[发明专利]一种泡沫混凝土气泡稳定性的测试装置及测试方法

权利要求书

1.一种泡沫混凝土气泡稳定性的测试装置，其特征在于：它包括加压组件、密封活塞板(1)、内筒容器(2)、外筒容器(3)、水浴控温设备(4)、数据采集设备(5)、微机控制设备(6)、声信号发射器(7)及若干声信号接收器(8)，

外筒容器(3)同轴套设在内筒容器(2)外部，外筒容器(3)内壁与内筒容器(2)外壁之间形成密闭的空腔，外筒容器(3)的筒壁开设有两个循环接口，所述空腔与水浴控温设备连通，内筒容器(2)的底部同轴固设有立杆(9)，所述声信号发射器(7)通过立杆(9)装设在内筒容器(2)内部，若干声信号接收器(8)布置在内筒容器(2)的内壁，

密封活塞板(1)上下滑动设置在内筒容器(2)内，所述密封活塞板(1)上开设有装料口(1-1)，且密封活塞板(1)的下表面安装有若干压力传感器(10)，

所述加压组件包括反力梁(11)、横梁(12)、底座(13)、竖向支架(14)、液压缸(15)及连接件(16)，其中反力梁(11)及底座(13)上下平行设置且通过竖向支架(14)固接，液压缸(15)固设在反力梁(11)的下端面，外筒容器(3)置于底座(13)上，横梁(12)设置在反力梁(11)与外筒容器(3)之间且通过液压缸(15)上下滑动设置在竖向支架(14)上，连接件(16)固装在横梁(12)下端面，

声信号接收器(8)、压力传感器(10)分别通过数据线连接数据采集设备(5)，声信号发射器(7)、水浴控温设备(4)及数据采集设备(5)分别通过数据线连接微机控制设备(6)，

声信号发射器(7)的发射方向和声信号接收器(8)的接收方向均与内筒容器(2)的直径方向重合，

若干声信号接收器(8)位于同一竖直平面内且关于内筒容器(2)的中心轴线对称分布为两列，沿内筒容器(2)高度方向上的中间位置所在水平面为基准面，若干声信号接收器(8)关于所述基准面上下对称分布。

2.根据权利要求1所述的一种泡沫混凝土气泡稳定性的测试装置，其特征在于：内筒容器(2)的外表面包覆有防水吸声材料层，外筒容器(3)的外表面包覆有保温隔热材料层。

3.根据权利要求2所述的一种泡沫混凝土气泡稳定性的测试装置，其特征在于：外筒容器(3)的内壁与内筒容器(2)的外壁之间的距离为50mm-200mm，所述保温隔热材料层的厚度为20mm-50mm。

4.根据权利要求1、2或3所述的一种泡沫混凝土气泡稳定性的测试装置，其特征在于：内筒容器(2)的外壁下部固设有两个卡扣(17)，外筒容器(3)的底部固设有两个限位板(18)，且两个所述限位板(18)分别立设于内筒容器(2)的两侧，每个限位板(18)上均开设有限位孔(18-1)，两个卡扣(17)对应卡设在两个限位孔(18-1)内，外筒容器(3)的底端通过若干立柱焊接在底座(13)上，外筒容器(3)底端与底座(13)上表面之间设置有保温隔热层。

5.根据权利要求4所述的一种泡沫混凝土气泡稳定性的测试装置，其特征在于：若干声信号接收器(8)外部均罩设有保护罩。

6.根据权利要求5所述的一种泡沫混凝土气泡稳定性的测试装置，其特征在于：所述立杆(9)为伸缩杆。

7.根据权利要求1、2、3、4或6所述的一种泡沫混凝土气泡稳定性的测试装置，其特征在于：声信号发射器(7)的数量为两个且成180°夹角分布，每个声信号发射器(7)均由内筒容器(2)的中心轴线位置出发沿半径方向发出声信号。

8.一种采用上述4-7中任一项权利要求所述测试装置的测试方法，其特征在于：它包括如下步骤：

步骤一、打开微机控制设备(6)、数据采集设备(5)和水浴控温设备(4)，设置测试需要的环境温度，在外筒容器(3)内开启水浴循环，等待温度平衡；

步骤二、打开密封活塞板(1)上的装料口(1-1)，将待测的新拌泡沫混凝土装入到内筒容器(2)中并填满，然后关闭装料口(1-1)，确保内筒容器(2)处于密封状态；

步骤三、微机控制开启声信号发射器(7)，使其沿内筒容器(2)径向发出特定频率和强度的声信号，记录每一个声信号接收器(8)i的位置和接收的声信号强度L_1i；

步骤四、用外设油泵给液压缸(15)加压，使横梁(12)下移并通过连接件(16)对密封活塞板(1)施加压力F，使得密封活塞板(1)的位置下降至内筒容器(2)约3/4高度处，标记此时密封活塞板(1)位置；然后卸去荷载，密封活塞板(1)恢复原位；

步骤五、重复步骤三，记录此时声信号接收器(8)i收到的声信号强度S_1i；

步骤六、计算同一个声信号接收器(8)i在加压前后接收的声信号强度的差异率(S_1i-L_1i)/(S_1i+L_1i)；差异越大，则局部气泡稳定性越差，破裂融合越严重；

步骤七、计算所有声信号接收器(8)在加压前后接收的声信号强度差异率的算术平均值，获得气泡稳定性的整体情况；

步骤八、计算与声信号发射器(7)距离相等的两个对称分布的声信号接收器(8)接收到的声信号强度差异率，下部声信号强度记为S_1d，上部声信号强度记为S_1u；若(S_1d-S_1u)/(S_1d+S_1u)的值越大，说明已发生的气泡上浮和固相颗粒下沉现象就越严重；若差异率很小，说明新拌泡沫混凝土的局部均质性越好；

步骤九、对符合步骤八中条件的每两个不同位置的声信号接收器(8)，计算接收声信号强度差异率并计算算术平均值，得到泡沫混凝土的整体均质性情况；

步骤九、重复步骤四至步骤八n次，直至S_ni-L_ni和S_nd-S_nu的差值显著变大为止，期间需密切观察经加压后密封活塞板(1)的高度应处于同一位置，以确保内筒容器(2)处于密闭状态；

步骤十、对不同的新拌泡沫混凝土，在相同温度环境下，经历过相同的加压次数n和压力值F后，比较它们(S_ni-L_ni)/(S_ni+L_ni)和(S_nd-S_nu)/(S_nd+S_nu)差异率平均值的大小，进而评估浆体中气泡稳定性的优劣；

步骤十一、关闭系统电源，解除内筒容器(2)底部的卡扣(17)，提出内筒卸料。