[发明专利]一种固体膨胀材料膨胀压力的测试方法及测试装置

说明书

本发明属于固体材料的测试，特别是用于固体膨胀材料膨胀压力的测试及装置。

膨润土、CaO、静态破碎剂等膨胀材料，在一定条件下将产生较大的膨胀压力。利用其膨胀特性可以破碎脆性固体材料，如：岩石、混凝土等。如果控制不利，将会产生灾害，如膨润土的遇水膨胀就会对隧道、水利设施、道路等产生破坏；因此，对于固体膨胀材料的膨胀性能的研究就显得非常重要。在研究固体膨胀材料的膨胀性能时，一个最重要的参数是膨胀压力的测试。而目前一般采用的测试方法是利用电阻应变片进行测量；在测量过程中主要存在以下几个问题：应变片的校准比较复杂、不易准确测量、读数不够直观、计算比较复杂、结果不准确。因此，就需要一种测量方便、读数直观准确的膨胀压力测量方法。采用液压进行膨胀压力的测量，目前尚无报导。

本发明的目的就是提供一种固体膨胀材料膨胀压力的测试方法及测试装置。

为达此目的，本发明的构思是利用液体受压体积变化小、压力变化大的特点，将被测固体膨胀材料和使其膨胀的介质装入接有测量压力的仪表或仪器、充满液体的密闭容器中。当固体膨胀材料膨胀时，其体积将变大，使液体的压力升高；测量其液体的压力就可以得出固体膨胀材料的膨胀压力。这样就实现了发明的目的。

为完成这一发明构思，本发明是将被测固体膨胀材料和使其膨胀的介质(如CaO+H₂O)一起装入具有弹性的袋(如弹性橡胶袋)内密封，然后放入接有压力表(或压力传感元件)并装满液体的密闭容器中。随着时间的变化，固体膨胀材料在膨胀介质的作用下逐渐膨胀；使装在密闭容器内的液体被压缩，压力逐渐升高。因此在压力表(或压力传感元件)上可直接获得液体压力数值。固体膨胀材料的膨胀压力与其周围所充满的液体的压力是处于平衡状态的，压力表上所读取的液体的压力即为固体膨胀材料的膨胀压力。也就为固体膨胀材料膨胀压力的测量提供了一种测量方便、读数直观准确的测量方法。

本发明提供了一种固体膨胀材料膨胀压力的测试方法及测试装置。本发明是采用液压方法进行固体膨胀材料膨胀压力的测试。测量结果直观、准确，测试装置简单、易用，为固体膨胀材料膨胀压力的测试提供了一种新方法。本发明广泛应用于静态破碎剂的研究，以及由膨润土等膨胀引起的地质灾害和环境问题研究等方面；还可用于固体膨胀材料的膨胀压力测试、膨胀机理研究、膨胀条件模拟试验、膨胀控制研究等方面；对进行高压条件下某些化学反应的研究和热力学数据测定提供了条件。

图1固体膨胀材料的膨胀压力测试装置液压原理图

(1)液压泵    (2)单向阀  (3)压力表(压力传感器)

(4)密闭容器  (5)安全阀  (6)卸荷阀

为了提高测量的准确性和加大测量范围；在固体膨胀材料周围应完全充满传压用的液体，就要求密闭容器内注满液体；当固体膨胀材料的膨胀压力较高时，要求密闭容器内具有一定压力的液体。解决这些问题的办法是：在密闭容器上连接液压系统来补充液体和给液体加压。

图1是一测试装置的液压原理图，由液压泵(1)给密闭容器(4)补充液体和给液体加压。在膨胀材料的膨胀过程中必须保证液体既能向密闭容器(4)加压、不会向液压泵(1)倒流，就需要在液压泵(1)的出口处接有单向阀(2)。在膨胀材料测试完毕后，必须将系统压力降下来，因此还应接有卸荷阀(6)。