[发明专利]一种用于测定浆体自由膨胀率的装置和方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于测定浆体自由膨胀率的装置，以及使用该装置测定浆体自由膨胀率的方法。

背景技术

自由膨胀率是反映材料膨胀性能的指标之一，对判别例如混凝土浆体的膨胀性能有较大参考价值。测浆体凝结前膨胀率是结合泌水率的测试进行的，例如将水泥浆浆体灌入量筒，测试初始体积，泌水的水泥浆继续静置21h(h表示小时)后测量水泥浆体膨胀后的浆面高度。在此条件下，膨胀的水泥浆体体积除以水泥浆体初始体积即为膨胀率。

这是当前常用的浆体自由膨胀率测定方法，然而测试自由膨胀的现有实验过程中总会受到例如玻璃壁的环向限制，使得自由膨胀率测量通常局限在预定限制膨胀的范围内，存在较大误差。

注：泌水的水泥浆继续静置21h，其实际上距制浆时间为24h。

有关于自由膨胀率的测试装置，较早的见于专利文献CN2458621Y，其采用一个开放的固定槽盛装浆体，并在固定槽边壁面上设置测头。该装置没有摆脱刚性器壁对浆体的环向限制。

专利文献CN2840038Y则公开了一种水泥膨胀模拟实验装置，其采用套筒配合活塞的结构进行水泥膨胀率的测试，其中套筒内用于充填水泥浆体，然后再配合以活塞，浆体膨胀则推动活塞向上运动，从而通过对活塞位移的检测来确定浆体膨胀率。该装置一方面仍然会对浆体形成容器的环向限制，而且浆体要推动活塞移动，需要支撑一定的静压力，会进一步增加测量的误差。

专利文献CN101788456A则首先对之前水泥乳化沥青砂浆(CA砂浆)的膨胀率检测方法做了一个简要说明，并具体指出了当前采用250ml(毫升)量筒进行浆体膨胀率测量的方法所存在的问题及原因，可被本领域的技术人员所参考，进而，提出了采用置换法进行膨胀率测定的方法，尽管操作方法很复杂，相对于原有的方法测量精度也比较高，然而也主要采用量筒进行测量，并没有因此解决环向限制的问题。以此也表明，通过其他方式提高测定精度遇到了很大的瓶颈。

在一些实现中，存在采用溢流的方法进行膨胀率测定的方法，能够在一定程度上缓解环向限制的问题，但力度上非常弱，这只有在发明人分析的很小的范围内具有价值，并没有解决环向限制的问题，然而却牺牲了更多测定精度，原因在于溢流必然会导致部分浆体流失，流失的部分即便是被精确计量，通过换算计入整体的膨胀率，也会存在非常大的误差。

发明内容

有鉴于此，本发明基于待测定浆体在三维空间的自由膨胀，提出了一种测定相对准确的用于测定浆体自由膨胀率的装置，以及使用该装置测定浆体自由膨胀率的方法。

本发明采用以下技术方案：

依据本发明的一个方面，一种用于测定浆体自由膨胀率的装置，包括：

外层圆筒，为下底封闭的刚性圆筒；

内层圆筒，位于所述外层圆筒内，并具有圆柱形塑料袋构成的筒身和配置于塑料袋筒身袋口的刚性的筒头，且该内层圆筒的轴向长度小于外层圆筒的轴向长度；

复合筒盖，具有一个公用的上底板和形成在上底板下表面的内罩盖，以及形成在上底板下表面并与内罩盖同轴线的冠盖，其中内罩盖与所述筒头连接而形成与外层圆筒气密封隔离的第二空间，而冠盖与所述外层圆筒上端连接形成与外层圆筒外部气密封隔离的第一空间；相应地，在上底板上设有接入第一空间的第一管口和接入第二空间的第二管口；以及

排气计量装置，用于连接第一管口和第二管口，用于分别计量第一管口和第二管口的排气量。

依据本发明的另一个方面，一种应用上述用于测定浆体自由膨胀率的装置测定浆体自由膨胀率的方法，包括以下步骤：

1)在一个恒温恒湿的环境中，将拌合均匀的待测浆体导入到内层圆筒的塑料袋，计待测浆体的初始体积为V₀；

2)气密封连接内层圆筒与复合筒盖，所形成的气密封空间为第二空间，该第二空间通过第二管口接出；

3)将内层圆筒置入外层圆筒，并气密封连接外层圆筒与复合筒盖上的冠盖，形成测定总成，且内层圆筒与外层圆筒间形成气密封空间为第一空间，该第一空间通过第一管口接出；

4)通过连接于第一管口和第二管口的排气计量装置对第一管口和第二管口的排气量分别计量，得到排气量为ΔV₁和ΔV₂，则膨胀率为(ΔV₁+ΔV₂)/V₀*100％。