快速砂浆棒法碱活性自动测试装置的制作方法

本实用新型涉及建筑材料检测技术领域，具体地指一种快速砂浆棒法碱活性自动测试装置。

背景技术：

目前，快速砂浆棒法是目前国内主要采用的硅酸盐骨料碱活性试验方法，GB/T 14684-2011《建设用砂》、GB/T 14685-2011《建设用卵石、碎石》、TB/T 2922.5-1998《铁路混凝土用骨料碱活性试验方法快速砂浆棒法》、JGJ 52-2006《普通混凝土用砂、石质量及检验方法标准》、DL/T 5151-2014《水工混凝土砂石骨料试验规程》等都将快速砂浆棒法作为检测硅酸盐类骨料碱活性的标准试验方法。

具体试验过程如下：①砂浆棒试件制作成型完毕后，放入标准养护室养护(24±2)h后脱模，测量试件的初始长度。待测试件须用湿布覆盖，防止水分蒸发。②测完初始长度后，将试件浸没于养护筒内的水中，并保持水温在(80±2)℃的范围内，养护(24±2)h。③取出试件，用毛巾擦干表面，读出试件的基准长度(取出试件至完成读数应在(15±5)s试件内)，在试件上覆盖湿毛巾，待全部试件测完基准长度后，再将所有试件分别浸没于养护筒内的1mol/L的NaOH溶液中，并保持溶液温度在(80±2)℃的范围内。④通过测长仪定期测其长度变化，测长方法与测基准长度方法相同，若浸泡14d试件膨胀率在0.10％以上时，则判定该岩样具有潜在碱活性危害。

现有快速砂浆棒法碱活性试验存在两方面问题：①采集数据时需将试件从溶液中取出擦干表面短时间内进行测量(15s±5s)，难以实现对温度的精准控制；②数据采集过程完全靠人工完成，试验自动化程度低，难以对试验条件进行精准控制。上述问题导致快速砂浆棒法碱活性试验存在一些无法避免的人为及温度变化等因素造成的误差，并且试验自动化程度低，生产效率低，劳动强度大。

公开号为CN 203870085 U的中国实用新型专利公开了一种岩石柱法碱活性全自动测试装置，包括控制台、废液收集箱、恒温箱、水箱和恒温装置，恒温箱内部设有试样盒和用于检测岩石柱试样长度的位移测量装置，位移测量装置通过升降支架上下移动，试样通过试样定位板固定，为避免恒温箱内碱液不污染位移测量装置，位移测量装置与试样间设有位移导杆，位移导杆通过试样盒顶面上的孔水平限位。该装置具有如下缺陷：1.升降支架、试样定位板间无任何连接关系，易产生相对晃动，导致位移测量装置与试样间位置不稳定，测量产生较大误差；2.对位移导杆上下端与位移测量装置、试样间接触要求极高，位移导杆与试样盒顶面上的孔间存在空隙，试样膨胀过程中位移导杆稍微倾斜都将带来较大误差；3.恒温箱内只能同时试验一组试样，设备利用率低，试验成本高。

因此，需要开发出一种结构简单、测量误差小、可同时多组试验的快速砂浆棒法碱活性自动测试装置。

技术实现要素：

本实用新型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、测量误差小、可同时多组试验的快速砂浆棒法碱活性自动测试装置。

本实用新型的技术方案为：一种快速砂浆棒法碱活性自动测试装置，包括控制台、壳体、以及位于壳体内部的恒温箱、水箱、位移传感器，其特征在于：所述恒温箱内设有多个养护桶，各所述养护桶通过管道与水箱连接，各所述养护桶内设有用于测试一组多个砂浆棒试件的试件架，多个位移传感器固定于试件架上，所述试件架上设有自复位顶杆组件与各位移传感器配合，所述位移传感器通过数据采集器与控制台连接。

优选的，所述试件架包括由上至下依次水平设置的第一安装板、第二安装板、第三安装板，所述第一安装板与第二安装板之间、第二安装板与第三安装板之间通过竖直杆件连接形成整体框架结构，所述位移传感器固定于第一安装板上且位移传感器的探头朝下穿过第一安装板。

进一步的，所述自复位顶杆组件包括设置于第二安装板上的套筒、连接于套筒上端的上盖、顶杆和弹簧，所述顶杆同轴穿过套筒和上盖，所述顶杆上设有限位凸缘，所述套筒内壁在限位凸缘下方朝内延伸形成止退台，所述弹簧同轴套设于顶杆上且上下端分别通过上盖、限位凸缘压缩限位。

进一步的，所述套筒外壁径向延伸形成安装耳，所述第二安装板上开有安装孔，所述套筒向上穿过安装孔使安装耳与第二安装板底面轴向配合限位，所述套筒穿过第二安装板的上端外壁与上盖内壁螺纹连接直至上盖与第二安装板顶面压紧配合。

进一步的，所述顶杆下端设有与砂浆棒试件上端对应的第一弧形槽，所述第三安装板顶面设有与砂浆棒试件下端对应的第二弧形槽。

优选的，所述恒温箱顶部设有与养护桶对应的装配孔，所述养护桶桶口与装配孔四周固连。

优选的，所述水箱位于壳体内底部，包括水平依次布置的碱溶液水箱、蒸馏水水箱和废液收集箱，所述碱溶液水箱、蒸馏水水箱和废液收集箱均通过管道与各养护桶连接且各管道上均设有调节控制阀，所述调节控制阀的开启、闭合状态由控制台控制。

优选的，所述养护桶内设有液位传感器，所述液位传感器电连接控制台，将检测的液位高度转换成电信号输出至控制台，所述液位传感器为浮球式液位传感器。

优选的，所述恒温箱内设有恒温装置，所述恒温装置包括相连接的热风循环风机和温度传感器，所述温度传感器电连接控制台将感受到的温度传感信号输出至控制台，所述热风循环风机与控制台电连接。

优选的，所述壳体内还设有对壳体内所有电器元件配电的控制配电部件，所述控制配电部件与控制台连接。

本实用新型的有益效果：

1.各养护桶中可根据不同试验要求、不同试验进度同时进行多组试验，增加了设备的利用率。试验液体进入养护桶中，用量较小，液体的进入和排出速度快，提高了设备工作效率。

2.试件架将位移传感器、顶杆组件、砂浆棒试件固定，使其之间无法产生晃动，减小了位移传感器的测量误差，而且顶杆组件将顶杆周向限位仅能轴向活动，顶杆与砂浆棒试件间为弹力接触，使砂浆棒试件与顶杆间紧密贴合，进一步减小了二者间的相对晃动，提高测试精度。

3.结构简单、操作方便，实现了试验的全自动化控制，提升了工作效率。

附图说明

图1为本实用新型结构示意图

图2为试件架结构示意图

图3为自复位顶杆组件结构示意图

其中：1-壳体 2-控制台 3-恒温箱 4-水箱 5-位移传感器 6-养护桶 7-试件架 8-数据采集器 9-套筒 10-上盖 11-顶杆 12-弹簧 13-恒温装置 14-控制配电部件 15-液位传感器 16-砂浆棒试件 71-第一安装板 72-第二安装板 73-第三安装板 91-止退台 92-安装耳 111-限位凸缘 721-安装孔 112-第一弧形槽 731-第二弧形槽 41-碱溶液水箱 42-蒸馏水水箱 43-废液收集箱。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明。

如图1-3所示，本实用新型提供的一种快速砂浆棒法碱活性自动测试装置，包括控制台2、壳体1、以及位于壳体1内部的恒温箱3、水箱4、位移传感器5，恒温箱3内设有多个养护桶6，恒温箱3顶部设有与养护桶6对应的装配孔，养护桶6桶口与装配孔四周固连。各养护桶6通过管道与水箱4连接，各养护桶6内设有用于测试一组多个砂浆棒试件16的试件架7，多个位移传感器5固定于试件架7上，试件架7上设有自复位顶杆组件与各位移传感器5的探头配合，位移传感器5通过数据采集器8与控制台2连接。

试件架7包括由上至下依次水平设置的第一安装板71、第二安装板72、第三安装板73，第一安装板71与第二安装板72之间、第二安装板72与第三安装板73之间通过竖直杆件74连接形成整体框架结构，位移传感器5固定于第一安装板71上且探头朝下穿过第一安装板71。

自复位顶杆组件包括设置于第二安装板72上的套筒9、连接于套筒9上端的上盖10、顶杆11和弹簧12，顶杆11同轴穿过套筒9和上盖10，顶杆11上设有限位凸缘111，套筒9内壁在限位凸缘111下方朝内延伸形成止退台91，弹簧12同轴套设于顶杆上11且上下端分别通过上盖10、限位凸缘111压缩限位。止退台91限制了顶杆11仅能轴向向上移动。

套筒9外壁径向延伸形成安装耳92，第二安装板72上开有安装孔721，套筒9向上穿过安装孔721使安装耳92与第二安装板72底面轴向配合限位，套筒9穿过第二安装板72的上端外壁与上盖10内壁螺纹连接直至上盖10与第二安装板72顶面轴向压紧配合。

顶杆11的下端与砂浆棒试件16上端对应的第一弧形槽112，第三安装板73上设有与砂浆棒试件16下端对应的第二弧形槽731，本实施例中顶杆11的上端面为与位移传感器5探头配合的平面。

本实施例中一个试件架7与三个砂浆棒试件16相对应。本实施例中以壳体1的长度方向为横向(图1中左右向)，宽度方向为纵向(图1中垂直于纸面方向)，养护桶6为以纵向为长度方向设置的条形槽，多个养护桶6在恒温箱3内横向间隔设置，试件架7放置于养护桶6内且第三安装板73与桶底接触限位，第一安装板71、第二安装板72、第三安装板73形状均与养护桶6截面对应，三个位移传感器5纵向间隔安装于第一安装板71上，同理自复位顶杆组件纵向间隔安装于第二安装板72上与移传感器5对应。

水箱4位于壳体1内底部，包括水平依次布置的碱溶液水箱41、蒸馏水水箱42和废液收集箱43，碱溶液水箱41、蒸馏水水箱42和废液收集箱43均通过管道与各养护桶6连接且各管道上均设有调节控制阀，调节控制阀的开启、闭合状态由控制台2控制。

养护桶6内设有液位传感器15，液位传感器15电连接控制台2，将检测的液位高度转换成电信号输出至控制台2，液位传感器15为浮球式液位传感器。

恒温箱3内设有恒温装置13，恒温装置13包括相连接的热风循环风机和温度传感器，温度传感器电连接控制台2将感受到的温度传感信号输出至控制台2，热风循环风机与控制台2电连接。壳体1内还设有对壳体内所有电器元件配电的控制配电部件14，控制配电部件14与控制台2连接。

本实用新型的工作原理为：

测量时将砂浆棒试件16放入试件架7内，砂浆棒试件16的两端在成型时两端设有金属杆，金属杆两端为弧形面，砂浆棒试件16的上端进入顶杆11的第一弧形槽112，下端进入第三安装板73上的第二弧形槽731。砂浆棒试件16将顶杆11向上顶起，弹簧12压缩对砂浆棒试件16产生向下的压力，将砂浆棒试件16牢牢固定在顶杆11于第三安装板73之间，位移传感器5的探头与顶杆11的上端接触，随时监测砂浆棒试件16的长度变化，并将数据通过数据采集器8传给控制台2。

控制台2通过恒温装置13来保证恒温箱3内的温度恒定，控制台2通过控制调节控制阀，先向养护桶6内注入蒸馏水，对砂浆棒试件16进行浸泡，24h后自动排出蒸馏水至废液收集箱43；然后向养护桶6内注入一定浓度的碱溶液，通过液位传感器15监测养护桶6内溶液高度，达到一定高度后停止碱溶液注入，对砂浆棒试件16开始浸泡；浸泡一定时间后，通过位移传感器5传给控制台1的砂浆棒试件16的位移膨胀数据，测试完毕后将废液排至废液收集箱43。