一種用于測(cè)定漿體自由膨脹率的裝置和方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種用于測(cè)定漿體自由膨脹率的裝置和方法，依據(jù)本發(fā)明，相對(duì)于傳統(tǒng)的測(cè)量裝置例如量筒，本發(fā)明采用了柔性的塑料袋盛裝待測(cè)漿體，隨著漿體的膨脹，塑料袋會(huì)產(chǎn)生變形，因而不具備例如量筒那樣的剛性約束，從而漿體在整體上受到的環(huán)向約束少，漿體膨脹也更加趨近于自由膨脹，因而更能相對(duì)準(zhǔn)確的表征漿體的自由膨脹。在此條件下，通過雙圓筒的設(shè)計(jì)，其中外層圓筒采用剛性的圓筒，通過排氣量的提取，能夠準(zhǔn)確的得到膨脹所產(chǎn)生的排氣量。整體上相對(duì)于傳統(tǒng)的漿體自由膨脹測(cè)定方案具有相對(duì)較高的準(zhǔn)確表征性。
【專利說明】一種用于測(cè)定漿體自由膨脹率的裝置和方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于測(cè)定漿體自由膨脹率的裝置，以及使用該裝置測(cè)定漿體自由膨脹率的方法。

【背景技術(shù)】
[0002]自由膨脹率是反映材料膨脹性能的指標(biāo)之一，對(duì)判別例如混凝土漿體的膨脹性能有較大參考價(jià)值。測(cè)漿體凝結(jié)前膨脹率是結(jié)合泌水率的測(cè)試進(jìn)行的，例如將水泥漿漿體灌入量筒，測(cè)試初始體積，泌水的水泥漿繼續(xù)靜置21h (h表示小時(shí))后測(cè)量水泥漿體膨脹后的漿面高度。在此條件下，膨脹的水泥漿體體積除以水泥漿體初始體積即為膨脹率。
[0003]這是當(dāng)前常用的漿體自由膨脹率測(cè)定方法，然而測(cè)試自由膨脹的現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)過程中總會(huì)受到例如玻璃壁的環(huán)向限制，使得自由膨脹率測(cè)量通常局限在預(yù)定限制膨脹的范圍內(nèi)，存在較大誤差。
[0004]注:泌水的水泥漿繼續(xù)靜置21h，其實(shí)際上距制漿時(shí)間為24h。
[0005]有關(guān)于自由膨脹率的測(cè)試裝置，較早的見于專利文獻(xiàn)CN2458621Y，其采用一個(gè)開放的固定槽盛裝漿體，并在固定槽邊壁面上設(shè)置測(cè)頭。該裝置沒有擺脫剛性器壁對(duì)漿體的環(huán)向限制。
[0006]專利文獻(xiàn)CN2840038Y則公開了一種水泥膨脹模擬實(shí)驗(yàn)裝置，其采用套筒配合活塞的結(jié)構(gòu)進(jìn)行水泥膨脹率的測(cè)試，其中套筒內(nèi)用于充填水泥漿體，然后再配合以活塞，漿體膨脹則推動(dòng)活塞向上運(yùn)動(dòng)，從而通過對(duì)活塞位移的檢測(cè)來確定漿體膨脹率。該裝置一方面仍然會(huì)對(duì)漿體形成容器的環(huán)向限制，而且漿體要推動(dòng)活塞移動(dòng)，需要支撐一定的靜壓力，會(huì)進(jìn)一步增加測(cè)量的誤差。
[0007]專利文獻(xiàn)CN101788456A則首先對(duì)之前水泥乳化浙青砂漿(CA砂漿)的膨脹率檢測(cè)方法做了一個(gè)簡(jiǎn)要說明，并具體指出了當(dāng)前采用250ml(毫升)量筒進(jìn)行漿體膨脹率測(cè)量的方法所存在的問題及原因，可被本領(lǐng)域的技術(shù)人員所參考，進(jìn)而，提出了采用置換法進(jìn)行膨脹率測(cè)定的方法，盡管操作方法很復(fù)雜，相對(duì)于原有的方法測(cè)量精度也比較高，然而也主要采用量筒進(jìn)行測(cè)量，并沒有因此解決環(huán)向限制的問題。以此也表明，通過其他方式提高測(cè)定精度遇到了很大的瓶頸。
[0008]在一些實(shí)現(xiàn)中，存在采用溢流的方法進(jìn)行膨脹率測(cè)定的方法，能夠在一定程度上緩解環(huán)向限制的問題，但力度上非常弱，這只有在發(fā)明人分析的很小的范圍內(nèi)具有價(jià)值，并沒有解決環(huán)向限制的問題，然而卻犧牲了更多測(cè)定精度，原因在于溢流必然會(huì)導(dǎo)致部分漿體流失，流失的部分即便是被精確計(jì)量，通過換算計(jì)入整體的膨脹率，也會(huì)存在非常大的誤差。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0009]有鑒于此，本發(fā)明基于待測(cè)定漿體在三維空間的自由膨脹，提出了一種測(cè)定相對(duì)準(zhǔn)確的用于測(cè)定漿體自由膨脹率的裝置，以及使用該裝置測(cè)定漿體自由膨脹率的方法。
[0010]本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
[0011]依據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，一種用于測(cè)定漿體自由膨脹率的裝置，包括:
[0012]外層圓筒，為下底封閉的剛性圓筒；
[0013]內(nèi)層圓筒，位于所述外層圓筒內(nèi)，并具有圓柱形塑料袋構(gòu)成的筒身和配置于塑料袋筒身袋口的剛性的筒頭，且該內(nèi)層圓筒的軸向長(zhǎng)度小于外層圓筒的軸向長(zhǎng)度；
[0014]復(fù)合筒蓋，具有一個(gè)公用的上底板和形成在上底板下表面的內(nèi)罩蓋，以及形成在上底板下表面并與內(nèi)罩蓋同軸線的冠蓋，其中內(nèi)罩蓋與所述筒頭連接而形成與外層圓筒氣密封隔離的第二空間，而冠蓋與所述外層圓筒上端連接形成與外層圓筒外部氣密封隔離的第一空間；相應(yīng)地，在上底板上設(shè)有接入第一空間的第一管口和接入第二空間的第二管口 ；以及
[0015]排氣計(jì)量裝置，用于連接第一管口和第二管口，用于分別計(jì)量第一管口和第二管口的排氣量。
[0016]依據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，一種應(yīng)用上述用于測(cè)定漿體自由膨脹率的裝置測(cè)定漿體自由膨脹率的方法，包括以下步驟:
[0017]I)在一個(gè)恒溫恒濕的環(huán)境中，將拌合均勻的待測(cè)漿體導(dǎo)入到內(nèi)層圓筒的塑料袋，計(jì)待測(cè)漿體的初始體積為Vtl ；
[0018]2)氣密封連接內(nèi)層圓筒與復(fù)合筒蓋，所形成的氣密封空間為第二空間，該第二空間通過第二管口接出；
[0019]3)將內(nèi)層圓筒置入外層圓筒，并氣密封連接外層圓筒與復(fù)合筒蓋上的冠蓋，形成測(cè)定總成，且內(nèi)層圓筒與外層圓筒間形成氣密封空間為第一空間，該第一空間通過第一管口接出；
[0020]4)通過連接于第一管口和第二管口的排氣計(jì)量裝置對(duì)第一管口和第二管口的排氣量分別計(jì)量，得到排氣量為AV1和AV2,則膨脹率為(AvaAv2W101^
[0021]從上述方案可以看出，依據(jù)本發(fā)明，相對(duì)于傳統(tǒng)的測(cè)量裝置例如量筒，本發(fā)明采用了柔性的塑料袋盛裝待測(cè)漿體，隨著漿體的膨脹，塑料袋會(huì)產(chǎn)生變形，因而不具備例如量筒那樣的剛性約束，從而漿體在整體上受到的環(huán)向約束少，漿體膨脹也更加趨近于自由膨脹，因而更能相對(duì)準(zhǔn)確的表征漿體的自由膨脹。在此條件下，通過雙圓筒的設(shè)計(jì)，其中外層圓筒采用剛性的圓筒，通過排氣量的提取，能夠準(zhǔn)確的得到膨脹所產(chǎn)生的排氣量。整體上相對(duì)于傳統(tǒng)的漿體自由膨脹測(cè)定方案具有相對(duì)較高的準(zhǔn)確表征性。
[0022]上述用于測(cè)定漿體自由膨脹率的裝置，于一些實(shí)施例中，冠蓋與外層圓筒的連接，以及內(nèi)罩蓋與內(nèi)層圓筒的連接為管螺紋連接，方便快捷連接，且具有較好的密封能力。
[0023]進(jìn)一步地，為了提高密封能力，所述管螺紋連接的螺紋接合面打有密封介質(zhì)。
[0024]上述用于測(cè)定漿體自由膨脹率的裝置，區(qū)分對(duì)待不同的密封能力，內(nèi)罩蓋與內(nèi)層圓筒接合后還在接合處貼有密封膠條，從而能夠獲得更加準(zhǔn)確的自由膨脹率。
[0025]為減少兩層圓筒本身對(duì)測(cè)定精度的影響，內(nèi)層圓筒的直徑是外層圓筒直徑的1/3 ?3/4。
[0026]在一些實(shí)施例中，為了提高裝置的相對(duì)通用性，為所述內(nèi)罩蓋與所述上底板間為一體結(jié)構(gòu)或者為可拆連接，并在為可拆連接時(shí)，上底板的下表面形成有多個(gè)同心接頭，各接頭直徑不同，相互間留有裝配間隙，以適應(yīng)不同直徑的內(nèi)罩蓋的裝配。
[0027]優(yōu)選地，內(nèi)層圓筒的軸向長(zhǎng)度是外層圓筒軸向長(zhǎng)度的1/2?4/5，減少兩層圓筒本身對(duì)測(cè)定精度的影響。
[0028]在一些實(shí)施例中，所述排氣計(jì)量裝置為匹配第一管口和第二管口的各一跟帶有刻度的透明軟質(zhì)管，且該透明軟質(zhì)管配有管閥，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作方便。
[0029]于一些實(shí)施例中，在形成第二空間前，在外層圓筒內(nèi)注入體積大于等于1/3第二空間容積并小于等于3/4第二空間容積的水，減少空氣壓縮比大對(duì)測(cè)量結(jié)果的負(fù)面影響。
[0030]優(yōu)選地，復(fù)合筒蓋與外層圓筒以及與內(nèi)層圓筒的連接采用管螺紋連接，且管螺紋的連接接合面打有密封介質(zhì)。
[0031]優(yōu)選地，復(fù)合筒蓋與外層圓筒之間的管螺紋連接接合面上的密封介質(zhì)為密封圈，而復(fù)合圓筒與內(nèi)層圓筒之間的管螺紋連接接合面上的密封介質(zhì)為凡士林，并在打上凡士林并接合后，再在接合處貼密封膠條。
[0032]上述測(cè)定漿體自由膨脹率的方法，所述排氣計(jì)量裝置采用帶有刻度的透明軟質(zhì)管，且該透明軟質(zhì)管配有管閥，從而，在形成第二空間前，在透明軟質(zhì)管中注入用于標(biāo)識(shí)和封閉的水，然后關(guān)上管閥；
[0033]在形成第一空間和第二空間后，打開管閥，記下水靜止后兩透明硬質(zhì)管上由水所標(biāo)識(shí)的刻度，分別為VV2;
[0034]到計(jì)量時(shí)間點(diǎn)后記錄兩個(gè)玻璃管上的刻度線V3、V4,則最終膨脹體積為(V3-V1) + (V4-V2)，則膨脹率結(jié)果為[(V3-V1) + (V4-V2) ] /V0^lOO%。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0035]圖1為依據(jù)本發(fā)明的一種外層圓筒的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0036]圖2為一種外層圓筒底蓋結(jié)構(gòu)不意圖。
[0037]圖3為一種復(fù)合上蓋結(jié)構(gòu)示意圖。
[0038]圖4為一種內(nèi)層圓筒結(jié)構(gòu)示意圖。
[0039]圖中:1.外層圓筒筒身，2.上筒口，3.下筒口，4.第一管口，5.錐形管口，6.第二管口，7.冠蓋，8.內(nèi)罩蓋，9.筒頭，10.螺紋筒口，11.內(nèi)層圓筒筒身。

【具體實(shí)施方式】
[0040]參照說明書附圖1-4例示了配套于優(yōu)選實(shí)施例的一種用于測(cè)定漿體自由膨脹率的裝置的各主要部件的結(jié)構(gòu)示意圖，其中圖1中所示的一種外層圓筒的結(jié)構(gòu)示意圖，由于屬于長(zhǎng)徑比相對(duì)比較大的器件，圖中采用了簡(jiǎn)化畫法。
[0041]圖1中所表示的是一個(gè)外筒結(jié)構(gòu)，使用時(shí)首先必須下底封閉，可以表現(xiàn)為兩個(gè)選擇，一個(gè)選擇是外層圓筒本身構(gòu)成一個(gè)底部封閉的圓筒，另一個(gè)選擇是如圖1所示，外層圓筒筒身I的上下兩端都是開放的，使用時(shí)通過例如底蓋進(jìn)行封接，封接需要滿足一定的密封級(jí)別，例如本發(fā)明中測(cè)定方法所匹配的密封級(jí)別，本領(lǐng)域的技術(shù)人員基于本申請(qǐng)記載的技術(shù)內(nèi)容，通過有限實(shí)驗(yàn)容易確定。
[0042]例如圖1所示的外層圓筒結(jié)構(gòu)，底蓋與下筒口 3之間的可拆連接，易于外層圓筒的清理。
[0043]外層圓筒應(yīng)具有比較高的剛度，且一般而言盡可能采用透明材質(zhì)，例如玻璃、透明硬質(zhì)塑料等。
[0044]在一些應(yīng)用中，可以采用例如鋼、鋁等金屬材料制作，并不影響測(cè)定的進(jìn)程，為有利于觀察，可在不透明的筒壁上開窗，鑲嵌例如玻璃，形成透明視窗。
[0045]透明視窗可軸對(duì)稱設(shè)置，而形成在外層圓筒筒身I的周向。
[0046]在這樣的一個(gè)實(shí)施例中，也可實(shí)現(xiàn)在保證整體剛度的同時(shí)易于觀察實(shí)驗(yàn)進(jìn)程，將外層圓筒筒身I在其軸向分成若干段，其中透明材質(zhì)構(gòu)成其中的一段。
[0047]相對(duì)而言，外層圓筒盡可能采用透明，耐磕碰，且不容易發(fā)生變形的材料制作，例如鋼材，具備一定得塑性變形能力，雖然耐磕碰，但不透明，碰撞之下容易發(fā)生塑性變形。因此，一種較好的選擇是使用有機(jī)玻璃制作。
[0048]任何材質(zhì)都具備一定的彈性，彈性不易于表達(dá)的結(jié)構(gòu)為圓筒形，因而，例如外層圓筒即為圓通結(jié)構(gòu)，能夠在材質(zhì)、壁厚一定的情況下，抗變形能力最強(qiáng)。
[0049]在進(jìn)一步的選擇中需要考慮抵抗變形的能力，因而，壁厚在進(jìn)一步的選擇中需要被考慮，例如采用玻璃筒時(shí)，壁厚采用5mm左右，此外，壁厚跟圓筒直徑有比較大的關(guān)系，理論上，壁厚與圓筒直徑成正相關(guān)。當(dāng)例如外層圓筒的直徑為120mm時(shí)，采用壁厚為5mm，而在采用60mm的直徑時(shí)，采用3mm的壁厚，采用150mm的直徑時(shí)，采用6mm的壁厚，以此可知，壁厚正相關(guān)于直徑。
[0050]區(qū)別于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的構(gòu)思在于采用內(nèi)外兩層的圓筒，其一為剛性體，用以進(jìn)行精確的測(cè)量，另一為柔性體，或者至少用于盛裝待測(cè)漿體的部分為柔性體。外層圓筒即為剛性體，是準(zhǔn)確測(cè)量的保證，對(duì)外層圓筒所形成容腔內(nèi)的物品體積變化能夠通過預(yù)定的方式表達(dá)，例如下文所說的第一管口，通過第一管口向外表達(dá)內(nèi)部物品體積的變化。
[0051]那么兩層圓筒中的內(nèi)層圓筒如圖4所示，應(yīng)當(dāng)至少包含柔性部分，該部分用于盛裝待測(cè)漿體，如圖4中所示的內(nèi)層圓筒筒身11，采用圓柱形的塑料袋構(gòu)成，測(cè)定時(shí)，布設(shè)在外層圓筒筒身I內(nèi)，并且整體上該內(nèi)層圓筒的軸向長(zhǎng)度小于外層圓筒的軸向長(zhǎng)度，從而能夠使內(nèi)層圓筒納入到外層圓筒內(nèi)。
[0052]柔性部分的存在，具體是由塑料袋構(gòu)成的內(nèi)層圓筒筒身11，當(dāng)漿體自由膨脹時(shí)，不像相對(duì)剛性的容器，例如量筒那樣，在量筒周向和徑向產(chǎn)生所謂的環(huán)向約束，而對(duì)漿體的自由膨脹產(chǎn)生非常大的限制。塑料袋則有效的降低了這種限制，能夠在周向和徑向有一定的擴(kuò)張空間，因而所測(cè)定的結(jié)果具備更強(qiáng)的表征性。
[0053]上面涉及兩層圓筒結(jié)構(gòu)的基本配置，下面則需要將兩者的特性表達(dá)送出去，或者能夠被準(zhǔn)確檢測(cè)。
[0054]漿體自由膨脹會(huì)產(chǎn)生外層圓筒內(nèi)的物品的形狀變化，同時(shí)，也會(huì)導(dǎo)致內(nèi)層圓筒的容積變化，在前文中已經(jīng)述及外層圓筒內(nèi)物品的變化的特征，為了能夠?qū)⑦@種變化反映出來，需要形成密閉空間，然后通過例如出氣孔，將密閉空間內(nèi)的變化反映出來。
[0055]因此，在本發(fā)明中采用復(fù)合筒蓋來形成密閉空間，在一些實(shí)施例中，參見說明書附圖2，它具有一個(gè)公用的上底板和形成在上底板下表面的內(nèi)罩蓋8，以及形成在上底板下表面并與內(nèi)罩蓋8同軸線的冠蓋7，其中內(nèi)罩蓋8與內(nèi)層圓筒匹配連接，冠蓋7與外層圓筒匹配連接。
[0056]只要能夠保證內(nèi)罩蓋8與內(nèi)層圓筒匹配連接，以及冠蓋7與外層圓筒匹配連接的連接密封，即可形成所需要的密閉空間，密閉空間的變化可以通過開孔輸出而被準(zhǔn)確測(cè)定。
[0057]這里進(jìn)一步需要了解的是為利于連接，內(nèi)層圓筒還包括與如圖4所示的剛性的筒頭9，筒頭9不用于盛裝待測(cè)漿體，一方面用于塑料袋基本形態(tài)的保持，另一方面有利于內(nèi)層圓筒的連接。
[0058]加以區(qū)分地，其中內(nèi)罩蓋8與所述筒頭9連接而形成與外層圓筒氣密封隔離的第二空間，而冠蓋7與所述外層圓筒上端連接形成與外層圓筒外部氣密封隔離的第一空間；相應(yīng)地，在上底板上設(shè)有接入第一空間的第一管口 4和接入第二空間的第二管口 6。
[0059]關(guān)于筒頭9，可以選材為與外層圓筒筒身I相同的材質(zhì)，且選材范圍也更廣，在于其不需要考慮透明。
[0060]內(nèi)層圓筒筒身11則是透明材質(zhì)，主要是透明塑料袋。
[0061]筒頭9的外徑可以采用與常態(tài)下內(nèi)層圓筒筒身11張開時(shí)內(nèi)徑相同的結(jié)構(gòu)體，這樣在注入漿體時(shí)，由于筒頭空間比較大，所受到的干涉相對(duì)就會(huì)比較小。
[0062]筒頭9與內(nèi)層圓筒筒身11可以采用化學(xué)接合，也就是在接合面上利用化學(xué)粘結(jié)，例如膠的粘結(jié)形成。
[0063]還可以在產(chǎn)生一定的力鎖合的條件下在進(jìn)行化學(xué)接合，例如筒頭9的外徑相對(duì)于內(nèi)層圓筒筒身11的內(nèi)徑相對(duì)稍大，通過加熱內(nèi)層圓筒筒身11與筒頭9接合的一端，使其內(nèi)徑擴(kuò)大，然后套在筒頭9上，冷卻形成力鎖合，在此之前，筒頭9用于接合的表面涂膠。
[0064]筒頭9還可以配置為變徑結(jié)構(gòu)，與內(nèi)層圓筒筒身11連接的一端的外徑與內(nèi)層圓筒筒身11的內(nèi)徑相同，另一端所形成的連接頭則采用小徑，可以通過管路從小徑端導(dǎo)入漿體。另外，內(nèi)層圓筒筒身11最好有刻度線，以用于表征其所稱裝漿體的初始量。
[0065]應(yīng)當(dāng)理解，塑料袋通常在漿體所產(chǎn)生的張力條件下應(yīng)當(dāng)保持圓柱形狀，而非發(fā)生脹形。自由膨脹條件下產(chǎn)生的張力比較大，則可以產(chǎn)生脹形，用于自由膨脹率的測(cè)定。
[0066]剛性的筒頭9利于與內(nèi)罩蓋11匹配連接，因而，基于前述的結(jié)構(gòu)可以形成第一空間和第二空間。
[0067]在形成第一空間和第二空間的情況下，漿體的自由膨脹的計(jì)量就變成了第一空間和第二空間排氣量的計(jì)量，然后根據(jù)計(jì)量結(jié)果就可以計(jì)算出漿體的自由膨脹率。
[0068]進(jìn)而，配置排氣計(jì)量裝置，用于連接第一管口 4和第二管口 6，用于分別計(jì)量第一管口 4 (匹配第一空間)和第二管口 6 (匹配第二空間)的排氣量。
[0069]在圖3所示的結(jié)構(gòu)中，冠蓋7與外層圓筒的連接，以及內(nèi)罩蓋8與內(nèi)層圓筒的連接為管螺紋連接。
[0070]管螺紋是位于管壁上用于連接的螺紋，有55度非密封管螺紋和55度密封管螺紋。主要用來進(jìn)行管道的連接，使其內(nèi)外螺紋的配合緊密，有直管和錐管兩種。
[0071]常見的管螺紋主要包括以下幾種:NPT、PT、G等。
[0072]I)NPT是Nat1nal (American)Pipe Thread的縮寫，屬于美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)的60度維管螺紋，用于北美地區(qū)，相應(yīng)的國(guó)標(biāo)可查閱GB/T12716-1991。
[0073]2) PT (BSPT)是Pipe Thread的縮寫，是55度密封圓錐管螺紋，屬于惠氏螺紋家族，多用于歐洲及英聯(lián)邦國(guó)家，常用于水及煤氣管行業(yè)，錐度1:16，國(guó)標(biāo)查閱GB/T7306-2000。國(guó)內(nèi)叫法為ZG.。
[0074]3) G是55度非密封管螺紋，屬惠氏螺紋家族。標(biāo)記為G代表圓柱螺紋。國(guó)標(biāo)查閱GB/T7307-2001。
[0075]誠然，管螺紋分為非密封管螺紋(例如GB/T7307-200155。非密封管螺紋)和密封管螺紋(例如GB/T7306.1-200055°密封管螺紋第I部分:圓柱內(nèi)螺紋與圓錐外螺紋)，但應(yīng)當(dāng)理解，即便是采用非密封管螺紋，也可以采用其他的措施或者說技術(shù)手段實(shí)現(xiàn)管連接的密封。
[0076]螺紋連接是一種操作方便的連接方式，便于快速的完成實(shí)驗(yàn)設(shè)備的組裝。
[0077]在一些應(yīng)用中還可以采用快接接頭連接，例如卡套，利用卡套實(shí)現(xiàn)快速的連接，卡套可以選擇例如球珠卡套，方便快速的實(shí)現(xiàn)連接。
[0078]快接接頭連接往往密封效果不良，為此，由于快接接頭同時(shí)具有相對(duì)較長(zhǎng)的接合面和在卡住前夕具備較大的配合間隙，因此，可以在密封面上設(shè)置例如橡膠墊層，在卡緊時(shí)利用橡膠墊層的變形能夠形成可靠的氣密封。
[0079]由于漿體自由膨脹率測(cè)定的實(shí)驗(yàn)進(jìn)程的時(shí)間周期比較長(zhǎng)，保持連接部分的密封性顯得非常必要，因而，在使用管螺紋時(shí)，最好輔助其他的密封結(jié)構(gòu)，例如所述管螺紋連接的螺紋接合面打有密封介質(zhì)。
[0080]密封介質(zhì)可以選擇脂類密封介質(zhì)，例如常規(guī)聚氨酯(例如EC0PUR)，當(dāng)然其他類的脂類，例如高溫聚氨酯，低溫聚氨酯顯然同樣適用，也只是成本控制上的區(qū)別。
[0081]密封介質(zhì)還可以選擇橡膠墊層，例如丁晴橡膠墊，氟橡膠墊，硅橡膠墊，以及氫化丁晴橡膠墊等。
[0082]密封介質(zhì)還可以采用例如生料帶，例如四氟乙烯生料帶等。
[0083]密封介質(zhì)還可以采用一些填料，例如填料四氟。
[0084]在一些條件不具備的情況下，還可以使用成本更加低廉的密封材料，例如凡士林(石油副廣品)。
[0085]以上密封介質(zhì)都對(duì)水有良好的密封性能。
[0086]相對(duì)而言，內(nèi)罩蓋8與內(nèi)層圓筒之間的密封收到更加復(fù)雜的壓力影響，因此，兩者所形成的密封在接合后還在接合處貼有密封膠條，形成進(jìn)一步的密封，以滿足更高的密封級(jí)別。
[0087]關(guān)于待測(cè)漿體自由膨脹對(duì)內(nèi)層圓筒的影響，可能會(huì)產(chǎn)生脹形，其膨脹不應(yīng)不到外層圓筒筒身I的限制，因而，內(nèi)層圓筒的直徑不大于外層圓筒直徑的3/4，在此條件下，在實(shí)驗(yàn)中，沒有出現(xiàn)過內(nèi)層圓筒筒身11隨著漿體自由膨脹而貼附在外層圓筒筒身I上的情形。
[0088]為了減少空間的不合理占用，內(nèi)層圓筒也不能過小，其直徑通常不小于外層圓筒筒身I直徑的1/3，可以使整體的結(jié)構(gòu)相對(duì)緊湊。
[0089]另外，由于漿體自由膨脹的漿體用量是要合規(guī)范的，因此，在上述參數(shù)的限定下，基于漿體用量選擇合適的外層圓筒和內(nèi)層圓筒規(guī)格。
[0090]一般而言，在這里需要首先考慮的是內(nèi)層圓筒，具體是內(nèi)層圓筒需要盛裝待測(cè)漿體部分的容積，也就是塑料袋部分的容積，另外，塑料袋也不全部用于盛裝待測(cè)漿體，上端預(yù)留不小于1/8總長(zhǎng)的一段，可以降低塑料袋與剛性筒頭9的連接對(duì)漿體自由膨脹的影響。
[0091]因而，在此條件下，較好的選擇是塑料袋的高度為300mm，外徑為60mm，壁厚取2mm。以此為基礎(chǔ)，可以推算出較好的外層圓筒的選擇。
[0092]推薦一個(gè)較好的外層圓筒的選擇,外層圓筒采用圓柱模筒,壁面高度為500mm,壁厚為5mm,外徑為120mm。
[0093]根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于測(cè)定漿體自由膨脹率的裝置，其特征在于，所述內(nèi)罩蓋與所述上底板間為一體結(jié)構(gòu)或者為可拆連接，并在為可拆連接時(shí)，上底板的下表面形成有多個(gè)同心接頭，各接頭直徑不同，相互間留有裝配間隙，以適應(yīng)不同直徑的內(nèi)罩蓋的裝配。
[0094]關(guān)于內(nèi)層圓筒與外層圓筒的匹配還在于長(zhǎng)度上，或者說在圓筒的軸向長(zhǎng)度上，應(yīng)當(dāng)理解，內(nèi)層圓筒在內(nèi)，這里的內(nèi)需要內(nèi)層圓筒在軸向要短于外層圓筒。為避免受限，并預(yù)留裝配空間，內(nèi)層圓筒的軸向長(zhǎng)度不大于外層圓筒軸向長(zhǎng)度的4/5。
[0095]同時(shí)，為了節(jié)省材料使用和對(duì)不必要空間空間的占用，內(nèi)層圓筒的軸向長(zhǎng)度不小于外層圓筒軸向長(zhǎng)度的1/2。
[0096]對(duì)氣體的計(jì)量方式有很多種，一種是靜態(tài)的計(jì)量，在保證密封條件的情況下，在一定時(shí)間段內(nèi)的氣體變化量，通常表現(xiàn)為容積變化，因而可以采用容積式計(jì)量裝置。
[0097]另一種是動(dòng)態(tài)計(jì)量，換言之屬于流量計(jì)量，可以采用流量計(jì)。
[0098]兩者皆可采用，但相對(duì)而言，靜態(tài)計(jì)量相對(duì)更好，畢竟?jié){體的自由膨脹所產(chǎn)生的氣體變化量并不大，動(dòng)態(tài)計(jì)量需要一定的流量驅(qū)動(dòng)，否則微量的氣體流動(dòng)不足以驅(qū)動(dòng)其相關(guān)機(jī)構(gòu)轉(zhuǎn)動(dòng)，誤差相對(duì)比較大。
[0099]作為靜態(tài)計(jì)量的一種，所述排氣計(jì)量裝置為匹配第一管口 4和第二管口 6的各一跟帶有刻度的透明軟質(zhì)管，且該透明軟質(zhì)管配有管閥。
[0100]使用時(shí)，利用液體的表面張力，例如水與透明軟質(zhì)管的關(guān)系，可以使用一點(diǎn)水在透明軟質(zhì)管內(nèi)形成水封，且容易為一定量的氣壓所驅(qū)動(dòng)而發(fā)生異動(dòng)，從而可以直接讀數(shù)進(jìn)行氣體量的計(jì)量。
[0101]含有水封結(jié)構(gòu)的部分最好水平，這樣水封部分的水壓就不會(huì)對(duì)產(chǎn)生壓強(qiáng)，從而能夠獲得相對(duì)精確地氣體量的計(jì)量。
[0102]盡管由于牛頓內(nèi)摩擦力，水封部分兩端的壓強(qiáng)不會(huì)絕對(duì)相同，但水平狀態(tài)下仍然具備一定的準(zhǔn)確表征性。
[0103]硬質(zhì)玻璃管可以采用例如具備橡膠接頭的玻璃管，橡膠接頭可以通過例如圖3中所示的錐形管口 5進(jìn)行快速的連接。
[0104]一種應(yīng)用如前所述的用于測(cè)定漿體自由膨脹率的裝置測(cè)定漿體自由膨脹率的方法，包括以下步驟:
[0105]I)在一個(gè)恒溫恒濕的環(huán)境中，將拌合均勻的待測(cè)漿體導(dǎo)入到內(nèi)層圓筒的塑料袋，計(jì)待測(cè)漿體的初始體積為Vtl ；
[0106]2)氣密封連接內(nèi)層圓筒與復(fù)合筒蓋，所形成的氣密封空間為第二空間，該第二空間通過第二管口接出；
[0107]3)將內(nèi)層圓筒置入外層圓筒，并氣密封連接外層圓筒與復(fù)合筒蓋，形成測(cè)定總成，且內(nèi)層圓筒與外層圓筒間形成氣密封空間為第一空間，該第一空間通過第一管口接出；
[0108]4)通過連接于第一管口和第二管口的排氣計(jì)量裝置對(duì)第一管口和第二管口的排氣量分別計(jì)量，得到排氣量為AV1和AV2,則膨脹率為(AvaAv2W101^
[0109]由于空氣的壓縮比比較大，為了降低在一定承壓條件下外層圓筒與內(nèi)層圓筒間空氣量較大時(shí)對(duì)計(jì)量的影響，在形成第二空間前，在外層圓筒內(nèi)注入體積大于等于1/3第二空間容積并小于等于3/4第二空間容積的水，水的注入不宜過多，否則可能會(huì)造成水壓較大，或者會(huì)導(dǎo)致部分水進(jìn)入到例如前述的透明軟質(zhì)管中。
[0110]復(fù)合筒蓋與外層圓筒以及與內(nèi)層圓筒的連接采用管螺紋連接，且管螺紋的連接接合面打有密封介質(zhì)，密封介質(zhì)的選擇可基于前文的有關(guān)密封介質(zhì)的描述進(jìn)行選擇，還可以使用凡士林進(jìn)行替換。
[0111]因此，優(yōu)選地，復(fù)合筒蓋與外層圓筒之間的管螺紋連接接合面上的密封介質(zhì)為密封圈，而復(fù)合圓筒與內(nèi)層圓筒之間的管螺紋連接接合面上的密封介質(zhì)為凡士林，并在打上凡士林并接合后，再在接合處貼密封膠條。
[0112]所述排氣計(jì)量裝置采用帶有刻度的透明軟質(zhì)管，且該透明硬質(zhì)管配有管閥，從而，在形成第二空間前，在透明軟質(zhì)管中注入用于標(biāo)識(shí)和封閉的水，然后關(guān)上管閥；
[0113]在形成第一空間和第二空間后，打開管閥，記下水靜止后兩透明硬質(zhì)管上由水所標(biāo)識(shí)的刻度，分別為W2;
[0114]到計(jì)量時(shí)間點(diǎn)后記錄兩個(gè)玻璃管上的刻度線V3、V4,則最終膨脹體積為(V3-V1) + (V4-V2)，則膨脹率結(jié)果為[(V3-V1) + (V4-V2) ] /V0^lOO%。
[0115]注入水的透明硬質(zhì)管的管段處于水平狀態(tài)。
[0116]在一些實(shí)施例中，需要考慮水的析出，具體是漿體自由膨脹過程中會(huì)有一些水從中析出，并分布在漿體上層。在計(jì)算得到氣體量后，再計(jì)算析出的水量，或者說在計(jì)算出排氣量后，接觸密封狀態(tài)，吸取析出的水，計(jì)量得到一個(gè)體積，記為\，那么最終膨脹體積為(V3-V1) + (V4-V2) -Vw,則膨脹率結(jié)果為[(V3-V1) + (V4-V2) -VJ /V0^lOO %。
【權(quán)利要求】
1.一種用于測(cè)定漿體自由膨脹率的裝置，其特征在于，包括: 外層圓筒，為下底封閉的剛性圓筒； 內(nèi)層圓筒，位于所述外層圓筒內(nèi)，并具有圓柱形塑料袋構(gòu)成的筒身和配置于塑料袋筒身袋口的剛性的筒頭，且該內(nèi)層圓筒的軸向長(zhǎng)度小于外層圓筒的軸向長(zhǎng)度； 復(fù)合筒蓋，具有一個(gè)公用的上底板和形成在上底板下表面的內(nèi)罩蓋，以及形成在上底板下表面并與內(nèi)罩蓋同軸線的冠蓋，其中內(nèi)罩蓋與所述筒頭連接而形成與外層圓筒氣密封隔離的第二空間，而冠蓋與所述外層圓筒上端連接形成與外層圓筒外部氣密封隔離的第一空間；相應(yīng)地，在上底板上設(shè)有接入第一空間的第一管口和接入第二空間的第二管口 ；以及 排氣計(jì)量裝置，用于連接第一管口和第二管口，用于分別計(jì)量第一管口和第二管口的排氣量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于測(cè)定漿體自由膨脹率的裝置，其特征在于，冠蓋與外層圓筒的連接，以及內(nèi)罩蓋與內(nèi)層圓筒的連接為管螺紋連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于測(cè)定漿體自由膨脹率的裝置，其特征在于，所述管螺紋連接的螺紋接合面打有密封介質(zhì)。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于測(cè)定漿體自由膨脹率的裝置，其特征在于，內(nèi)罩蓋與內(nèi)層圓筒接合后還在接合處貼有密封膠條。
5.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一所述的用于測(cè)定漿體自由膨脹率的裝置，其特征在于，內(nèi)層圓筒的直徑是外層圓筒直徑的1/3?3/4。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的用于測(cè)定漿體自由膨脹率的裝置，其特征在于，所述內(nèi)罩蓋與所述上底板間為一體結(jié)構(gòu)或者為可拆連接，并在為可拆連接時(shí)，上底板的下表面形成有多個(gè)同心接頭，各接頭直徑不同，相互間留有裝配間隙，以適應(yīng)不同直徑的內(nèi)罩蓋的裝配。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一所述的用于測(cè)定漿體自由膨脹率的裝置，其特征在于，內(nèi)層圓筒的軸向長(zhǎng)度是外層圓筒軸向長(zhǎng)度的1/2?4/5。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-4任一所述的用于測(cè)定漿體自由膨脹率的裝置，其特征在于，所述排氣計(jì)量裝置為匹配第一管口和第二管口的各一根帶有刻度的透明軟質(zhì)管，且該透明軟質(zhì)管配有管閥。
9.一種應(yīng)用如權(quán)利要求1所述的用于測(cè)定漿體自由膨脹率的裝置測(cè)定漿體自由膨脹率的方法，其特征在于，包括以下步驟: 1)在一個(gè)恒溫恒濕的環(huán)境中，將拌合均勻的待測(cè)漿體導(dǎo)入到內(nèi)層圓筒的塑料袋，計(jì)待測(cè)漿體的初始體積為\; 2)氣密封連接內(nèi)層圓筒與復(fù)合筒蓋，所形成的氣密封空間為第二空間，該第二空間通過第二管口接出； 3)將內(nèi)層圓筒置入外層圓筒，并氣密封連接外層圓筒與復(fù)合筒蓋上的冠蓋，形成測(cè)定總成，且內(nèi)層圓筒與外層圓筒間形成氣密封空間為第一空間，該第一空間通過第一管口接出； 4)通過連接于第一管口和第二管口的排氣計(jì)量裝置對(duì)第一管口和第二管口的排氣量分別計(jì)量，得到排氣量為八義和Λ V2,則膨脹率為(AV1+Λ V2WlOO %。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的測(cè)定漿體自由膨脹率的方法，其特征在于，在形成第二空間前，在外層圓筒內(nèi)注入體積大于等于1/3第二空間容積并小于等于3/4第二空間容積的水。
11.根據(jù)權(quán)利要求9或10所述的測(cè)定漿體自由膨脹率的方法，其特征在于，復(fù)合筒蓋與外層圓筒以及與內(nèi)層圓筒的連接采用管螺紋連接，且管螺紋的連接接合面打有密封介質(zhì)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的測(cè)定漿體自由膨脹率的方法，其特征在于，復(fù)合筒蓋與外層圓筒之間的管螺紋連接接合面上的密封介質(zhì)為密封圈，而復(fù)合圓筒與內(nèi)層圓筒之間的管螺紋連接接合面上的密封介質(zhì)為凡士林，并在打上凡士林并接合后，再在接合處貼密封膠條。
13.根據(jù)權(quán)利要求9或10所述的測(cè)定漿體自由膨脹率的方法，其特征在于，所述排氣計(jì)量裝置采用帶有刻度的透明軟質(zhì)管，且該透明軟質(zhì)管配有管閥，從而，在形成第二空間前，在透明軟質(zhì)管中注入用于標(biāo)識(shí)和封閉的水，然后關(guān)上管閥； 在形成第一空間和第二空間后，打開管閥，記下水靜止后兩透明軟質(zhì)管上由水所標(biāo)識(shí)的刻度，分別為VV2 ； 到計(jì)量時(shí)間點(diǎn)后記錄兩個(gè)玻璃管上的刻度線v3、V4,則最終膨脹體積為(V3-V1) + (V4-V2)，則膨脹率結(jié)果為[(V3-V1) + (V4-V2) ] /V0^lOO%。
【文檔編號(hào)】G01N19/00GK104406650SQ201410720015
【公開日】2015年3月11日 申請(qǐng)日期:2014年12月1日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月1日
【發(fā)明者】吳明慧, 李曉寧, 李婷, 朱玉雪, 王悅, 鄒瓊慧, 王健, 趙海洋 申請(qǐng)人:中建材中巖科技有限公司