[发明专利]一种粉体堆积密度测试装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及混凝土施工技术领域，尤其涉及一种粉体堆积密度测试装置及方法。

背景技术

水泥、矿物掺合料等粉体颗粒的堆积受颗粒的形状、取向、电性、颗粒间吸引力或斥力等诸多因素的影响，即使搅拌或振实，也无法完全消除颗粒间力的影响。外加的微细粉常常不能像预想的那样提高堆积密度，细颗粒间的吸引力相当大，超过重力作用，使它们紧靠在一起，阻碍更细的颗粒进入其间。因此，如何使颗粒克服表面力并在颗粒允许的范围内尽可能的紧密堆积，成为准确测试粉体堆积密度的一个关键因素。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：提供一种可消除颗粒的形状、取向、电性和颗粒间力影响的粉体堆积密度测试装置及方法。

本发明为解决上述技术问题所采取的技术方案为：

一种粉体堆积密度测试装置，其特征在于，它包括压杆、压腔、垫片、及压盖，所述压盖包括承载部和设置在所述承载部表面的压实部，所述压腔的一端套设在所述压盖的压实部上，所述压实部的直径与所述压腔的内径相当，所述压杆的直径和所述压实部的直径相当，所述垫片设置在所述承载部的表面并环绕压腔底端的外壁。

上述方案中，所述垫片包括第一垫片和第二垫片，所述第一垫片和第二垫片均为半圆环。

一种粉体堆积密度测试方法，其特征在于，它包括以下步骤：

1）提供如权利要求1所述的粉体堆积密度测试装置；

2）称量预定质量的粉体，将粉体混均后填入压腔中，将压杆的一端伸入至压腔内与粉体相接触；

3）利用压力机对压杆的另一端进行加压，使粉体形成压实体；

4）取下压盖，将压腔旋转180度，取出压杆，然后将压杆从上方伸入至压腔，利用压力机对压杆的上端部施压，从而将压实体压出压腔；

5）称量压实体的重量，测量压实体的高度，按照下述公式计算粉体堆积密度：

            

其中是粉体堆积密度，m是称量粉体的质量，ρ是粉体密度，r、h分别是压实体半径和高度。

上述方案中，还包括在步骤3）之后将垫片移开，再加压一次的步骤。这样可以确保压腔内的粉体双向受压，均匀压实粉体。

上述方案中，所述步骤3）中的压力机以10mm/min的速率压至20KN，保压3min。

本发明的有益效果是：利用该粉体堆积密度测试装置通过机械压力法制备干粉压实体，并测试压实体空隙率来反映初始颗粒的堆积情况，可消除颗粒的形状、取向、电性和颗粒间力影响，从而可有效直观的评价粉体或复合粉体的堆积情况。

附图说明

图1为本发明实施例提供的粉体堆积密度测试装置的立体结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的描述，当然下述实施例不应理解为对本发明的限制。

如图1所示，其为本发明实施例提供的粉体堆积密度测试装置，它包括压杆1、压腔2、垫片3、及压盖。压盖包括承载部4和设置在承载部4表面的压实部5。压腔2的一端套设在压盖的压实部5上。压实部5的直径与压腔2的内径相当。压杆1的直径和压实部5的直径相当，两者配合使用以压实填充在两者间的粉体。垫片3设置在承载部4的表面并环绕压腔2底端的外壁。

在本实施例中，垫片3包括第一垫片和第二垫片。第一垫片和第二垫片均为半圆环，两者构成整圆环，将压腔2环绕。设计第一垫片和第二垫片的目的是为了方便垫片的取放。

本发明还提供一种粉体堆积密度测试方法，它包括以下步骤：

1）提供上述粉体堆积密度测试装置；

2）称量预定质量的粉体，将粉体混均后填入压腔2中，将压杆1的一端伸入至压腔2内与粉体相接触；

3）利用压力机对压杆1的另一端进行加压，压力机以10mm/min的速率压至20KN，保压3min，使粉体形成压实体；

4）将垫片3移开，再加压一次，这样可以确保压腔2内的粉体双向受压，均匀压实粉体；

5）取下压盖，将压腔2旋转180度，取出压杆1，然后将压杆1从上方伸入至压腔2，利用压力机对压杆1的上端部施压，从而将压实体压出压腔；

6）称量压实体的重量，测量压实体的高度，按照下述公式计算粉体堆积密度：

            

其中是粉体堆积密度，m（g）是称量粉体的质量，ρ（g/cm³）是粉体密度，r（cm）、h（cm）分别是压实体半径和高度。在实际应用中，例如公认的硅灰可以提高水泥的堆积密度，但是最佳掺量的确定则可以根据本发明的装置和方法，比较不同掺量的硅灰所测得的v值，v值越大，则表明该掺量最利于提高复合粉体的堆积密度。再或者同时掺加相同量的硅灰和微珠，通过本发明所计算出的掺加微珠时的v值较大，则表明掺加微珠最利于提高复合粉体的堆积密度。