专利名称：一种水泥化学收缩的测试方法及测试装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种水泥化学收縮的测试方法及测试装置。
背景技术：
水泥硬化过程中由于发生水化反应所产生的体积縮小，被称为水泥的化学收縮，理论 上，100g硅酸盐水泥完全水化所产生的化学收縮总量为7-9ml，传统采用排液法测试化学 收縮值，即将一定重量的水泥装入玻璃瓶中，加水搅拌后将玻璃瓶用带刻度管的瓶塞塞紧 瓶口，然后在玻璃瓶中充满水或其他液体至满刻度，通过水位变化来表示化学收缩量。由 于在水泥加水、搅拌停止后，无论采用多大的水灰比浆体总会沉淀并形成硬化体，在硬化 体内部将由于化学收縮产生气孔，当采用较低水灰比时还会产生很多搅拌引入的孔隙，硬 化体外部的水无法渗入部分较小的微孔，从而使水位变化不能真实反映化学收縮量。在水 泥水化过程中同时发生化学收縮和硬化体内部的自干燥收縮，所以传统方法测得的不仅包 括化学收縮，还将水泥自干燥收縮也包含在内；另一方面，水泥熟料颗粒被表面水化产物 和周围的其他水泥混合材料紧密包裹，使水泥颗粒内部水化程度很低。所以，采用传统排 液法的测试值远小于完全水化所能够发生的化学收縮量。
化学收縮是水泥的本征特征，不以水泥的使用环境而变化，精确地测试其数值对于研
究水泥的基本特性具有主要意义。多年来不少研究者都在探索有效的简便测试方法，围绕 排液法开发了大量改进装置及方法。比如，先将水泥浆体放进一个小的软胶瓶中，再把软 胶瓶放进广口瓶中，以便避免浆体硬化后与瓶壁直接接触而产生摩擦力、进而影响测试结 果的弊端，该方法测试误差大且操作困难；也有先成型水泥硬化体，然后对硬化体密封， 再将密封后的硬化体放进测试瓶中，该方法能够选择不同的水灰比，但得到的是一定体积 水泥硬化体的宏观体积变化，不可以作为化学收縮，并且错过了水泥浆体硬化前的体积变 化，而水泥在这段时间的化学收縮量是比较大的。总体来看，各种改进方法都是采用静止 的水泥浆体来进行测试的，于是无法让水泥完全水化，所得到的便是水泥在各种水化环境 条件下的部分化学收縮，其测试值与理论值相差较大。
发明内容
本发明的目的在于提供一种水泥化学收縮的测试方法及测试装置。 本发明提出的水泥化学收縮的测试方法，具体步骤如下。
将不锈钢珠4与待测水泥试样一起装进比重瓶2内，将玻璃量管1的下端插进比重瓶 2的磨砂瓶口并用密封材料密封，在插入比重瓶2之前在磨砂瓶口处涂一层黄油或凡士林，向比重瓶2中充满水至量管1的满刻度，在水面上滴1滴液体石蜡以防止水分蒸发，将比 重瓶2放在磁力搅拌器3上，开启磁力搅拌器3使不锈钢珠4在比重瓶2内带动水泥浆体 旋转，根据量管l内的液面变化记录水泥浆体在不同时间的化学收縮量，每次测量时暂停 磁力搅拌器以便使液面稳定和便于观测。
本发明提出的水泥化学收縮的测试装置，由玻璃量管l、比重瓶2、磁力搅拌器3和 不锈钢珠4组成，玻璃量管1下端插入比重瓶2的内，玻璃量管1与比重瓶2的磨耗瓶口 连接处采用密封材料密封，不锈钢珠4位于比重瓶2内，比重瓶2位于磁力搅拌器3上方。
本发明中，所述玻璃量管1的量程一般为5ml，最小刻度为0.05ml，插进比重瓶2磨 砂瓶口的量管端口外沿经过磨砂。
本发明中，所述比重瓶2的容量一般为50ml-200ml。
本发明中，所述不锈钢珠4 一般为3-5颗，大小可以是相同或不同的，直径范围为 3mm-8mm。
本发明中，所述玻璃量管1与比重瓶2的磨砂瓶口连接处所用的密封材料可以是石蜡 或其他胶粘剂。
本发明的有益效果
采用本发明方法与传统将水泥浆装进玻璃瓶中静止测试的方法作对比实验，采用本发 明方法的测试值显著高于传统方法测试值，更接近一般的化学收縮理论值。
图1是本发明采用的结构示意图。
图2是在不同水化龄期内、采用传统方法与本发明方法得到的两种测试结果。其中， (a)为0至350h的化学收縮率曲线，(b)为0至12h的化学收縮率曲线。曲线A为采用本 发明方法测得的化学收縮率与时间的关系曲线，曲线B为采用传统方法测得的化学收縮 率与时间的关系曲线。
图中标号l为玻璃量管，2为比重瓶，3为磁力搅拌器，4为不锈钢珠。
具体实施例方式
下面通过实施例进一步说明本发明，但不限于本发明的内容。
实施例l，步骤如下
(1) 取50g水泥与不锈钢珠4 一起装进比重瓶2中，加入50g左右的水后摇动比重瓶， 使水泥与不锈钢珠4 一起搅拌形成水泥浆体。
(2) 在量管1的端外沿磨砂口处涂抹一层黄油，然后将涂抹过黄油的一端插进比重瓶口， 再用点燃的蜡烛将量管1与比重瓶2的连接处蜡封严密(3) 从量管1的另一端向比重瓶中注水至量管1的满刻度，然后滴加一滴液体石蜡在量 管中的水液面上以防止水分蒸发。
(4) 将装置放置在2(TC的恒温养护室中，开启磁力搅拌器3使不锈钢珠4在比重瓶2 内带动水泥浆体旋转并开始计时，按照不同的水泥水化龄期，通过量管l内的液面刻度值 变化观察水泥浆体的化学收縮规律。
(5)以上从加水开始到开启磁力搅拌器并计时之间的操作一般应在10min内完成。 实施例2，步骤如下
(1) 按照实施例1的操作测试50g水泥的化学收縮值，做完测试后测试水泥的体积， 将各时段测试的收縮量换算成体积收縮率，以时间为横坐标轴，以化学收縮率为纵坐标轴， 作时间与对应化学收縮率的曲线，记为A。
(2) 采用传统方法做相同水泥的化学收縮测试，即将50g水泥装入比重瓶中，加入 50g左右的水搅拌均匀，用涂过黄油的量管与比重瓶连接并蜡封严密，然后注水至量管满 刻度，最后滴加一滴液体石蜡在液面并开始计时，加水至开始计时之间的操作同样控制在 10min以内完成。做完测试后测试水泥硬化体的体积，将各时段测试的收縮量换算成体积 收縮率，以时间为横坐标轴，以化学收縮率为纵坐标轴，然后作时间与对应化学收縮数值 的曲线，记为B。
根据两种测试结果所作的时间-化学收縮率曲线如附图2。
从附图2中曲线A与B的对比可以看出，本发明方法测试的最终体积收縮率接近9%， 远远高于传统方法测试的收縮率，两种方法的测试值在水泥水化2h之前较为接近，其后 本发明方法的测试结果开始高于传统方法，在24h之内的增加幅度越来越大，到3天之后 两种方法的收缩率变化差距才逐渐减小。本发明方法的测试结果更接近一般理论化学收縮 值。
权利要求
1、一种水泥化学收缩的测试方法，其特征在于具体步骤如下。将不锈钢珠(4)与待测水泥试样一起装进比重瓶(2)内，将玻璃量管(1)的下端插进比重瓶(2)的磨砂瓶口并用密封材料密封，在插入比重瓶(2)之前在磨砂瓶口处涂一层黄油或凡士林，向比重瓶(2)中充满水至量管(1)的满刻度，在水面上滴(1)滴液体石蜡以防止水分蒸发，将比重瓶(2)放在磁力搅拌器(3)上，开启磁力搅拌器(3)使不锈钢珠(4)在比重瓶(2)内带动水泥浆体旋转，根据玻璃量管(1)内的液面变化记录水泥浆体在不同时间的化学收缩量，每次测量时暂停磁力搅拌器以便使液面稳定和便于观测。
2、 一种如权利要求1所述的水泥化学收縮的测试装置，其特征在于由玻璃量管(l)、 比重瓶(2)、磁力搅拌器(3)和不锈钢珠(4)组成，玻璃量管(1)下端插入比重瓶(2)的内， 玻璃量管(1)与比重瓶(2)的磨耗瓶口连接处采用密封材料密封，不锈钢珠(4)位于比重瓶 (2)内，比重瓶(2)位于磁力搅拌器(3)上方。
3、 根据权利要求2所述的水泥化学收縮的测试装置，其特征在于所述玻璃量管(l)的 量程为5ml，最小刻度为0.05ml，插进比重瓶(2)磨砂瓶口的量管端口外沿经过磨砂。
4、 根据权利要求2所述的水泥化学收縮的测试装置，其特征在于所述比重瓶(2)的容 量为50ml-200ml。
5、 根据权利要求2所述的水泥化学收縮的测试装置，其特征在于所述不锈钢珠(4)为 3-5颗，大小是相同或不同的，直径范围为3mm-8mm。
6、 根据权利要求2所述的水泥化学收縮的测试装置，其特征在于所述玻璃量管(l)与 比重瓶(2)的磨砂瓶口连接处所用的密封材料采用石蜡或其他胶粘剂。
全文摘要
本发明涉及一种水泥化学收缩的测试方法及测试装置，该装置由玻璃量管、玻璃比重瓶、磁力搅拌器和钢珠组成，测试方法是将待测水泥试样与钢珠一起装进比重瓶，加水搅拌均匀后采用量管与比重瓶密封连接并注溶液至量管的满刻度，通过磁力搅拌器和钢珠使待测水泥浆体保持旋转，根据量管内的液面变化记录水泥浆体在不同时间的化学收缩量，该方法的特点是能在保证水泥充分完全水化的基础上实时监测水泥的化学收缩变化。
文档编号G01N19/00GK101482487SQ200910046128
公开日2009年7月15日 申请日期2009年2月12日 优先权日2009年2月12日
发明者张继东, 朱洪波, 王培铭 申请人:同济大学