一种测定水泥密度的恒温水槽试验装置及其试验方法与流程

本发明涉及水泥密度检测设备技术领域，具体地指一种测定水泥密度的恒温水槽试验装置及其试验方法。

背景技术：

目前，在试验室进行水泥密度实验时，传统的恒温水槽需要将盛有煤油的李氏比重瓶浸泡在恒温水槽中，在20℃±1℃温度下保温至少30min后取出读数，温度对煤油的体积变化较敏感，传统的恒温水槽在水泥密度试验时受人为操作及环境温度影响较大，试验精度不高，对试验人员的操作水平要求较为严格。申请号为201720698844.7，专利名称为《一种测定水泥密度的试验装置》公开了一种测定水泥密度的试验装置：它包括恒温水槽，在恒温水槽内设置有李氏比重瓶，在李氏比重瓶的顶部设有水泥灌装管和煤油管装管，在李氏比重瓶内插接有液位传感器。该专利的缺点如下：1、李氏瓶不能保证在恒温水槽内竖直放置，导致李氏瓶的读数存在缺陷；2、李氏瓶未整体浸入恒温水槽内，导致温度对试验精度产生影响；3、液位传感器对李氏瓶内的液面高度具有影响，且液面越高，液位传感器浸入体积越大，影响越大，导致李氏瓶内的液面读数错误。

技术实现要素：

本发明的目的就是要解决上述背景技术的不足，提供一种结构简单、数据准确的测定水泥密度的恒温水槽试验装置及其试验方法。

为实现此目的，本发明所设计的测定水泥密度的恒温水槽试验装置，包括恒温水槽座和李氏瓶，其特征在于：所述恒温水槽座的高度大于所述李氏瓶的高度，所述恒温水槽座内设有可使李氏瓶保持在竖直方向的固定支架，所述恒温水槽座的侧壁上设置有透明观测区，所述透明观测区上设有用于读取所述李氏瓶刻度的读数望远镜。

进一步的，所述固定支架包括固定于所述恒温水槽座内部侧壁上的球形接头和连接于所述球形接头上的支架连杆，所述支架连杆的端部固定有可锁紧所述李氏瓶的瓶颈的卡扣。

进一步的，所述支架连杆上固定有水准泡。

进一步的，所述恒温水槽座的侧壁上开有方形槽，所述方形槽内固定有透明玻璃，所述透明玻璃所覆盖的恒温水槽座的侧壁区域为所述透明观测区，所述读数望远镜设置于所述透明玻璃表面。

进一步的，所述透明玻璃表面还设有可调节所述读数望远镜在所述透明玻璃上的观测位置的调节支架；所述调节支架包括固定于所述透明玻璃的一个转角处的铰接座和铰接连接于所述铰接座上的直线轨道，所述直线轨道上连接有可沿其轴向移动的所述读数望远镜。

进一步的，所述直线导轨为封闭环形结构，其包括平行设置的两条直线导轨杆段，所述两条直线导轨杆段位于同一侧的端部之间通过弧形杆段连接为一体，所述读数望远镜滑动连接于所述两条直线导轨杆段上，所述直线导轨所围成的封闭环形区域为所述读数望远镜读取所述李氏瓶的刻度的读数区。

进一步的，所述透明观测区为正方形观测区，所述直线导轨的长度不超过所述透明观测区的边长。

一种基于上述所述的测定水泥密度的恒温水槽试验装置的试验方法，其特征在于：向李氏瓶内注入一定量无水煤油，盖上瓶塞放人恒温水槽座内，使李氏瓶的刻度部分浸入水中，调节水温保持在一固定值，调节固定支架使李氏瓶保持竖直，恒温至少30分钟，通过读数望远镜读取李氏瓶的液面刻度记为v1，称取一定质量的水泥样品，打开瓶塞，将水泥样品加入李氏瓶内，盖上瓶塞，调节固定支架使李氏瓶保持竖直，恒温至少30分钟，通过读数望远镜读取李氏瓶的液面刻度记为v2，将水泥样品的质量除以v2和v1的差值即为水泥样品的密度。

进一步的，所述将水泥样品加入李氏瓶内的步骤是：用小匙将水泥样品一点点装入李氏瓶内，通过磁力棒搅拌或超声波震动所述李氏瓶内的混合物，直至李氏瓶内没有气泡排出。

更进一步的，所述将水泥样品加入李氏瓶内的步骤还包括：调节固定支架，使固定支架松开所述李氏瓶，从恒温水槽座中取出李氏瓶，用滤纸将李氏瓶长颈内没有煤油的部分仔细擦拭干净，再用小匙将水泥样品一点点装入所述李氏瓶内。

本发明的有益效果是：1、李氏瓶可整体浸入恒温水槽座内，通过可调焦的读数望远镜，在不打开水槽座顶盖取出李氏瓶的情况下即可非常清晰的读取恒温水槽内李氏瓶的刻度，并且不影响李氏瓶内的结构稳定。2、通过固定支架可使李氏瓶在恒温水槽座内保持竖直状态浸泡于水中，不会浮起，水准泡用于校核李氏瓶在恒温水槽中的竖直度，确保李氏瓶处于竖直水平状态，防止了李氏瓶倾斜和漏油，提高了试验的精度及工作效率。3、恒温水槽内设有多个防水灯泡，在不打开水槽座顶盖情况下，水槽内的亮度即可满足读数清晰的要求。4、恒温水槽座外壁设置读数窗口(透明观测区)，读数窗口采用透明有机玻璃，其散热系数小，防止由于读数影响恒温水槽内的温度稳定。5、直线导轨可以窗口边长为直径做弧线运动，读数望远镜可沿直线导轨上下移动，可精确读取恒温水槽内李氏瓶的刻度。综上所述，本装置结构简单、易操作、有效避免了人为操作和环境温度的影响，提高了试验精度，具有很好的实用效果和推广价值。

附图说明

图1为本发明中恒温水槽试验装置的左视图；

图2为本发明中恒温水槽试验装置的主视图；

图3为本发明中恒温水槽试验装置的俯视图；

其中，1—恒温水槽座，2—李氏瓶，3—固定支架(3.1—球形接头，3.2—支架连杆，3.3—卡扣)，4—透明玻璃，5—读数望远镜，6—水准泡，7—铰接座，8—直线轨道(8.1—直线导轨杆段，8.2—弧形杆段)，9—瓶塞，10—水槽座顶盖，11—防水灯泡。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步的详细说明。

如图1—3所示的测定水泥密度的恒温水槽试验装置，包括恒温水槽座1和李氏瓶2，恒温水槽座1的高度大于李氏瓶2的高度，恒温水槽座1内设有可使李氏瓶2保持在竖直方向的固定支架3，恒温水槽座1的侧壁上设置有透明观测区，透明观测区上设有用于读取李氏瓶刻度的读数望远镜5。

固定支架3包括固定于恒温水槽座1内部侧壁上的球形接头3.1和连接于球形接头3.1上的支架连杆3.2，支架连杆3.2上固定有水准泡6，支架连杆3.2的端部固定有可锁紧李氏瓶2的瓶颈的卡扣3.3。

恒温水槽座1的侧壁上开有方形槽，方形槽内固定有透明玻璃4，透明玻璃4所覆盖的恒温水槽座1的侧壁区域为透明观测区，读数望远镜5设置于透明玻璃4表面。透明玻璃4表面还设有可调节读数望远镜5在透明玻璃4上的观测位置的调节支架；调节支架包括固定于透明玻璃4的一个转角处的铰接座7和铰接连接于铰接座7上的直线轨道8，直线轨道8上连接有可沿其轴向移动的读数望远镜5。直线导轨8为封闭环形结构，其包括平行设置的两条直线导轨杆段8.1，两条直线导轨杆段8.1位于同一侧的端部之间通过弧形杆段8.2连接为一体，读数望远镜5滑动连接于两条直线导轨杆段8.1上，直线导轨8所围成的封闭环形区域为读数望远镜5读取李氏瓶2的刻度的读数区。透明观测区为正方形观测区，直线导轨8的长度为透明观测区的边长。

基于上述的测定水泥密度的恒温水槽试验装置的试验方法：水泥样品预先通过0.90mm方孔筛，在110℃土5℃温度下烘干1h，并在干燥器内冷却至室温(室温应控制在20℃士1℃)，称取水泥样品60g，精确至0.01g(在测试其他材料密度时，可按实际情况增减称量材料质量，以便读取刻度值)，将无水煤油注人李氏瓶2中至“0ml”到“1ml"之间刻度线，此时加入磁力棒搅拌，盖上瓶塞9放入恒温水槽座1内，使刻度部分浸入水中(水温应控制在20℃士1℃)，打开恒温水槽座1内的防水灯泡11，用卡扣3.3固定住李氏瓶2，调节支架连杆3.2，使水准泡6的气泡居中，盖上水槽座顶盖10，恒温至少30min后，移动透明玻璃4上的直线导轨8和可调焦的读数望远镜5，读取李氏瓶2内煤油的凹液面的刻度，为初始读数v1，打开水槽座顶盖10，松开固定李氏瓶2的卡扣3.3，从恒温水槽座1中取出李氏瓶2，用滤纸将李氏瓶2细长颈内没有煤油的部分仔细擦干净。用小匙将水泥样品一点点地装入李氏瓶2中，反复摇动(亦可用超声波震动或磁力搅拌等)，直至没有气泡排出，盖上瓶塞9放入恒温水槽座1内，使刻度部分浸入水中(水温应控制在20℃士1℃)，用卡扣3.3固定住李氏瓶2，调节支架连杆3.2，使水准泡6的气泡居中，盖上水槽座顶盖10，恒温至少30min后，移动直线导轨8和读数望远镜5，读取李氏瓶2内煤油的凹液面的刻度，为第二次读数v2，第一次读数和第二次读数时，恒温水槽的温度差不大于0.2℃，用水泥样品的质量除以v2和v1的差值即为水泥密度，为保证试验准确性，可在恒温水槽座1内设置多个李氏瓶2，计算密度后取平均值。

以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明的结构做任何形式上的限制。凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明的技术方案的范围内。