一种耐火泥浆粘接时间测试仪及测试方法与流程

本发明涉及耐火泥浆测试技术领域，尤其涉及一种耐火泥浆粘接时间测试仪及测试方法。

背景技术：

“粘接时间”是反映耐火泥浆施工性能的重要指标。目前耐火泥浆粘接时间的测定是根据GB/T 22459.3-2008(ISO 13765-3:2004)标准规定的试验方法进行的，该测试方法的主要步骤是：在烘干后的耐火砖230mm×114mm的面上涂抹搅拌好的耐火泥浆，每块耐火砖的纵向端面应相互平行，允许误差±1mm；横向端面也应相互平行，允许误差0.5mm，在泥浆涂层上旋转两根隔棒，隔棒平行于114mm的棱，且距两棱各30mm，然后放上另一块砖；用手轻压上面的一块砖，沿230mm长度方向来回揉动，直到砖缝达到3mm；抽出隔棒，注意不破坏砖缝，除去边缘多余的泥浆，启动秒表，沿230mm长度方向来回揉动上面一块砖，揉动时不能破坏泥浆接缝，当砖不能再揉动时，记录所用时间，单位为秒。

该标准所述的测试方法是一种完全依靠人工的试验方法，手动揉动砖的幅度和频率、揉动时泥浆层厚度的控制、何种情况下认为砖不能再揉动，都只能凭试验者的感觉确定。因为耐火泥浆粘接时间测定结果与上述各项因素都有密切关系，而这些因素都是受试验者的操作手法和感觉来控制的，直接导致了不同实验室、不同试验者得到的测试结果存在非常大的偏差；尤其是当测试的耐火泥浆有触变性的时候，测试结果偏差就更大，最大偏差会达到1-2分钟甚至更长。而对耐火泥浆粘接时间的要求通常为1-3分钟，因此如此大的检测结果偏差是不能允许的。

技术实现要素：

本发明提供了一种耐火泥浆粘接时间测试仪及测试方法，采用专用仪器进行耐火泥浆粘接时间测试，且测试过程完全符合国家标准规定；其消除了测试中的人为不确定因素，大大提高了测试精度；试验条件可量化，能够更准确地反映耐火泥浆的实际使用状态；应用本发明还可对耐火泥浆粘接干涸过程中泥浆流变学特性进行观测和分析，确定其是否具有触变性，从而更准确地评价耐火泥浆的施工性能。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：

一种耐火泥浆粘接时间测试仪，包括机架、下砖安放车、上砖固定架、驱动装置及走纸记录仪；所述机架上部平面设有轨道，下砖安放车可沿轨道往复移动，测试用下砖通过锁紧机构一固定在下砖安放车上；下砖安放车两端对称地设有重力砣装置；上砖固定架安装在下砖安放车上方，测试用上砖通过锁紧机构二固定在上砖固定架上；上砖固定架两侧设分别设滑动托架，滑动托架底部分别设支撑架；滑动托架由托架和滑动杆组成，滑动杆可沿支撑架上的滑套滑动；其中一个滑动杆连接驱动装置；走纸记录仪由记录笔和自动走纸器组成，记录笔固定在上砖固定架或滑动托架上，下砖安放车上与记录笔对应的位置设有自动走纸器。

所述重力砣装置由重力砣、定滑轮、钢丝绳、拨片和固定挡板组成，拨片与下砖安放车固定连接并可随之移动，定滑轮固定在支撑架上，钢丝绳一端连接重力砣，另一端依次穿过定滑轮、拨片后与固定挡板固定连接；轨道两侧的机架上分别设立板，立板上开设通槽供拨片通过，固定挡板设置在立板内侧。

所述锁紧机构一和锁紧机构二均为螺旋锁紧钮。

所述驱动装置为曲柄连杆机构，曲柄连接机构由圆盘和连杆组成；圆盘上沿周向开设多个铰接孔，每个铰接孔具有不同的回转半径；连杆一端与滑动杆铰接，另一端与圆盘上的一个铰接孔铰接；圆盘采用马达驱动或人工驱动。

所述托架为U形，上砖固定架两侧与托架插接。

所述重力砣设有多个重量规格供选择，或采用可组合叠加重量的结构形式。

基于一种耐火泥浆粘接时间测试仪的耐火泥浆粘接时间测试方法，包括如下步骤：

a)取2块烘干后的标形砖A和B；

b)将A砖230×114mm一面放置在下砖安放车上；

c)在A砖朝上的砖面上摆放两根金属隔棒，金属隔棒直径与泥缝要求厚度一致；金属隔棒平行于A砖114mm的棱，且距两棱各30mm；

d)将B砖230×114mm一面对应放在A砖上面的金属隔棒上，将B砖四角与A砖的四角对齐；

e)将上砖固定架从上方套在B砖外侧，上砖固定架的两侧分别插入托架中；

f)拧紧上砖固定架上的锁紧机构二将上砖固定架与B砖牢固固定在一起；

g)将上砖固定架与B砖整体从托架上取下，撤走A砖上的两根金属隔棒；

h)通过试验时上砖所需揉动幅度，选择连杆与圆盘上某一回转半径的铰接孔铰接；

i)在A砖上平面均匀涂抹搅拌好的耐火泥浆，泥浆厚度大于泥缝要求厚度；

j)将两根金属隔棒按步骤c)重新压放在A砖上面的泥浆层上；

k)将固定有B砖的上砖固定架两侧重新插入托架中固定，固定好后，B砖230×114mm的砖面压在A砖上面的泥浆上；

l)用手轻轻推动上砖固定架，揉动按压B砖使其压到金属隔棒上，并使B砖与A砖的四角对齐；停止按压，抽出金属隔棒，刮除砖缝外面挤出的泥浆；

m)启动驱动装置、走纸记录仪和秒表，连杆通过上砖固定架带动B砖往复移动，观察A砖的摆动状态；

n)记录A砖开始出现摆动的时间、A砖与B砖相对位移为零的时间或A砖与B砖相对位移接近零且在其后长时间内保持不变的起始时间；通常情况下以相对位移为零的时间作为耐火泥浆的粘接时间；如果A砖与B砖间的相对位移减小到一定值并在其后长时间内保持该位移值不再变化，说明该耐火泥浆干涸后具有触变性，以起始时间作为耐火泥浆的粘接时间，具体时间根据自动记录仪上的位移变化曲线确定。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1)本发明完全符合GB/T 22459.3-2008(ISO 13765-3:2004)关于耐火泥浆粘接时间(粘接稳定性，Joint stability)测试的原理和技术要求；

2)本发明消除了GB/T 22459.3-2008(ISO 13765-3:2004)规定的测试条件中人为的不确定因素，大大提高了耐火泥浆粘接时间测试的精确度；

3)本发明可用于对耐火泥浆粘接干涸过程中泥浆流变学特性的观测和分析，确定耐火泥浆干涸后是否具有触变性，能够更准确地评价耐火泥浆的施工性能。

附图说明

图1是本发明所述耐火泥浆粘接时间测试仪的结构示意图。

图2是本发明所述重力砣装置的结构示意图。

图中：1.圆盘 2.连杆 3.滑动杆 4.托架 5.金属隔棒 6.上砖 7.下砖 8.上砖固定架 9.锁紧机构二 10.支撑架 11.锁紧机构一 12.下砖安放车 13.轨道 14.机架 15.重力砣装置 16.自动走纸器 17.记录笔 18.重力砣 19.定滑轮 20.钢丝绳 21.拨片 22.固定挡板 23.立板

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明：

如图1所示，本发明所述一种耐火泥浆粘接时间测试仪，包括机架14、下砖安放车12、上砖固定架8、驱动装置及走纸记录仪；所述机架14上部平面设有轨道13，下砖安放车12可沿轨道13往复移动，测试用下砖7通过锁紧机构一11固定在下砖安放车12上；下砖安放车12两端对称地设有重力砣装置15，使下砖安放车12在无其它外力作用时固定不动；上砖固定架8安装在下砖安放车12上方，测试用上砖6通过锁紧机构二9固定在上砖固定架8上；上砖固定架8两侧设分别设滑动托架，滑动托架底部分别设支撑架10；滑动托架由托架4和滑动杆3组成，滑动杆3可沿支撑架10上的滑套滑动；其中一个滑动杆3连接驱动装置；走纸记录仪由记录笔17和自动走纸器16组成，记录笔27固定在上砖固定架8或滑动托架上，下砖安放车12上与记录笔17对应的位置设有自动走纸器16。

所述重力砣装置15由重力砣18、定滑轮19、钢丝绳20、拨片21和固定挡板22组成，拨片21与下砖安放车12固定连接并可随之移动，定滑轮19固定在支撑架10上，钢丝绳20一端连接重力砣18，另一端依次穿过定滑轮19、拨片21后与固定挡板22固定连接；轨道13两侧的机架14上分别设立板23，立板23上开设通槽供拨片21通过，固定挡板22设置在立板内侧。

所述锁紧机构一11和锁紧机构二9均为螺旋锁紧钮。

所述驱动装置为曲柄连杆机构，曲柄连接机构由圆盘1和连杆2组成；圆盘1上沿周向开设多个铰接孔，每个铰接孔具有不同的回转半径；连杆2一端与滑动杆3铰接，另一端与圆盘1上的一个铰接孔铰接；圆盘1采用马达驱动或人工驱动。

所述托架4为U形，上砖固定架8两侧与托架4插接。

所述重力砣18设有多个重量规格供选择，或采用可组合叠加重量的结构形式。

基于一种耐火泥浆粘接时间测试仪的耐火泥浆粘接时间测试方法，包括如下步骤:

a)取2块烘干后的标形砖A和B；

b)将A砖230×114mm一面放置在下砖安放车12上；

c)在A砖朝上的砖面上摆放两根金属隔棒5，金属隔棒5直径与泥缝要求厚度一致；金属隔棒5平行于A砖114mm的棱，且距两棱各30mm；

d)将B砖230×114mm一面对应放在A砖上面的金属隔棒5上，将B砖四角与A砖的四角对齐；

e)将上砖固定架8从上方套在B砖外侧，上砖固定架8的两侧分别插入托架4中；

f)拧紧上砖固定架8上的锁紧机构二9将上砖固定架8与B砖牢固固定在一起；

g)将上砖固定架8与B砖整体从托架4上取下，撤走A砖上的两根金属隔棒5；

h)通过试验时上砖所需揉动幅度，选择连杆2与圆盘1上某一回转半径的铰接孔铰接；

i)在A砖上平面均匀涂抹搅拌好的耐火泥浆，泥浆厚度大于泥缝要求厚度；

j)将两根金属隔棒5按步骤c)重新压放在A砖上面的泥浆层上；

k)将固定有B砖的上砖固定架8两侧重新插入托架4中固定，固定好后，B砖230×114mm的砖面压在A砖上面的泥浆上；

l)用手轻轻推动上砖固定架8，揉动按压B砖使其压到金属隔棒5上，并使B砖与A砖的四角对齐；停止按压，抽出金属隔棒5，刮除砖缝外面挤出的泥浆；

m)启动驱动装置、走纸记录仪和秒表，连杆2通过上砖固定架8带动B砖往复移动，观察A砖的摆动状态；

n)记录A砖开始出现摆动的时间、A砖与B砖相对位移为零的时间或A砖与B砖相对位移接近零且在其后长时间内保持不变的起始时间；通常情况下以相对位移为零的时间作为耐火泥浆的粘接时间；如果A砖与B砖间的相对位移减小到一定值并在其后长时间内保持该位移值不再变化，说明该耐火泥浆干涸后具有触变性，以起始时间作为耐火泥浆的粘接时间，具体时间根据自动记录仪上的位移变化曲线确定。

本发明所述一种耐火泥浆粘接时间测试仪的特点如下：

1)在整个试验过程中始终通过重力砣装置15用一设定大小恒定的力将下砖7约束起来，即使上砖6通过火泥带动下砖7作往复运动时，其约束力也不发生改变；

2)上、下砖6.7只在水平方向移动，因此上、下砖6.7之间的泥浆层厚度在揉动过程中始终保持不变；

3)设定好圆盘1与连杆2铰接点的回转半径后，揉动上砖6的幅度始终保持恒定，揉动频率在采用机械驱动的情况下也能保持恒定；

4)上、下砖6.7之间的相对位移能够连续记录。

施加在下砖安放车12上的约束力，可以通过增加或减少重力砣18的重量或数量进行调整，不同种类的耐火泥浆可设定不同的约束力。约束力大小的设定依据是：揉动上砖6时，干涸泥浆的粘结力能牵动下砖7摆动但不会破坏耐火泥浆对两砖的粘接。一般情况下，可以根据轻质砖用、重质砖用、普通结合、化学结合等几个不同类别的耐火泥浆分别设置不同的约束力。

往下砖7上表面涂抹耐火泥浆前，先用2根金属隔棒5设定上砖6与下砖7之间的最小砖缝尺寸，上砖固定架8通过托架4支撑定位，在下砖7上涂上耐火泥浆并将上砖6压到设定的位置后，在整个揉动过程中，上、下砖6.7间的泥缝厚度将保持设定的厚度不变，无须人工进行控制。

本发明所述测试仪器上安装有可记录两砖相对位移的走纸记录仪，试验过程中上、下两砖6.7间的位移变化能被连续记录。走纸记录仪的原理是：在下砖安放车12上安装微型自动走纸器16，在上砖固定架8或滑动托架上安装装能在自动走纸的记录纸上画上痕迹的记录笔17，上、下砖6.7间不同步摆动时就会记下一个振幅变化的正弦曲线，上、下砖6.7间同步摆动时就会记下一条直线。该走纸记录仪不仅能帮助试验者精确确定粘接时间，还能帮助试验者分析耐火泥浆的触变特性。

采用本发明进行火泥粘接时间试验时，先在下砖7上涂上耐火泥浆，再压好上砖6，两砖之间的间距在试验过程中将不会再发生改变。刚开始揉动上砖6时，由于耐火泥浆的粘接力小于重力砣装置15施加在下砖7上的约束力，下砖7将保持不动，两砖之间的相对位移为最大值，即为揉动上砖6的振幅。随着时间的推移，处于两砖之间的耐火泥浆中的水分被砖吸收，耐火泥浆的粘度逐渐增大，耐火泥浆对两砖的粘接力也逐渐增大。当耐火泥浆的粘接力大于重力砣装置15施加在下砖7上的约束力时，下砖7将随上砖6的揉动一起开始摆动，两砖之间的相对位移开始减小。之后随着耐火泥浆粘度增大，上砖6的摆动幅度会逐渐增大，两砖之间的相对位移逐渐减小，最终两砖会同步摆动，两砖之间的相对位移等于0。

由于整个试验过程中所有试验参数的均可量化控制，试验条件的不确定性和人为因素完全得以消除，之前常规试验时同一样品出现很大试验结果偏差的情况将不再发生。另外，由于可以量化设定试验条件，也可以做到试验条件完全模拟实际施工条件，能够使检测结果更准确地反映耐火泥浆在实际使用时的粘接情况。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。