒崤蛎泝x器不適合于測試水泥乳化浙青砂漿材料的熱膨脹系數(shù)等參數(shù)。

實(shí)用新型內(nèi)容為了克服現(xiàn)有的熱膨脹儀器不適宜測試水泥乳化浙青砂漿熱變形性能的不足，本實(shí)用新型提供ー種能夠準(zhǔn)確測試大尺寸、非均質(zhì)材料的熱變形性能的水泥乳化浙青砂漿熱變形測試裝置。一種水泥乳化浙青砂漿材料熱變形測試儀，包括固定支架，所述固定支架上安裝有液體循環(huán)溫度室和位移傳感器，所述液體循環(huán)溫度室的保溫腔體內(nèi)設(shè)有試件，所述試件和所述位移傳感器通過安裝在所述固定支架上的頂桿連接，所述試件上安裝有溫度傳感器。本實(shí)用新型中，所述液體循環(huán)溫度室包括溫度室外壁、溫度室內(nèi)壁、導(dǎo)流隔板、進(jìn)口和出口，所述溫度室外壁和溫度室內(nèi)壁組成密封的腔體，所述腔體設(shè)有與外界連通的進(jìn)口和出口，所述腔體內(nèi)設(shè)有導(dǎo)流隔板連通進(jìn)口和出口，所述溫度室內(nèi)壁內(nèi)側(cè)構(gòu)成保溫腔體，所述溫度室外壁外側(cè)包裹有保溫層。本實(shí)用新型中，所述保溫腔體內(nèi)設(shè)有試件支架。本實(shí)用新型中，所述溫度傳感器采用嵌入方式或預(yù)埋方式布置于試件中。本實(shí)用新型中，所述試件支架和所述頂桿均采用低熱膨脹系數(shù)的材料制作。本實(shí)用新型中，所述試件支架和所述頂桿采用石英玻璃制作。 本實(shí)用新型中，所述保溫層采用聚氨酯保溫層。本實(shí)用新型中，所述位移傳感器和溫度傳感器與數(shù)據(jù)采集模塊連接。采用上述技術(shù)方案本裝置基于水泥乳化浙青砂漿組成材料的特點(diǎn)及砂漿充填層實(shí)際服役環(huán)境溫度條件，溫度室采用液體循環(huán)的方式滿足試驗(yàn)所需的溫度條件，保證了大尺寸試件溫度分布的均勻性；采用嵌入式或埋入式溫度傳感器布置方法，消除試件尺寸增大后爐腔內(nèi)溫度與試件溫度存在較大差異導(dǎo)致的誤差。采用大尺寸試件，可以測試的試件長度為50-100mm,最大截面達(dá)20mmX20mm,在滿足測試靈敏度的前提下降低了對(duì)位移傳感器的精度要求；采用低熱膨脹系數(shù)的石英支架及頂桿，并通過實(shí)測試件長度和實(shí)時(shí)溫度加以校正，保證了測試的精度，消除環(huán)境溫度變化對(duì)測試結(jié)果的影響。[0014]綜上所述，本實(shí)用新型針對(duì)水泥乳化浙青砂漿為非均質(zhì)材料的特點(diǎn)，可測試大尺寸的試件，保證試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性、代表性。大尺寸的試件支架配合不同長度的石英玻璃頂桿，利于水泥乳化浙青砂漿服役行為及板式軌道結(jié)構(gòu)充填層裂化機(jī)理的深化研究。

圖I是溫度室縱剖面構(gòu)造圖；圖2是本裝置的整體結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是圖2中A處溫度傳感器置圖；附圖中，I.保溫層，2.溫度室外壁，3.導(dǎo)流隔板，4.溫度室內(nèi)壁，5.試件支架，6.位移傳感器，7.石英玻璃支架，8.頂桿，9.試件，10.溫度傳感器，11.熱屏蔽材料，12.溫度室，13.固定支架。
具體實(shí)施方式
以下結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本專利進(jìn)ー步說明。本實(shí)用新型提供的水泥乳化浙青砂漿熱變形測試裝裝置由試件支架5、頂桿8、固定支架13與升降裝置、溫度室12、溫度傳感器10、位移傳感器6、數(shù)據(jù)采集模塊及溫度可控的高低溫槽外循環(huán)系統(tǒng)構(gòu)成。所述試件支架5及頂桿8采用石英玻璃，頂桿8穿過固定支架13頂面與試件9接觸，將試件9的變形傳遞給位移傳感器6。所述固定支架13懸架于電動(dòng)升降滑桿上，使得固定支架13能夠垂直下降進(jìn)入或上升退出溫度室12。位移傳感器6固定在固定支架13上。所述溫度室12頂面為開ロ，供試件支架5進(jìn)出。溫度室12設(shè)液體進(jìn)ロ及出ロ，與高低溫槽外循環(huán)系統(tǒng)連接，提供試驗(yàn)所需的溫度環(huán)境。試驗(yàn)溫度范圍為_40°C ±90°C。通過高低溫槽外循環(huán)系統(tǒng)的控制系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)升溫、降溫、升降溫循環(huán)、恒定溫度下變形試驗(yàn)。所述溫度傳感器10在試件9成型時(shí)布置于試件9的內(nèi)部，或在測試時(shí)在試件表面切割深度約5-10mm，寬度3mm的槽，將溫度傳感器10置于所切割的槽內(nèi)，并用橡皮泥或柔性泡沫塑料等熱屏蔽材料11進(jìn)行覆蓋遮蔽。溫度傳感器10在試件成型時(shí)布置于試件內(nèi)部吋，需對(duì)預(yù)埋的溫度傳感器10進(jìn)行標(biāo)定。在圖I中，來自溫度范圍為-40°C ±90°C的循環(huán)液體通過溫度室下部的進(jìn)ロ進(jìn)入由溫度室外壁2和溫度室內(nèi)壁4形成的腔內(nèi)，循環(huán)液再從導(dǎo)流隔板3的開孔進(jìn)入封閉腔體上部，然后從溫度室的出口流出，從而保證溫度室內(nèi)溫度的均勻性。所述溫度室由兩個(gè)不同直徑、高度均為170mm的銅環(huán)套裝組成溫度室外壁2和溫度室內(nèi)壁4，再由銅質(zhì)底面及頂面將兩銅環(huán)的上下面封閉構(gòu)成，內(nèi)環(huán)內(nèi)徑為45mm，外環(huán)外徑為90mm，底面及頂面直徑為90mm。溫度室頂面開直徑為45_的圓孔，供試件支架垂直進(jìn)出，外包裹聚氨酯泡沫保溫材料，減少溫度室與環(huán)境的熱交換。在圖2中，所述溫度室12外包裹有石英玻璃支架7，所述的石英玻璃支架7由四片石英玻璃熔融焊接呈ロ字形、頂面和底面尺寸為30mmX 30mm、高為150mm。支架頂面中心位置開一直徑為8_的孔。頂桿8為直徑6_的石英玻璃棒，石英玻璃支架7通過螺栓與支架升降裝置連接，位移傳感器6與石英玻璃頂桿8連接，試件9產(chǎn)生的變形通過石英玻璃頂桿8傳遞給位移傳感器6，從而最大程度消除環(huán)境溫度變化對(duì)測試結(jié)果的影響。在圖3中，溫度傳感器10置于待測試件預(yù)先切割的槽內(nèi)，然后用熱屏蔽材料11進(jìn)行封閉，從而避免溫度室內(nèi)空氣溫度的影響而獲得試件本身的真實(shí)溫度。從位移傳感器6和溫度傳感器10采集的信號(hào)通過計(jì)算機(jī)內(nèi)的數(shù)據(jù)采集模塊進(jìn)行 處理得到溫度-變形曲線及溫度-膨脹率曲線。
權(quán)利要求1.一種水泥乳化浙青砂漿材料熱變形測試儀，包括固定支架，其特征在于所述固定支架上安裝有液體循環(huán)溫度室和位移傳感器，所述液體循環(huán)溫度室的保溫腔體內(nèi)設(shè)有試件，所述試件和所述位移傳感器通過安裝在所述固定支架上的頂桿連接，所述試件上安裝有溫度傳感器。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的水泥乳化浙青砂漿材料熱變形測試儀，其特征在于所述液體循環(huán)溫度室包括溫度室外壁、溫度室內(nèi)壁、導(dǎo)流隔板、進(jìn)口和出口，所述溫度室外壁和溫度室內(nèi)壁組成密封的腔體，所述腔體設(shè)有與溫度可控的高低溫槽外循環(huán)系統(tǒng)連通的進(jìn)口和出ロ，所述腔體內(nèi)設(shè)有導(dǎo)流隔板連通進(jìn)口和出ロ，所述溫度室內(nèi)壁內(nèi)側(cè)構(gòu)成保溫腔體，所述溫度室外壁外側(cè)包裹有保溫層。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的水泥乳化浙青砂漿材料熱變形測試儀，其特征在于所述保溫腔體內(nèi)設(shè)有試件支架。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的水泥乳化浙青砂漿材料熱變形測試儀，其特征在于所述溫度傳感器采用嵌入方式或預(yù)埋方式布置于試件中。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的水泥乳化浙青砂漿材料熱變形測試儀，其特征在于所述試件支架和所述頂桿均采用低熱膨脹系數(shù)的材料制作。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的水泥乳化浙青砂漿材料熱變形測試儀，其特征在于所述試件支架和所述頂桿采用石英玻璃制作。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的水泥乳化浙青砂漿材料熱變形測試儀，其特征在于所述保溫層采用聚氨酯保溫層。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的水泥乳化浙青砂漿材料熱變形測試儀，其特征在于所述位移傳感器和溫度傳感器與數(shù)據(jù)采集模塊連接。
專利摘要一種能夠測試大尺寸水泥乳化瀝青砂漿材料熱變形測試儀，包括固定支架，所述固定支架上安裝有液體循環(huán)溫度室和位移傳感器，所述液體循環(huán)溫度室的保溫腔體內(nèi)設(shè)有試件，所述試件和所述位移傳感器通過安裝在所述固定支架上的頂桿連接，所述試件上安裝有溫度傳感器，本實(shí)用新型針對(duì)水泥乳化瀝青砂漿為非均質(zhì)材料的特點(diǎn)，可測試大尺寸的試件，保證試驗(yàn)結(jié)果的準(zhǔn)確性、代表性。大尺寸的試件支架配合不同長度的石英玻璃頂桿，利于水泥乳化瀝青砂漿服役行為及板式軌道結(jié)構(gòu)充填層裂化機(jī)理的深化研究。
文檔編號(hào)G01N25/00GK202393721SQ20112050178
公開日2012年8月22日 申請(qǐng)日期2011年12月6日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月6日
發(fā)明者周錫玲, 蔡鋒良, 謝友均, 鄭克仁 申請(qǐng)人:中南大學(xué)