一种利用磁力测量膨胀水泥浆的抗压性能的装置及方法与流程

本发明涉及一种利用磁力测量膨胀水泥浆的抗压性能的装置及方法，具体可以解决在撤除周围的应力后膨胀水泥浆的结构遭到破坏的问题，适用于模拟现实环境中膨胀水泥浆受到周围环境的挤压力的情形。

背景技术：

膨胀水泥浆和普通水泥浆的性能不一样，它能够在成型的过程中膨胀，从而让它的抗压强度增大，但在成型过程中必须要有周围环境给它提供压力，否者就无法成为固定的形态。因此，为了更准确的测量膨胀水泥浆的抗压强度，需要在周围有压力条件下才能测量。目前还没有一种利用磁力来提供约束力的装置能在给膨胀水泥浆提供周围应力的情况下还能被破坏掉，因此为了解决这类问题，本发明装置采用了比较合适的方法，使得准确测量膨胀水泥浆的抗压强度成为了可能。

技术实现要素：

本发明目的是提供一种利用磁力测量膨胀水泥浆的抗压性能的装置及方法，针对在测量膨胀水泥浆的抗压强度时，由于普通装置在测量过程中无法被破坏，如若撤除该装置又会破坏膨胀水泥浆的结果，通过采用现在装置能够很好地解决这两类问题，能够在保护膨胀水泥浆的结构的同时还能被破坏掉，本装置的可调节性高，能够根据不同的环境情况调节出最适宜该环境的应力状态；而且装置的其结构设计简单合理，组装方便，成本低，还保证了实验要求。

为了实现上述的技术特征，本发明的目的是这样实现的：一种利用磁力测量膨胀水泥浆的抗压性能的装置，它包括多块弧形绝缘块，每块弧形绝缘块的内部都设置有夹层，所述夹层的内部两侧分别设置有多个用于产生电磁力的螺线管，多块弧形绝缘块之间组合之后构成圆柱筒体结构，所述圆柱筒体结构的上、下两端分别安装有锁紧箍组件，所述圆柱筒体结构的内底部封装有底板，在圆柱筒体结构的顶部通过封盖板限位安装有顶板，所述顶板的顶部安装有盖板。

所述锁紧箍组件包括两个对称布置的半圆形卡箍，在半圆形卡箍的两端设置有连接耳，所述连接耳之间通过螺栓组件固定相连。

所述顶板的中心位置加工有与盖板相配合的中心螺纹孔。

所述盖板的中心设置有中心螺纹柱，所述中心螺纹柱与顶板的中心螺纹孔相配合，并将圆柱筒体结构封闭。

所述弧形绝缘块的底端设置有限位裙边，所述限位裙边与底板相配合，并对其进行限位；所述弧形绝缘块的顶端加工有第一螺纹孔。

所述封盖板采用弧形板结构，在封盖板上均布加工有多个第二螺纹孔，所述第二螺纹孔与弧形绝缘块顶部的第一螺纹孔相配合。

所述弧形绝缘块的底端和顶端内壁都采用限位裙边。

所述弧形绝缘块共有四块，合拢组合之后构成整个圆柱筒体结构。

每个所述弧形绝缘块内部都安装有至少8个螺线管，并分别对称设置在夹层的两侧。

采用任意一项所述利用磁力测量膨胀水泥浆抗压性能装置的试验方法，它包括以下步骤：

step1：准备好该装置需要的材料，选取四块弧形绝缘块，并在每个弧形绝缘块内部安装螺线管；

step2：每个弧形绝缘块内壁都安装一个压力传感器；

step3：选取其中两块弧形绝缘块并对其进行拼装，在拼装完成后再在底部的限位裙边上限位安装一块底板，顶部放置顶板；

step4：在组装好的两块弧形绝缘块的内壁贴上双面胶，底板和顶板的内侧均贴双面胶，然后将塑料薄膜粘到贴有双面胶的地方，再把另外的两块组装好的弧形绝缘块的内侧也贴上双面胶，同时将塑料薄膜贴上，最后四块弧形绝缘块合拢组合之后构成整个圆柱筒体结构，并让塑料薄膜的开口从顶板的中心螺纹孔中伸出来；

step5：在圆柱筒体结构的两端套上锁紧箍组件，并用螺栓组件将其固定住；

step6：选择不同配制比的膨胀水泥浆进行填充：根据实验需求配制7组不同膨胀剂含量水泥浆待用，用电子秤称取3组标号为42.5的水泥，重量分别为1000g、950g、900g、850g、800g、750g、700g，称取重量分别为0g、50g、100g、150g、200g、250g、300g的膨胀剂，称取7组温水，依次将7组水泥、膨胀剂及温水混合，配置成膨胀剂含量为0、5％、10％、15％、20％、25％、30％的膨胀水泥浆；

step7：先用钩子将带中心螺纹孔的顶板提到圆柱筒体结构的顶端，从螺中心螺纹孔中向装置内填充膨胀水泥浆，等到填充满时将薄膜带将其封口，将其多余部分塞进装置内，然后将带有中心螺纹柱的盖板和中心螺纹孔扭转紧；

step8：放在合适条件下养护，并记录下四个压力传感器的示数；

step9：养护28天后将装置转移到测量抗压强度的实验室内，根据压力传感器显示的数据并取其平均数，先给螺线管提供电流，不断增大电流，直到达到压力传感器记录的膨胀水泥浆膨胀压力，并保持当前电流大小，即维持当前膨胀压力；

step10：然后卸下锁紧箍组件，将压力试验机的丝杆对准圆柱筒体结构的顶板，启动压力试验机开始测量不同膨胀剂含量下的膨胀水泥浆抗压强度。

本发明有如下有益效果：

1、由于不同的测试实验需要周围环境的挤压力不同，而且还需要根据实际情况调试出最合适的压力，该装置能很好的解决这一问题，本装置采用的通电螺线管作为电磁铁，能够根据压力传感器的示数来调节通过螺线管的电流的大小，从而调节挤压力的大小；本装置可调节性高，能够根据不同的环境情况调节出适宜该环境的应力状态，这样可以更好的模拟真实环境。

2、在实验过程中为了保证膨胀水泥达到一定的强度，就要使膨胀水泥浆出入密闭环境中，本装置所设计的上部封口部件，既能满足限制膨胀水泥浆向上膨胀，又能在测量膨胀水泥浆抗压强度时，随着压力大小盖板向下移动压坏膨胀水泥浆，达到测试其抗压强度的目的。

3、在测量膨胀水泥浆的抗压强度时，该装置的锁紧箍组件，利用磁力维持膨胀应力，这样在测量过程中其装置本身强度不会限制膨胀水泥浆破坏而引起结果误差，能够在保护膨胀水泥浆前期强度形成的同时还能模拟在接近真实的环境中破坏掉，使测试结果更加准确。

4、本装置可以循环使用，结构简单，材料易得，可以大大降低测量的难度。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。

图1为本发明第一种弧形绝缘块组装之后的整体结构图。

图2为本发明第一种单块弧形绝缘块组件组装过程图。

图3为本发明锁紧箍组件组装结构图。

图4为本发明顶板结构图。

图5为本发明盖板结构图。

图6为本发明第二种单块弧形绝缘块结构图。

图7为本发明第二种弧形绝缘块组装之后的整体结构图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施方式做进一步的说明。

实施例1：

请参阅图1-7，一种利用磁力测量膨胀水泥浆的抗压性能的装置，它包括多块弧形绝缘块3，每块弧形绝缘块3的内部都设置有夹层9，所述夹层9的内部两侧分别设置有多个用于产生电磁力的螺线管10，多块弧形绝缘块3之间组合之后构成圆柱筒体结构，所述圆柱筒体结构的上、下两端分别安装有锁紧箍组件4，所述圆柱筒体结构的内底部封装有底板，在圆柱筒体结构的顶部通过封盖板5限位安装有顶板6，所述顶板6的顶部安装有盖板15。通过采用上述结构的装置能够用于根据压力传感器的示数来调节通过螺线管的电流的大小，从而调节挤压力的大小；本装置可调节性高，能够根据不同的环境情况调节出适宜该环境的应力状态，这样可以更好的模拟真实环境。

进一步的，所述锁紧箍组件4包括两个对称布置的半圆形卡箍2，在半圆形卡箍2的两端设置有连接耳1，所述连接耳1之间通过螺栓组件16固定相连。

进一步的，所述顶板6的中心位置加工有与盖板15相配合的中心螺纹孔7。

进一步的，所述盖板15的中心设置有中心螺纹柱14，所述中心螺纹柱14与顶板6的中心螺纹孔7相配合，并将圆柱筒体结构封闭。

进一步的，所述弧形绝缘块3的底端设置有限位裙边13，所述限位裙边13与底板相配合，并对其进行限位；所述弧形绝缘块3的顶端加工有第一螺纹孔11。

进一步的，所述封盖板5采用弧形板结构，在封盖板5上均布加工有多个第二螺纹孔12，所述第二螺纹孔12与弧形绝缘块3顶部的第一螺纹孔11相配合。

进一步的，所述弧形绝缘块3的底端和顶端内壁都采用限位裙边13。

进一步的，所述弧形绝缘块3共有四块，合拢组合之后构成整个圆柱筒体结构。通过圆柱筒体结构能够用于填充膨胀水泥浆。

进一步的，每个所述弧形绝缘块3内部都安装有至少8个螺线管10，并分别对称设置在夹层9的两侧。通过采用螺线管10即相邻弧形绝缘块3接触的地方一边是n极向外放置而另一绝缘板上就是s极向外放置，进而保证了其能够吸合。

进一步的，在每个弧形绝缘块3内中心位置粘贴有压力传感器，其目的在于：通过压力传感器可以测量不同膨胀剂含量下的膨胀水泥浆对管壁的压力大小，从而得到膨胀水泥浆中膨胀剂的含量与压力的对应变化规律；根据不同膨胀剂含量下的膨胀水泥浆压力值，来调节通电螺线管的电流为其提供足够的磁力，从而对膨胀水泥浆提供足够的约束力；当对养护后的膨胀水泥浆施加压力测量其抗压强度时，可通过压力传感器测量膨胀水泥浆上部受到压力后对管壁的侧向压力大小，为后期膨胀水泥浆用于真实环境中的研究提供数据支撑。

进一步的，压力传感器布置后，弧形绝缘块3内侧贴有双面胶，然后用双面胶将塑料薄膜贴在装置里面，其目的在于：薄塑料袋可以防止膨胀水泥浆和装置壁粘连，方便装置的循环使用，避免清洗的工序；避免发生漏浆；避免压力传感器与膨胀水泥浆的直接接触，有效提高压力传感器的循环利用率。

进一步的，所述弧形绝缘块3的底板和顶板均布置有压力传感器，目的在于：将盖板压力传感器的压力值与压力试验机压力对比，更精确的得出膨胀水泥浆的抗压强度；将底板和顶板压力传感器的压力值对比，分析膨胀水泥浆从上端至下端的膨胀压力变化规律及分析当有外力施加时，上下两端所受压力的变化规律。

进一步的，所述装置铁质材料、锁紧箍组件4的刚度要足够强并均做过防腐处理，使装置有足够的强度限制膨胀水泥浆膨胀，而且要保证在养护期间锁紧箍组件4能够将装置扣紧，最大程度的限制膨胀水泥浆膨胀，该装置是可拆卸的且组装简单，这样便于其循环利用。

进一步的，每个弧形绝缘块3边缘接触的地方内部设置有夹层并在其表面均涂有一层绝缘胶，其目的在于：在夹层内安装有通电螺线管，这样通电之后，通过通电螺线管提供的磁力，使得各带暗槽的弧形绝缘块3之间紧密的吸引在一起，从而对膨胀水泥浆提供足够的约束力，而且通电螺线管提供的磁力可根据需要通过控制电流大小进而调节磁力大小，弧形绝缘块3涂有绝缘胶，不影响通电螺线管的磁力。

进一步的，组装该装置的方法有两种，第一，先将两块带有小型通电螺线管的弧形绝缘块3拼装在一起，然后在装置两端的其中一端放置底板，另一端放置带螺纹孔的顶板，然后将剩下两块带有小型通电螺线管的弧形绝缘块3对应组装起来，并将塑料薄膜的开口从顶板的螺纹孔中伸出来，最后组装成空心圆柱体型装置；

第二，直接将四块带有小型通电螺线管的弧形绝缘块3拼装在一起，然后将圆形厚铁板5放在装置的底端，接着在每块材料上都贴上一些双面胶，然后将塑料薄膜粘上去，最后组装成无盖的空心圆柱体型装置；组装完成后均在装置两头套上锁紧箍组件4，并用螺栓组件16固定住。

实施例2：

采用任意一项所述利用磁力测量膨胀水泥浆抗压性能装置的试验方法，它包括以下步骤：

step1：准备好该装置需要的材料，选取四块弧形绝缘块3，并在每个弧形绝缘块3内部安装螺线管10；

step2：每个弧形绝缘块3内壁都安装一个压力传感器；

step3：选取其中两块弧形绝缘块3并对其进行拼装，在拼装完成后再在底部的限位裙边13上限位安装一块底板，顶部放置顶板6；

step4：在组装好的两块弧形绝缘块3的内壁贴上双面胶，底板和顶板6的内侧均贴双面胶，然后将塑料薄膜粘到贴有双面胶的地方，再把另外的两块组装好的弧形绝缘块3的内侧也贴上双面胶，同时将塑料薄膜贴上，最后四块弧形绝缘块3合拢组合之后构成整个圆柱筒体结构，并让塑料薄膜的开口从顶板6的中心螺纹孔7中伸出来；

step5：在圆柱筒体结构的两端套上锁紧箍组件4，并用螺栓组件16将其固定住；

step6：选择不同配制比的膨胀水泥浆进行填充：根据实验需求配制7组不同膨胀剂含量水泥浆待用，用电子秤称取3组标号为42.5的水泥，重量分别为1000g、950g、900g、850g、800g、750g、700g，称取重量分别为0g、50g、100g、150g、200g、250g、300g的膨胀剂，称取7组温水，依次将7组水泥、膨胀剂及温水混合，配置成膨胀剂含量为0、5％、10％、15％、20％、25％、30％的膨胀水泥浆；

step7：先用钩子将带中心螺纹孔7的顶板6提到圆柱筒体结构的顶端，从螺中心螺纹孔7中向装置内填充膨胀水泥浆，等到填充满时将薄膜带将其封口，将其多余部分塞进装置内，然后将带有中心螺纹柱的盖板15和中心螺纹孔7扭转紧；

step8：放在合适条件下养护，并记录下四个压力传感器的示数；

step9：养护28天后将装置转移到测量抗压强度的实验室内，根据压力传感器显示的数据并取其平均数，先给螺线管10提供电流，不断增大电流，直到达到压力传感器记录的膨胀水泥浆膨胀压力，并保持当前电流大小，即维持当前膨胀压力；

step10：然后卸下锁紧箍组件4，将压力试验机的丝杆对准圆柱筒体结构的顶板6，启动压力试验机开始测量不同膨胀剂含量下的膨胀水泥浆抗压强度。

上述实施例用来解释说明本发明，而不是对本发明进行限制，在本发明的精神和权利要求的保护范围内，对本发明做出的任何修改和改变，都落入本发明的保护范围。