本发明涉及一种适用于减水剂的简易粘度检测装置及其使用方法，所述装置特别适用于连续化生产条件下减水剂母液性能的快速检测。
背景技术：
减水剂是制造现代混凝土的必备材料和核心技术。随着我国基础建设的快速发展以及商品混凝土的逐渐普及，对减水剂的需求量逐年增大，目前，我国减水剂产品的市场容量达到近千万吨。
减水剂的生产包括母液生产和成品复配两个主要过程，其中，减水剂母液的品质是影响成品性能的决定性因素。市场上主流的减水剂母液包括聚羧酸，磺化丙酮甲醛缩聚物，萘磺酸甲醛缩聚物，氨基磺酸苯酚甲醛缩合物和三聚氰胺甲醛缩聚物等水溶性聚合物。
在减水剂工厂连续化生产过程中，需要对减水剂母液和成品进行性能检测，传统的检测方法是通过拌制混凝土，测定减水率。然而，该方法存在很多弊端：一是拌合混凝土需要3～5人配合工作，劳动强度大，工作环境差。二是消耗大量水泥，砂石等原材料，试验完毕又产生大量的混凝土垃圾难以处理。三是检测结果会因原材料品质波动而不稳定。
由于减水剂生产的产量巨大，上述问题造成的人力、物力和环境成本是不可忽视的。因此，亟待开发一种更加高效可行的新型减水剂性能检测方法。
技术实现要素：
针对现有技术存在的不足，本发明提供一种适用于减水剂的简易粘度检测装置及其使用方法，使用该装置可以实现减水剂母液性能的快速检测。使用本发明所述装置的检测方法具有高效、环保、可靠性高等优点。
本发明所述适用于减水剂的简易粘度检测装置，其结构包括装置主体和外层套管；外层套管为恒温水套管；
所述装置主体设有储液槽3和填料槽4，有中通管路连接储液槽3和填料槽4；中通管路一端外延成加料口1，另一端为出料口，出料口处设有出料阀门7；在储液槽的上方中通管路设有上液位刻度2-1，在填料槽4和储液槽3的中间的中通管上设有下液位刻度2-2，在填料槽4下方的中通管中设有填料托板6。
放置有填料5在填料槽4中；
恒温水套管8包裹储液槽3至填料槽4部位；恒温水套管8在储液槽3上方设有出水口，在填料槽4下方设有进水口。
所述填料5等分为上下两层，上层填料5的粒径范围在5～10mm，下层填料5的粒径范围在2～5mm。
原则上，任何不与减水剂母液发生吸附或者化学反应的惰性物质都可以作为填料5。
所述填料槽4容量为5～20mL；
所述储液槽3的容量为填料槽4容量的1～5倍；
优选的，所述填料5是玻璃碎片，陶瓷碎片，石子，树脂颗粒；
所述树脂颗粒是指PP树脂颗粒或者ABS树脂颗粒。
所述填料托板6为孔状结构，其网孔尺寸略小于填料5粒径。
本发明装置的测试原理是：本发明装置填料槽4中装有特殊设计的填料5颗粒，当被测样品通过填料槽4时，将受到填料的流动阻力。不同粘度的试样受到的流动阻力不同，粘度越大，流动阻力越大，相应的流出时间越长。测试中得到流出时间数据，即反映了被测样品的粘度。
为兼顾流动性及区分度，所述填料5在填料槽4中的空隙率为30～70％，适宜测试的减水剂母液质量浓度范围在5～20％；
所述填料5空隙率的定义为：
当填料5空隙率过低或减水剂母液浓度过高时，样品在装置中的流动性差，流出时间长，甚至会发生堵塞填料槽4的风险；反之，空隙率高或浓度过低时，装置对不同粘度样品的区分度会下降。
减水剂母液的生产是由单体通过聚合反应，得到具有一定分子量的聚合物的过程。既有研究表明，减水剂的相对分子质量对其性能起到至关重要的影响，一般在某一分子量区间内，减水剂性能会达到最优，过高或过低的分子量均会损害减水剂性能。此外，对于一定结构的减水剂样品，在相同的溶液浓度下，其溶液粘度即可反映分子量大小。在工厂的连续化生产条件下，产品配方和生产工艺是确定的，其影响产品性能的最大变量即是分子量是否达到设计值。针对这种情况，使用本发明装置测试减水剂样品的流出时间，就可以表征其是否达到了生产工艺要求的分子量范围，继而评价其性能是否合格。
本发明装置经过特殊设计，通过设计合理的装置尺寸比例、双层填料5结构以及适中的填料4空隙率和填料5颗粒大小，使得不同粘度常规减水剂母液产品可以在本发明装置中获得良好的区分效果，特别适用于其粘度检测。
使用本装置时，恒温水自温水套管的进出水口进出。
本发明装置的使用方法是：首先，垂直放置本发明装置，恒温水套管8下进上出通入25℃的恒温水，关闭出料阀门7；然后，从加料口1加入待检测样品，使其充满填料槽4和储液槽3，液面与上液位刻度2-1平齐；最后，打开出料阀门7，使待检测样品自然流出，使用秒表记录液面从上液位刻度2-1降至下液位刻度2-2的时间，即为该检测样品的流出时间。
本发明所述装置在连续化生产条件快速检测减水剂母液性能的具体操作方法是：
1.选取标准合格品。标准合格品应该是工厂新近生产的，经混凝土减水率实验检测合格的，同型号20个批次以上的产品的等量均匀混合，代表了工厂合格品的平均性能水平。
2.分别测试检测样品和标准合格品的固体含量。
3.稀释检测样品和标准合格品至相同的质量浓度，使稀释后的质量浓度范围在5～20％。
4.使用本装置分别测试检测样品和标准合格品的流出时间。
5.根据流出时间相对偏差值判定样品合格与否，“│流出时间相对偏差值│≦3.0％”时，判定样品合格，“│流出时间相对偏差值│﹥3.0％”，判定为样品不合格，其中：
本发明装置适用于连续化生产条件下以聚合反应制造的减水剂母液的快速性能检测，所述减水剂母液包括但不限于聚羧酸减水剂(PCA)、磺化丙酮甲醛缩聚物(SAF)、萘磺酸甲醛缩聚物(SNF)、氨基磺酸苯酚甲醛缩合物(SPF)、三聚氰胺甲醛缩聚物(SMF)。
本发明方法的有益效果是：1.极大精简了连续化生产条件下减水剂母液性能检测的过程，提高了劳动效率，减轻了工作强度；2.检测过程不需要消耗水泥、砂石等原料，不产生混凝土垃圾，节约资源，保护环境。3.检测结果重复性好，避免了传统方法中原材料品质波动造成的检测误差。4.检测完毕的样品可以回收利用，减少浪费。
附图说明
图1是本发明装置的示意图，包括(1)加料口，(2-1)上液位刻度，(2-2)下液位刻度，(3)储液槽，(4)填料槽，(5)填料，(6)填料托板，(7)出料阀门，(8)恒温水套管；
具体实施方式
本发明实施例中减水率测试按照GB 8076-2008规定的方法进行，所用减水剂试样由江苏苏博特新材料股份有限公司提供，待检测样品和相对应的标准合格品是在同一天，同样的实验材料下测试的，以保证结果准确性。样品性能合格与否的评判标准为：“│测试样品减水率－标准合格品减水率│≦1.0％”时，判定测试样品合格，否则不合格；
本发明所述装置具体结构如图1所示，设置有储液槽3和填料槽4以及恒温水套管，有中通管路连接储液槽3和填料槽4；中通管路一端外延成加料口1，另一端为出料口，出料口处设有出料阀门7；在储液槽的上方中通管路设有上液位刻度2-1，在填料槽4和储液槽3的中间的中通管上设有下液位刻度2-2，在填料槽4下方的中通管中设有填料托板6。
放置有填料5在填料槽4中；
恒温水套管8包裹储液槽3至填料槽4部位；恒温水套管8在储液槽3上方设有出水口，在填料槽4下方设有进水口。
所述填料5等分为上下两层，上层填料5的粒径范围在5～10mm，下层填料5的粒径范围在2～5mm。
所述填料5是玻璃碎片；
所述填料托板6为孔状结构，其网孔尺寸略小于填料5粒径。
实施例的检测操作方法为：
1.分别测试检测样品和标准合格品的固体含量。
2.稀释检测样品和标准合格品至相同的质量浓度。
3.使用本装置分别测试检测样品和标准合格品的流出时间。
首先，垂直放置图1所示装置，恒温水套管8下进上出通入25℃的恒温水，关闭出料阀门7；然后，从加料口7加入检测样品，使其充满填料槽4和储液槽3，液面与上液位刻度2-1平齐；最后，打开出料阀门7，使待检测样品自然流出，使用秒表记录液面从上液位刻度2-1降至下液位刻度2-2的时间，即为该检测样品的流出时间。
4.根据流出时间相对偏差值判定样品合格与否，“│流出时间相对偏差值│≦3.0％”时，判定样品合格，“│流出时间相对偏差值│﹥3.0％”，判定为样品不合格，其中：
具体实施例均采用上述的操作方法，但各个实施例的装置参数，减水剂种类，稀释后的浓度是各不相同的。表1列出了各实施例中所使用的本发明装置参数：
表一 各实施例所用发明装置参数
表2是各实施例的检测结果，包括本发明方法检测结果以及减水率测试的结果：
从表2的结果可以看出：实施例7,9,12,13,16的检测样品的“│流出时间相对偏差值│”大于3.0％，经本发明方法判定为不合格，其余实施例的检测样品“│流出时间相对偏差值│”小于3.0％，经本发明方法判定是合格的，这一结果与使用减水率方法测试的结论相一致。
实施例1～7中，使用了相同尺寸和填料的本发明装置，测试样品都是PCA。其中，实施例1,2,5，6中，分别将PCA的标准品稀释到了5％，10％,15％，20％的质量浓度，经本发明装置测试，它们的流出时间依次是75.2s,117.1s,135.0s和163.6s。可以看出，在其他条件一定的条件下，随着聚合物减水剂浓度的增加，其在本发明装置中的流出时间是增大的。
实施例2,3,4中，标准品和检测样品都稀释到了10％的质量浓度，对相同的标准合格品，使用本发明装置重复测试测得的流出时间分别是117.1，117.3和116.9，波动性很小，说明本检测装置检测样品的重复性好。
表2：使用本发明方法和减水率测试方法检测结果
以上对本发明的有限个数实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的专利涵盖范围之内。