一种水泥净浆化学收缩测试装置

1.本实用新型涉及水泥净浆检测检验技术领域，尤其涉及一种水泥净浆化学收缩测试装置。


背景技术：

2.水泥净浆为水泥和水拌和之后的混合物，在水泥和水拌和之后，由于发生化学反应，其反应后的体积较之水泥和水的体积之和有所减少，该现象称为化学收缩。由于化学收缩的存在使得体积减少，而体积的变化可能引起水泥结构的变化，如处理不当，可能会造成如开裂等缺陷，影响结构强度。因此，常常需要对水泥进行水泥净浆化学收缩测试，以研究其化学收缩。
3.当前国内没有现行水泥净浆化学收缩测试标准，因此常常参照国外标准以及方式进行测试。国外标准采用的具体测试方式为：将水泥净浆置于玻璃试剂瓶中，试剂瓶中装满去离子水，玻璃试剂瓶的瓶口处安装带有移液管的橡胶塞，通过按压橡胶塞使瓶中水分到达移液管顶部位置，在液面顶端滴入油封顶以隔绝空气；测试过程中，通过观察移液管中液面高度读数来获取瓶中试样的体积收缩变化。
4.当前国际上普遍采用该种方法进行水泥净浆化学收缩测试，但是在使用过程中发现，该套装置以及方法存在一定的缺陷，主要表现为：
5.1、所用玻璃试剂瓶在水泥试样发生收缩后产生的拉应力极易导致玻璃试剂瓶破裂，从而影响测试成功率；
6.2、试样成形后不容易从试剂瓶中取出，导致试剂瓶无法多次重复利用；
7.3、化学收缩测试通常需要测试24h内材料的收缩行为，数据采集时间间隔较短，通过移液管读数工作量较大，且在大批量测试过程中，无法保证多组试样同时记录数据，造成测试误差；
8.4、测试过程中该装置通常置于恒温水浴中，保证测试环境温度条件，但上方移液管始终暴露于空气中，移液管与试剂瓶中液体存在温度差，受环境温度变化影响较大，易造成测试误差。


技术实现要素：

9.针对以上不足，本实用新型提供一种水泥净浆化学收缩测试装置，能够解决现有的试样装置数据记录不及时、测试误差大、装置无法多次重复利用的问题。
10.为达到上述目的，本实用新型采用如下技术方案：
11.一种水泥净浆化学收缩测试装置，包括有：
12.母罐，其顶部敞口设置，所述母罐的内部的顶部设置有子罐固定槽；
13.子罐，其顶部敞口设置，所述子罐通过所述子罐固定槽可拆装地安装在所述母罐内；
14.液位传感器，其设置在所述母罐的侧壁上，用于测量所述母罐内因水泥净浆化学
收缩造成的液位变化数据。
15.可选的，所述子罐包括有能够互相分离的第一子罐侧边和第二子罐侧边，所述第一子罐侧边和第二子罐侧边合围组成所述子罐的主体结构，所述第一子罐侧边和第二子罐侧边在互相贴合的侧面的相邻的两侧外侧壁上分别设置有侧耳，所述侧耳上开设有螺纹孔，且当所述第一子罐侧边和第二子罐侧边合围组成所述子罐的主体结构时，所述第一子罐侧边和第二子罐侧边的侧耳的螺纹孔通过锁紧螺栓锁紧。
16.可选的，所述第一子罐侧边和第二子罐侧边的其中一个在互相贴合的侧面上开设有配合凹槽，另一个设置有与所述配合凹槽匹配的配合凸起。
17.可选的，所述子罐固定槽整体为环形，所述子罐插接于所述子罐固定槽上，且整体为环形的所述罐固定槽的槽壁不连续。
18.可选的，所述母罐的上部侧壁上设置有液面校准出水口。
19.可选的，所述母罐的顶部敞口处盖设有顶盖以临时遮挡所述母罐的顶部敞口。
20.可选的，所述顶盖开设有通气孔。
21.可选的，所述母罐的顶部设置有锁定凸起，所述顶盖对应开设有匹配所述锁定凸起的顶盖锁定凹槽，且所述顶盖能够通过所述顶盖锁定凹槽卡在所述母罐的锁定凸起上。
22.可选的，所述液位传感器为电容式液位传感器。
23.可选的，所述液位传感器包括有传感器探头和传感器信号输出线，所述传感器探头穿过所述母罐的侧壁并位于所述母罐内，所述传感器信号输出线用于与外部器件连接并向外部器件传送数据。
24.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
25.1、本实用新型的水泥净浆化学收缩测试装置，测试时装置内部与外部大气压强保持一致，相较于封闭式的测试装置，能够减少因收缩带来的负压对测试的影响，保证测试的准确性；
26.2、通过子罐和母罐分体式的结构设置，即使子罐在测试时破裂，也不会影响测试结果，解决了由试样收缩在接触面处产生拉应力造成的装置破裂而影响测试结果的问题；
27.3、本实用新型解决了原有装置在试样成形后，无法将其从装置中取出导致装置无法重复利用的问题；
28.4、通过液位传感器测量液位的方式来转换获得化学收缩的测试数据，也即液位变化数据实时传送到诸如控制器、数据库、处理器或电脑终端等外部器件中进行记录，因此数据记录及时、准确、方便且能够多组、大规模地进行，解决了大批量测试过程中，数据记录不及时、多组数据同时人工记录易冲突的问题；
29.5、本实用新型剔除了移液管，装置置于恒温恒湿环境下（如恒温水浴下），没有像移液管始终暴露于空气中而与装置本体具有较大温度差的问题，从而提高了整个系统的精密性，保证了测试的准确性；
30.6、通过设置液面校准出水口，保证了每次测试所加入液体体积的一致性，保证测试的一致性，减少测试装置带来的误差，且液面校准出水口12共同保证了装置内外大气压强的平衡，从而能够避免试样收缩在装置内产生的负压对液面变化的不利影响。
附图说明
31.为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，以下将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍。
32.图1为国外标准采用的水泥净浆化学收缩测试装置的结构示意图；
33.图2为本实用新型的水泥净浆化学收缩测试装置的结构示意图；
34.图3为本实用新型的水泥净浆化学收缩测试装置的剖视结构示意图；
35.图4为本实用新型中母罐去掉顶盖后的结构示意图；
36.图5为本实用新型中子罐的结构示意图；
37.图6为图5中子罐的爆炸示意图；
38.图7为本实用新型中顶盖的结构示意图。
39.其中，图中所示标记为：10-母罐；11-子罐固定槽；12-液面校准出水口；13-顶盖；14-通气孔；15-锁定凸起；16-顶盖锁定凹槽；20-子罐；21-第一子罐侧边；22-第二子罐侧边；23-侧耳；24-螺纹孔；25-锁紧螺栓；26-配合凹槽；27-配合凸起；30-液位传感器；31-传感器探头；32-传感器信号输出线；41-玻璃试剂瓶；42-橡胶塞；43-移液管。
具体实施方式
40.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
41.在本实用新型的描述中 ，需要说明的是，术语“内”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二
”ꢀ
等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
42.在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
43.图1示例性地给出了一种国外标准采用的水泥净浆化学收缩测试装置，主要包括有玻璃试剂瓶41，玻璃试剂瓶41的瓶口处安装带有移液管43的橡胶塞42，实施时，将水泥净浆置于玻璃试剂瓶41中，试剂瓶中装满去离子水，玻璃试剂瓶41的瓶口处安装带有移液管43的橡胶塞42，通过按压橡胶塞42使试剂瓶41中水分到达移液管43的顶部位置，在液面顶端滴入油封顶以隔绝空气，通过观察移液管43中液面高度读数来获取瓶中试样的体积收缩变化。但是该装置及其测试方法存在一些缺陷，如玻璃试剂瓶容易破裂而影响测试成功率；玻璃试剂瓶无法多次重复利用；读数工作量较大，在大批量测试过程中，无法保证多组试样同时记录数据，造成测试误差；以及，因受环境温度变化影响较大，易造成测试误差。
44.基于此，本实用新型提供一种新型的水泥净浆化学收缩测试装置。
45.请参照图2至图7，本实用新型优选的实施例提供一种水泥净浆化学收缩测试装置，该装置主要包括有母罐10、子罐10和液位传感器30。
46.母罐10为等径的圆筒状结构，内部中空，其顶部敞口设置。为了保证母罐10的强度，母罐10可以采用金属或合金等材质制成，当然，母罐10并非测试受力的主要部位，因此，为了节省材料、节约成本，母罐10也可以用塑料或玻璃等材质制成。本优选的实施例中，示例性地，母罐10优选采用不锈钢材质制成。母罐10的内部的顶部设置有子罐固定槽11。
47.子罐20整体为圆筒状结构，内部中空，其顶部敞口设置。子罐20的中空内部用于放置测试用的水泥净浆。子罐20通过子罐固定槽11可拆装地安装在母罐10内。子罐20为测试时试样收缩在接触面处产生拉应力的作用部件，为了保证子罐20的强度，防止子罐20破裂，子罐20可以采用金属或合金等材质制成，当然，即使子罐20破裂，也因子罐20位于母罐10内而不影响测试进行，因此，为了节省材料、节约成本，子罐20也可以用塑料或玻璃等材质制成。本优选的实施例中，示例性地，子罐20优选采用不锈钢材质制成。
48.液位传感器30设置在母罐10的侧壁上，用于测量母罐10内因水泥净浆化学收缩造成的液位变化数据，实施时，液位传感器30与外部器件，诸如控制器、数据库、处理器或电脑终端等电性连接，以将液位变化数据传送给诸如电脑终端的外部器件。
49.实施时，将混合好的水泥净浆注入子罐20内，然后将子罐20通过子罐固定槽11安装在母罐10内，然后往母罐10中注入去离子水，直至浸过液位传感器30以及子罐20的顶部敞口一定高度，浸过子罐20的顶部敞口的高度应该至少是测试结束后依然能够保持去离子水的液面高度，将液位传感器30连接至诸如电脑端等，再将该水泥净浆化学收缩测试装置置于恒温恒湿环境下，开始测试并通过电脑端等记录液面数据，以通过变化的液面数据来换算得出收缩数据。
50.本实用新型的水泥净浆化学收缩测试装置，测试时装置内部与外部大气压强保持一致，相较于封闭式的测试装置，能够减少因收缩带来的负压对测试的影响；并通过子罐20和母罐10分体式的结构设置，即使子罐20在测试时破裂，也不会影响测试结果，解决了由试样收缩在接触面处产生拉应力造成的装置破裂而影响测试结果的问题。同时，子罐20采用敞口的结构设计，在测试结束后，试样能够从子罐20中取出，解决了原有装置在试样成形后，无法将其从装置中取出导致装置无法重复利用的问题。本装置通过液位传感器30测量液位的方式来转换获得化学收缩的测试数据，也即液位变化数据实时传送到诸如控制器、数据库、处理器或电脑终端等外部器件中进行记录，因此数据记录及时、准确、方便且能够多组、大规模地进行，解决了大批量测试过程中，数据记录不及时、多组数据同时人工记录易冲突的问题。本装置剔除了移液管，装置置于恒温恒湿环境下（如恒温水浴下），没有像移液管始终暴露于空气中而与装置本体具有较大温度差的问题，从而提高了整个系统的精密性，保证了测试的准确性。
51.本实用新型的水泥净浆化学收缩测试装置，通过子母罐的设计方式，能够更加方便快捷地装填及取出试样，且该设计避免了液位传感器30的传感器探头与水泥浆体之间的直接接触，提高了传感器的实用寿命，并且试样放于独立的子罐20中减少了对母罐10的污染，使得装置的拆卸及清洁工作更加容易。
52.本实用新型通过传感器监视液面变化使得数据记录更加及时且准确，大大减少了数据记录过程中产生的人为误差，从而提高了测试的精确性。且测试时装置内部与外部大
气压强保持一致，保证了装置内外大气压强的平衡，从而避免试样收缩在装置内产生的负压对液面变化的不利影响，以保证测试结果的准确性。
53.在优选的实施例中，子罐20包括有能够互相分离的第一子罐侧边21和第二子罐侧边22，第一子罐侧边21和第二子罐侧边22合围组成子罐20的主体结构，也即合围成顶部敞口的中空圆柱形结构，第一子罐侧边21和第二子罐侧边22沿着圆柱形结构的直径划分，第一子罐侧边21和第二子罐侧边22在互相贴合的侧面的相邻的两侧外侧壁上分别设置有侧耳23，侧耳23上开设有螺纹孔24，且当第一子罐侧边21和第二子罐侧边22合围组成子罐20的主体结构时，第一子罐侧边21和第二子罐侧边22的侧耳23的螺纹孔24通过锁紧螺栓25锁紧，此时形成子罐20。实施时，通过第一子罐侧边21和第二子罐侧边22在互相贴合然后通过锁紧螺栓25拧入两侧的侧耳23的螺纹孔24以实现锁紧，此时第一子罐侧边21和第二子罐侧边22互相贴合并形成子罐20的主体结构，也即为顶部敞口、内部中空的圆筒状结构。将混合好的水泥净浆注入子罐20内，然后将整个子罐20通过子罐固定槽11安装在母罐10内，注入去离子水并进行测试。测试结束后，可将试样从子罐20中取出，首先将子罐20从母罐10内取出，然后再将试样从子罐20内取出，一种是直接从子罐20的敞口处取出，另一种是，当子罐20为能够互相分离的第一子罐侧边21和第二子罐侧边22的形式时，此时，可通过拧出锁紧螺栓25使一子罐侧边21和第二子罐侧边22相分离从而便于实现试样从子罐20内取出，子罐20的可拆卸分离设计很好地解决了水泥净浆固化后不易取出的问题，也即解决了原有装置在试样成形后，无法将其从装置中取出导致装置无法重复利用的问题。
54.进一步地，第一子罐侧边21和第二子罐侧边22的其中一个在互相贴合的侧面上开设有配合凹槽26，另一个设置有与配合凹槽26匹配的配合凸起27，通过配合凹槽26和配合凸起27，能够实现第一子罐侧边21和第二子罐侧边22在贴合时快速定位，也能保证第一子罐侧边21和第二子罐侧边22在贴合时在贴合的侧面处尽量紧密，防止水泥净浆浸水后从缝隙处流出。
55.子罐20通过子罐固定槽11安装在母罐10内，固定的方式可以是通过过盈配合的插接，也可以是通过螺纹连接，本优选的实施例采用插接的方式，以便于拆装。进一步地，子罐固定槽11整体为环形，为正常成环形的凸环结构，子罐20插接于子罐固定槽11上，且整体为环形的罐固定槽11的槽壁不连续，通过槽壁不连续的子罐固定槽11具有一定的弹性，有助于实现过盈配合的插接，既能保证子罐20安装的稳定性，又能保证拆装的便利性。
56.在优选的实施例中，母罐10的上部侧壁上设置有液面校准出水口12。实施时，当往母罐10内注入去离子水时，将去离子水稍微浸过液面校准出水口12，此时，高过液面校准出水口12的去离子水会通过液面校准出水口12流出，直至与液面校准出水口12孔口低处平齐，此时可开始测试，也即每次测试其去离子水的液面高度均能保持一致，液面校准出水口12的设计保证了每次测试所加入液体体积的一致性，保证测试的一致性，减少测试装置带来的误差，且液面校准出水口12共同保证了装置内外大气压强的平衡，从而能够避免试样收缩在装置内产生的负压对液面变化的不利影响。
57.在优选的实施例中，母罐10的顶部敞口处盖设有顶盖13以临时遮挡母罐10的顶部敞口。由于测试需要一定的时间，一般为几十个小时，因此，为了避免外部干扰，以及尽量避免母罐10内的水分蒸发带来的影响，因此，设置顶盖13，避免外部物品在测试时意外通过母罐10的顶部敞口进入母罐10内，也能一定程度上避免母罐10内的水分蒸发，即使是测试时
装置置于恒温恒湿环境下。
58.进一步地，顶盖13开设有通气孔14，通气孔14有助于保证装置内外大气压强的平衡，从而能够避免试样收缩在装置内产生的负压对液面变化的不利影响。
59.在优选的实施例中，母罐10的顶部设置有锁定凸起15，顶盖13对应开设有匹配锁定凸起15的顶盖锁定凹槽16，且顶盖13能够通过顶盖锁定凹槽16卡在母罐10的锁定凸起15上，以通过顶盖锁定凹槽16和锁定凸起15的配合，能够将顶盖13固定在母罐10上而不易脱离。
60.在优选的实施例中，液位传感器30优选采用电容式液位传感器，进一步的，优选采用电容式非齐平液位传感器，示例性地，本优选的实施例中，液位传感器30采用型号为cbn04-g6.5b45-no3x-sp2的电容式非齐平液位传感器。液位传感器30包括有传感器探头31和传感器信号输出线32，传感器探头31穿过母罐10的侧壁并位于母罐10内，传感器信号输出线32用于与外部器件连接并向外部器件传送数据。
61.以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型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实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。