[发明专利]一种膏体充填材料终凝时间的测试装置和测试方法

说明书

本发明公开了一种膏体充填材料终凝时间的测试装置和测试方法，能测定含骨料充填材料的终凝时间，从而更好地反映出骨料间嵌锁作用，适用性广，不管新拌料浆是否具有膨胀性，其水分子都会大量成股渗出流至双层反渗透膜空隙中，直到有液面降到底；测试方法简单，操作方便，只需装料、软件操作、倒料、清洗装料桶即可；利用滑动变阻器及电脑控制，人为因素影响小；测试效率高，一个人可以测试多组数据；可观测性好，浮标小条和液面高度曲线走势数值显示终凝时间。

技术领域

本发明涉及膏体终凝监测领域，特别是涉及一种膏体充填材料终凝时间的测试装置和测试方法。

背景技术

膏体充填材料在新拌合期间呈现与新拌混凝土相类似的性能，即强度较低、流动性较高。在初凝之前呈流塑性，达到初凝后开始失去塑性变形，继而达到终凝完全失去塑性变形并开始产生一定的早期强度。但由于水胶比（w/b）及矿物掺合料成分在不同现场调配的不同，膏体充填材料的终凝时间也随之而有所差异。在充填开采技术的运用过程中，膏体充填材料要经过长距离的管道泵送或自重流动到采空区凝结固化支撑上覆岩层，故要求其凝固时间精准可靠（不能过早凝固于管道中阻塞，也不能过晚以致难以支承覆岩）。在这样的背景要求下，对膏体充填材料终凝时间的测定就要求格外重视。结合终凝定义，可认为从加水拌合开始到近固态混合浆体侧面无成股自由水渗出的时间间隔，即为终凝时间。终凝时刻的材料接近于固体，侧面水压力不足以渗水流出。

反渗透膜，即反渗透（Reverse Osmosis）膜，在现阶段大量使用于海水淡化、太空废水回收等高分子过滤领域。其特点为孔径小至纳米级，只有水分子及部分矿物离子能够通过（通过的离子无益损取向），其他杂质（如无机盐、重金属离子、有机物、胶体、细菌、病毒等）均无法通过，从而达到使纯水透过收集的目的。

现有的终凝时间测试方法，基本分为两类：一类是对水泥净浆采用维卡仪进行测定，将一长度为30mm±1mm、直径为1.13mm±0.05mm的圆柱体钢针从水泥净浆表面突然放松，当试针沉入试体0.5mm时，为水泥达到终凝状态；另一类是对混凝土采用贯入阻力仪进行测定，先用5mm标准筛筛出砂浆，将一圆面积A为20mm²的测针从砂浆表面贯入（25±2）mm深度，记录贯入压力P及测定时刻t，对多次数据进行线性回归分析，从而根据公式f_PR=P/A求得终凝时间（对应贯入阻力f_PR为28MPa时）。但两类方法都有各自的缺陷存在，维卡仪法只能用来测定水泥净浆（推广来说还可以测定掺加矿物掺合料的胶凝材料），不能很好地反映骨料间嵌锁作用，而贯入阻力仪法则需要在测定前筛出骨料，再通过数据拟合公式，这个过程对于初次使用者来说较为困难，不易得出有效数值。此外，两类方法都不能合理全面地显示出含骨料充填材料的终凝时间。

目前，对于初凝时间测试方法的专利已有很多，比如说房纯纲等（专利号：CN95218361）通过混凝土材料在凝结过程中电化学反应产生的电动势来测定初凝时间、任昂等（专利号：CN201410026806）通过新拌充填膏体料浆在装料桶中依靠自身重力作用产生的侧向压力来测定初凝时间。同时，对于混凝土终凝时间测试方法的专利也有存在，比如说崔溦等（专利号：CN201510163466）通过塑性套筒应变传感器和刚性套筒应变传感器两种应变数据之间的差值来测定混凝土终凝时间，此方法需要对比取证比较繁琐。但是，尚缺少一种专门测定膏体充填材料终凝时间的简易方法及其测试装置。

发明内容

本发明的目的是为解决上述现有技术的不足之处而提供一种膏体充填材料终凝时间的测试装置和测试方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是：提供一种膏体充填材料终凝时间的测试装置，包括：

固定夹具，所述固定夹具的夹持位置固定夹持一装料桶，所述装料桶内部中心位置沿轴向设置一空心杆，通过在空心杆和装料桶内壁之间连接设置四组双层反渗透膜，以将装料桶内部空间均分为四部分，每一组所述双层反渗透膜内部空隙放置有一浮标小条，所述浮标小条通过细线连接装料桶的空心杆内设置的滑动变阻器，所述滑动变阻器的滑动端和其中一个固定端分别连接电阻-液面显示装置，所述电阻-液面显示装置连接转换器，所述转换器连接电脑。