专利名称：智能减水剂试验仪的制作方法
技术领域：
本发明专利涉及减水剂试验的方法和装置，更具体地说，本发明专利涉及一款快速准确测定减水剂减水率、快速判定外加剂与水泥相容性以及确定减水剂作用下水泥净浆流动度经时损失的装置。
背景技术：
减水剂是一种表面活性剂，对水泥颗粒起扩散、润滑和湿润作用，能够使水泥颗粒均匀分布，从而达到减少用水量，降低水灰比和节约水泥，以提高工作性能的目的。减水剂广泛应用于高性能混凝土中，对于改善混凝土的力学性能和密实性，具有明显的作用。减水剂与水泥的相容性、减水剂的减水率以及减水剂作用下混凝土的坍落度经时损失都是是减水剂使用必须要考虑的问题，直接关系到混凝土工作性能和混凝土强度发展的优劣。目前，对于减水剂减水率的测定方法主要有两种，第一种以不同用水量下混凝土坍落度达到相近为判断标准来确定减水率；第二种是以不同用水量下水泥净浆的流动扩展度达到相近为判断标准，所述流动扩展度的测定是以钢尺粗测水泥净浆在玻璃板上相互垂直两个方向的最大直径取平均值表示的，确定减水率。所述第一种方法为《普通混凝土配合比设计规程》(JGJ55)规定的检测方法，对于确定减水剂的减水率受材料匀质性和人为因素的影响较大，最终确定的减水率误差大，且费时、费力、成本较高。所述第二种方法 ，是以水泥净浆在玻璃板上的流动扩展度为指标，确定减水率，流动扩展度值的测定受人为因素和玻璃板的水平度影响大，最终确定的减水率误差大，且仍然无法避免多次重复试验的弊端。
发明内容
为了克服上述减水率试验中第一种方法对于确定减水剂的减水率受材料匀质性和人为因素的影响较大，最终确定的减水率误差大，且费时、费力、成本较高和上述第二种方法流动扩展度值的测定受人为因素和玻璃板水平度影响大，减水率测定值误差大，且仍然无法避免多次重复试验的弊端。本发明专利提供一种既能快速准确测定减水剂减水率，又能快速判定减水剂与水泥的适应性以及确定减水剂作用下水泥净浆流动度经时损失的
>J-U ρ α装直。本发明专利智能减水剂试验仪，自下而上包括底座、试管、搅拌电机、搅拌轴、搅拌叶片、搅拌机构固定架、单片机控制部分，所述底座，其特征为底座上表面纵向中心线上等间距分布有六个50mm高的空心圆柱筒，所述空心圆柱筒固接于所述底座表面，所述底座，其特征为底座纵向中心线两端各有一块垂直于所述底座上表面的架立板，所述架立板，其特征为架立板竖向中心线上开有槽口，所述槽口的顶部以铁棒焊封，所述底座，其特征为底座横向后方固接储水仓架，所述储水仓架上有六个储水仓，所述储水仓出水口有出水量控制器，所述储水仓出水量控制器从左向右依次编号0、1、2、3、4、5，所述储水仓出水管高于所述六个试管；所述试管，其特征为试管高度100mm，口径52mm，所述试管刚好能套放于上述空心圆柱筒内，所述试管从左向右依次编号O、1、2、3、4、5，与所述储水仓出水量控制器O、
1、2、3、4、5的编号对应；所述搅拌机构由下部的搅拌轴、搅拌叶片和上部的搅拌电机组成；所述搅拌机构固定架，其特征为所述搅拌机构固定架纵向中心线上等间距分布有六个圆柱孔，所述圆柱孔内另有一个小圆柱孔贯穿所述搅拌机构固定架；所述搅拌电机固定于搅拌机构固定架的圆柱孔内，上述搅拌轴穿过所述小圆柱孔连接上部的搅拌电机和下部的搅拌叶片；所述单片机控制部分置于所述搅拌机构固定架上，导线与所述搅拌电机相连，所述储水仓出水量控制器用导线与所述单片机控制部分相连。本发明专利智能减水剂试验仪，减水率测定的基本原理是向所述六根试管0、1、2、
3、4、5中倒入等量水泥，再利用所述单片机控制部分发出指令给所述储水仓出水量控制器0、1、2、3、4、5，向所述六根试管0、1、2、3、4、5中注入水量P0、P1、P2、P3、P4、P5，所述试管1、
2、3、4、5中倒入等量减水剂，并放下所述搅拌机构固定架，使所述搅拌叶片没入水泥中后，利用所述单片机控制部分发出指令给所述搅拌电机，所述搅拌电机低速转动，使水、水泥和减水剂混合，tl时刻单片机控制部分接收的搅拌轴传感器水泥颗粒阻力信号和出水量控制器出水量信号，自动建立以所述试管1、2、3、4、5的出水量Px为横坐标，以所述试管1、2、3、
4、5中水泥颗粒阻力Fx为纵坐标的高次(5次)函数关系Fx-Px曲线，以所述试管O中的水泥颗粒阻力为已知量F即可通过高次函数关系F=F (P)求得相应水泥颗粒阻力的用水量P’，单片机自动计算减水率(P-P’)/P。本发明专利智能减水剂试验仪，减水剂作用下水泥净浆流动度经时损失检测的基本原理是向所述六根试管0、1、2、3、4、5中倒入等量水泥，再利用所述单片机控制部分发出指令给所述储水仓出水量控制器0、1、2、3、4、5，向所述六根试管0、1、2、3、4、5中注入等量水P和等量减水剂，并放下所述搅拌机构固定架，使所述搅拌叶片没入水泥中后，利用所述单片机控制部分发出指令给所述搅拌电机，所述搅拌电机低速转动，使水、水泥和减水剂混合，在tl时刻得出上述各试管0、1、2、3、4、5中水泥净浆的水泥颗粒阻力F0、F1、F2、F3、F4、F5,所述搅拌电机停转时间t,在tΙ+t时刻所述搅拌电机自动启动,得出上述各试管O、1、2、
3、4、5中水泥净浆的水泥颗粒阻力 F0’、FI’、F2’、F3’、F4’、F5’，由(Σ (Fx，-Fx) /Fx，) /6可判断水泥净浆的流动性经时损失情况。本发明专利智能减水剂试验仪，外加剂与水泥相容性检测的基本原理是根据《混凝土外加剂应用技术规范》GB50119 - 2003附录A的规定，对某种水泥选择外加剂时，每次试验选择一种外加剂按不同掺量Lx加入所述六根试管O、1、2、3、4、5的水泥净浆中，并测定t时刻所述六根试管中水泥净浆的水泥颗粒阻力Fx ;当对某种外加剂选择水泥时，每次试验选择一种水泥加入不同掺量Lx的该种外加剂，并测定t时刻所述六根试管中水泥净浆的水泥颗粒阻力Fx，然后绘制以掺量Lx为横坐标，水泥净浆中水泥颗粒阻力值Fx为纵坐标的函数曲线，单片机控制部分分析比较多次试验，外加剂掺量Lx低、水泥颗粒阻力Fx小(水泥净浆流动度大)，流动度损失小的外加剂对水泥的适应性好。本发明专利智能减水剂试验仪的有益效果是，将减水剂减水率测定、减水剂作用下水泥净浆流动度经时损失和外加剂与水泥相容性检测的多种试验组合，使试验仪器多用途化，提高工作效率；以水泥净浆中水泥颗粒阻力来表征水泥净浆的流动性，改变了传统试验的检测指标，使得检测手段更加的精确，从而提高了检测的准确性；排列试管和单片机微处理器的结合将数据处理的方法运用到试验的实际操作中来，使数据处理和试验同步实时进行，减少了传统试验中数据采集的误差和提高了试验的自动化程度。
下面结合附图和实施例对本发明专利进一步说明。图1是智能减水剂试验仪立体图。图2是智能减水剂试验仪正立面图。图3是智能减水剂试验仪底座立体图。图4是智能减水剂试验仪搅拌机构固定架立体图。图5是智能减水剂试验仪搅拌轴和搅拌叶片立体图。图中1.底座，2.架立板，3.储水仓，4.搅拌叶片，5.储水仓架，6.搅拌电机，7.架立板槽口，8.铁棒，9.搅拌机构固定架，10.单片机控制部分，11.试管，12.空心圆柱筒，13.搅拌轴，14.出水量控制器，15.储水仓出水管，16.方形楔头，17.圆柱孔，18.小圆柱孔
具体实施例方式实施例1智能减水剂试验仪减水率测定:打开仪器，将仪器自带程序调至减水率测定试验程序，将所述储水仓(3)中装满水，称取等量新鲜水泥六份分别倒入所述六根试管
0、1、2、3、4、5 (11)中，按下所述单片机控制部分(10)的放水按钮，程序自动控制所述储水仓(3)的出水量控制器0、1、2、3、4、5 (14)，向所述六根试管O、1、2、3、4、5 (11)中依次注入P0、P1、P2、P3、P4、P5的用水量，并在所述试管1、2、3、4、5 (11)中分别倒入等量减水剂，放下所述搅拌机构固定架(9)，使所述搅拌叶片(4)没入水泥中，按下单片机控制部分(10)的电机按钮，单片机发出预定指令给所述搅拌电机(6)，所述搅拌电机(6)低速转动，使水、水泥和减水剂混合，tl时刻单片机控制部分(10)接收的搅拌轴(13)传感器所得水泥颗粒阻力信号和出水量控制器(14)出水量信号，自动建立以所述试管1、2、3、4、5 (11)的出水量Px为横坐标，以所述试管1、2、3、4、5 (11)中水泥颗粒阻力Fx为纵坐标的高次(5次)函数关系Fx-Px曲线，以所述试管O (11)中的水泥颗粒阻力为已知量F即可通过高次函数关系F=F(P)求得相应水泥颗粒阻力的用水量P’，单片机控制部分(10)自动计算减水率(P-P’)/P。实施例2智能减水剂试验仪水泥净浆流动性经时损失测定:打开仪器，将仪器自带程序调至水泥净浆流动性经时损失试验程序，向所述六根试管0、1、2、3、4、5 (11)中倒入等量水泥，再利用所述单片机控制部分(10)发出指令给所述储水仓出水量控制器0、1、2、
3、4、5 (14)，向所述六根试管0、1、2、3、4、5 (11)中注入等量水P和等量减水剂，并放下所述搅拌机构固定架(9)，使所述搅拌叶片(9)没入水泥中后，所述单片机控制部分(10)发出指令给所述搅拌电机(6)，所述搅拌电机(6)低速转动，使水、水泥和减水剂混合，在tl时刻得出上述各试管O、1、2、3、4、5 (11)中水泥净浆的水泥颗粒阻力FO、F1、F2、F3、F4、F5，所述搅拌电机(6)停转时间t,在tl+t时刻所述搅拌电机(6)自动启动,得出上述各试管0、1、
2、3、4、5 (11)中水泥净浆的水泥颗粒阻力 F0’、F1’、F2’、F3’、F4’、F5’，由(Σ (Fx，-Fx)/Fx’ ) /6可判断水泥净浆的流动性经时损失情况。实施例3智能减水剂试验仪外加剂与水泥相容性检测:打开仪器，将仪器自带程序调至外加剂与水泥相容性试验程序，对某种水泥选择外加剂时，每次试验选择一种外加剂按不同掺量Lx加入所述六根试管0、1、2、3、4、5 (11)的水泥净浆中，并测定t时刻水泥净浆中的水泥颗粒阻力Fx ;当对某种外加剂选择水泥时，每次试验选择一种水泥加入不同掺量Lx的该种外加剂，并测定t时刻水泥净浆中的水泥颗粒阻力Fx，然后绘制以掺量Lx为横坐标，水泥净浆中水泥颗粒阻力值Fx为纵坐标的函数曲线，单片机控制部分(10)分析比较多次试验，外加剂掺量Lx低、水泥颗粒阻力Fx小(水泥净浆流动度大)，流动度损失小的外加剂对水泥的适应性好。
权利要求
1.一款快速准确测定减水剂减水率、快速判定外加剂与水泥相容性以及确定减水剂作用下水泥净浆流动度经时损失的装置；智能减水剂试验仪，其特征是自下而上包括底座(I)、试管(11)、搅拌电机(6)、搅拌轴(13)、搅拌叶片(4)、搅拌机构固定架(9)、单片机控制部分(10)。
2.根据权利要求1所述的智能减水剂试验仪，其特征是:所述底座(I)，其特征为底座Cl)上表面纵向中心线上等间距分布有六个高度50mm、内径58mm的空心圆柱筒(12)，所述空心圆柱筒(12)垂直固接于所述底座(I)表面；所述底座(I )，其特征为底座(I)纵向中心线两端各有一块垂直于所述底座(I)上表面的架立板(2);所述底座(I )，其特征为底座(I)横向后方固接储水仓架(5 )，所述储水仓架(5 )上排列有六个储水仓(3 )。
3.根据权利要求1或2所述的智能减水剂试验仪，其特征是:所述架立板(2)，其特征为架立板(2)竖向中心线上开有一段230mm长度的竖向架立板槽口(7)，所述架立板槽口(7)的顶部以铁棒(8)焊封。
4.根据权利要求1所述的智能减水剂试验仪，其特征是:所述试管(11)，其特征为试管(II)透明，试管(11)高度100mm，内径52mm，所述试管(11)刚好能套放于上述底座(I)上的所述空心圆柱筒(12)内，所述试管(11)从左向右依次编号0、1、2、3、4、5。
5.根据权利要求1或2所述的智能减水剂试验仪，其特征是:所述储水仓出水管(15)上有一出水量控制器(14)，所述各储水仓(3)出水量控制器(14)从左向右依次编号O、1、2、3、4、5，与所述试管0、1、2、3、4、5 (11)对应，所述储水仓出水管(15) 口高于所述底座(I)上放置的所述六个试管(11) 口 10mm。
6.根据权利要求1或5所述的智能减水剂试验仪，其特征是:所述储水仓(3)出水量控制器0、1、2、3、4、5 (14)用导线与单片机处理部分(10)相连，接收单片机控制部分(10)发出的放水指令，并在所述试管0、1、2、3、4、5 (11)中放入卩0、？1、？2、？3、？4、？5的用水量。
7.根据权利要求1所述的智能减水剂试验仪，其特征是:所述搅拌机构由下部的搅拌轴(13)、8瓣搅拌叶片(4)和上部的搅拌电机(6)组成，所述8瓣搅拌叶片(4)间断分布于搅拌轴(13)上，所述搅拌轴(13)上装有感知水泥颗粒阻力的传感器。
8.根据权利要求1所述的智能减水剂试验仪，其特征是:所述搅拌机构固定架(9)两端为方形楔头(16)，方形楔头(16)卡在上述架立板槽口(7)内，所述方形楔头(16)上各有一个小铁钩；所述搅拌机构固定架(9)纵向中心线上等间距分布有六个圆柱孔(17)，上述搅拌电机(6)恰好能固定于圆柱孔(17)内，所述圆柱孔内另有一小圆柱孔(18)贯穿所述搅拌机构固定架(9)底部，上述搅拌轴(13)穿过所述小圆柱孔(18)连接上部的搅拌电机(6)和下部的搅拌叶片(4)。
9.根据权利要求1所述的智能减水剂试验仪，其特征是:所述单片机控制部分(10)置于所述搅拌机构固定架(9)上，用导线与所述搅拌电机(6)和储水仓(3)出水量控制器O、1、2、3、4、5 (14)相连；所述单片机控制部分(10)能够发送指令使搅拌电机(6)转停和使储水仓(3)出水，同时接收来自搅拌轴(13)传感器的水泥颗粒阻力信号和储水仓(3)出水量控制器0、1、2、3、4、5 (14)的出水量信息。
10.根据权利要求1或9所述的智能减水剂试验仪，其特征是:所述单片机控制部分(10)，其特征是内置减水率测定、外加剂与水泥相容性试验、减水剂作用下水泥净浆流动度经时损失试验三种控制程序。
全文摘要
一款快速准确测定减水剂减水率、快速判定外加剂与水泥相容性以及确定减水剂作用下水泥净浆流动度经时损失的装置。自下而上包括底座、试管、搅拌电机、搅拌轴、搅拌叶片、搅拌机构固定架、单片机控制部分。本发明改变传统试验方法的检测指标，通过搅拌轴上的传感器来检测不同分散状况下的水泥净浆中水泥颗粒阻力值，表征水泥净浆的流动度，采用排列试管试验结合单片机将试验过程与数据分析同步进行，达到快速检测的目的。本发明优点是快速准确测定减水剂减水率，并能快速判定外加剂与水泥的适应性和确定减水剂作用下水泥净浆流动性经时损失，将三种试验过程模块化并组合，提高工作效率，减少试验材料浪费，降低成本。
文档编号G01N33/00GK103196797SQ20131008771
公开日2013年7月10日 申请日期2013年3月19日 优先权日2013年3月19日
发明者熊春龙, 李九苏, 关宏信 申请人:长沙理工大学