水泥初始水化放熱特性等溫測量的試驗裝置制造方法
【專利摘要】一種水泥初始水化放熱特性等溫測量的試驗裝置，該試驗裝置的樣品杯置于樣品杯池內(nèi)，水浴攪拌器的攪拌葉片設(shè)在靠近散熱片，水浴攪拌器呈偏心設(shè)置在水浴壺內(nèi)，半導(dǎo)體制冷/制熱片的散熱片置于水浴壺內(nèi)，水化用水注水管一端設(shè)有可以由注射器插入的注水口，另一端設(shè)有水化用水出水口，所述熱敏電阻為兩只，第一熱敏電阻位于樣品杯池內(nèi)底部中間，用于傳感樣品溫度，第二熱敏電阻貼于樣品杯池外側(cè)下部并浸于水浴中，用于傳感水浴溫度，并以這兩只熱敏電阻所表達(dá)的溫差作為水泥初始水化放熱特性的表征。采用本發(fā)明能夠完整、準(zhǔn)確地測量水泥初始水化第一個放熱峰。
【專利說明】水泥初始水化放熱特性等溫測量的試驗裝置
一、【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及水泥水化熱試驗設(shè)備【技術(shù)領(lǐng)域】，具體是一種水泥初始水化放熱特性等溫測量的試驗裝置。

二、【背景技術(shù)】
[0002]水泥初始水化放熱特性指的是水泥在O?幾十min內(nèi)水化釋放熱量的大小及釋放的速率。根據(jù)以往的研宄發(fā)現(xiàn)，水泥在初始的水化放熱特性與水泥的很多性質(zhì)有密切關(guān)系，故測定水泥在水化開始至幾十min內(nèi)的放熱特性對了解和掌握水泥性能是十分重要的。
[0003]水泥的水化放熱特性指水化過程中水泥釋放熱量的大小和釋放的速率，一般通過水化樣品的溫度變化幅度和變化速率來表現(xiàn)。常用的水泥水化放熱特性測量方式有三種，一種為等溫測量方式，在水泥水化過程中測量從樣品散入環(huán)境的熱量，同時保持環(huán)境的溫度不變，此方式獲得水泥在水化過程中的放熱速率，經(jīng)過積分可以計算出指定水化齡期內(nèi)的放熱總量；一種為絕熱測量方式，
[0004]水泥在水化過程中釋放的熱量不外散，積累的熱量使樣品溫度上升，以此來測量累積熱量的大小，通過微分可以獲得水泥在水化過程中的放熱速率；一種為化學(xué)溶解熱測量方式，根據(jù)各水化齡期下水化樣品被某些化學(xué)試劑溶解時釋放的熱量與未水化時總?cè)芙鉄岬牟钪担瑏碛嬎闼鄻悠吩谥付g期下釋放的累積熱量?；瘜W(xué)溶解熱測量方式只能測量較長齡期的水化放熱量，且操作較為繁瑣，所用化學(xué)試劑腐蝕性大，不安全，故等溫和絕熱這兩種測量方式更為常用。
[0005]采用等溫或絕熱方式測量水泥水化放熱特性時，往往需要預(yù)先把水泥按照一定的水灰比加水?dāng)嚢柚瞥伤酀{體后，才測量漿體的放熱量大小，導(dǎo)致攪拌制漿過程及裝樣的那幾分鐘內(nèi)無法測量水化放熱特性，錯過了水泥初始水化熱釋放特征的信息。
[0006]水泥在初始水化過程中釋放的熱量并不大，導(dǎo)致樣品溫度的變化并不是很明顯，直接將水泥水化樣品溫度的變化作為水化放熱特性的表征，往往容易受到環(huán)境溫度緩慢、微小變化的影響，故測量水泥在初始水化放熱特性時，測量儀器需要有精準(zhǔn)的溫度控制措施。

三、
【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的是提供一種水泥初始水化放熱特性等溫測量的試驗裝置，能夠減少注水時水化用水對水泥待測樣品溫度的影響，消除測量過程中水浴溫度的緩慢、微小變化對水化放熱特性測量的影響，完整、準(zhǔn)確地測量水泥初始水化的第一個水化放熱峰。
[0008]本發(fā)明通過下述技術(shù)方案方法實現(xiàn)上述目的:一種水泥初始水化放熱特性等溫測量的試驗裝置，包括樣品杯、水化用水出水口、樣品杯池、水浴攪拌器、半導(dǎo)體制冷/制熱片、散熱片、水化用水注水管、第一熱敏電阻、第二熱敏電阻、注水口以及水浴壺，半導(dǎo)體制冷/制熱片安裝在水浴壺三分之一高度的位置，水化用水注水管經(jīng)螺旋化定形后置于樣品杯池的下方，在恒溫足夠長時間后可使水化用水溫度與待測樣品溫度趨于一致。水浴攪拌器呈偏心設(shè)置在水浴壺內(nèi)，水浴攪拌器的攪拌葉片位于與水浴接觸的散熱片的下邊緣但不觸碰水化用水注水管的螺旋狀部分，水化用水注水管一端設(shè)有可以由注射器插入的注水口，另一端設(shè)有水化用水出水口，樣品杯池內(nèi)底部的中心貼有用于傳感樣品溫度的第一熱敏電阻，該熱敏電阻的上方有一水平的圓形金屬導(dǎo)熱片與之緊貼，當(dāng)樣品杯置入樣品杯池時，該金屬導(dǎo)熱片可與樣品杯底部緊密接觸，樣品杯池外側(cè)下方貼有用于傳感水浴溫度的第二熱敏電阻并浸于水浴中，并以第一熱敏電阻和第二熱敏電阻所表達(dá)的溫差作為水泥初始水化放熱特性的表征。
[0009]所述樣品杯帶有樣品杯蓋。
[0010]所述半導(dǎo)體制冷/制熱片的兩個面緊貼有散熱片，一只散熱片伸入水浴壺中與水浴接觸，另一只散熱片置于水浴壺外并配有一只直流12V的電風(fēng)扇。
[0011]所述水浴壺底部設(shè)有墊架，墊架的架面上設(shè)有孔，樣品杯池穿過該孔并緊固在墊架上，樣品杯池上邊緣露出水浴面約0.5cm。
[0012]所述水化用水注水管為符合醫(yī)用要求的塑料材質(zhì)。
[0013]所述的樣品杯呈平底圓柱形，為導(dǎo)熱良好的金屬材料，用于放置待測樣品。
[0014]本發(fā)明具有以下的突出優(yōu)點:
[0015]1、不需要預(yù)先把水泥待測樣品制備成漿體，開始測量時水化用水直接注入樣品中，保證在水泥水化一開始就能夠測量樣品因水化而發(fā)生的溫度變化。
[0016]2、采用等溫加注水化用水的方式測量水泥初始水化放熱特性，水化用水先通過水浴進(jìn)行恒溫，然后才注進(jìn)水泥樣品中，這種加水方式可以將水化用水的溫度對待測樣品溫度的影響降到最低。
[0017]3、通過兩只熱敏電阻分別測量樣品和水浴的溫度，用兩者的溫差變化來表征水泥初始水化放熱特性，此法可以消除測量過程中水浴溫度的緩慢、微小變化對水泥初始水化放熱特性測量的影響，完整、準(zhǔn)確地測量第一個水化放熱峰。

四、【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1是本發(fā)明所述的水泥初始水化放熱特性等溫測量的試驗裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0019]圖2是采用本發(fā)明所述的水泥初始水化放熱特性等溫測量的試驗裝置測量水泥初始水化放熱特性的結(jié)果。

五、【具體實施方式】
[0020]下面通過實施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0021]實施例1
[0022]如圖1所示，本發(fā)明所述的水泥初始水化放熱特性等溫測量的試驗裝置，包括樣品杯1、樣品杯蓋2、水化用水出水口 3、樣品杯池4、水浴攪拌器5、半導(dǎo)體制冷/制熱片6、散熱片7、水化用水注水管8、第一熱敏電阻9、第二熱敏電阻10、注水口 11以及水浴壺12，半導(dǎo)體制冷/制熱片6安裝在水浴壺12約三分之一高度的位置，其兩個面均有鋁質(zhì)散熱片與之緊貼著，散熱片7伸入水浴壺12中與水浴接觸，另一只散熱片置于水浴壺外并配有一只直流12V的電風(fēng)扇用于驅(qū)走該散熱片的熱或冷，一只三腳墊架置于水浴壺底部，墊架的架面上開有合適直徑的孔，樣品杯池4穿過該孔并緊固在墊架上，樣品杯池4上邊緣露出水浴面約0.5cm，水化用水注水管8經(jīng)螺旋化定形后置于樣品杯池4的下方，由水浴壺上方電機(jī)驅(qū)動的水浴攪拌器5伸入水浴壺12內(nèi)，攪拌葉位于散熱片7的下邊緣下方但不觸碰水化用水注水管8的螺旋狀部分，樣品杯池4內(nèi)底部的中心貼有第一熱敏電阻9，該熱敏電阻的上方有一水平的圓形金屬導(dǎo)熱片與之緊貼，當(dāng)樣品杯I置入樣品杯池4時，該金屬導(dǎo)熱片可與樣品杯I底部緊密接觸，樣品杯池4外側(cè)下方貼有第二熱敏電阻10并浸于水浴中。所述樣品杯I帶有樣品杯蓋2，水泥樣品13置于樣品杯I內(nèi)，所述的水浴攪拌器5靠近散熱片7，水浴攪拌器5呈偏心設(shè)置在水浴壺12內(nèi)，半導(dǎo)體制冷/制熱片6的散熱片7置于水浴壺12內(nèi)，水化用水注水管8 —端設(shè)有可以由注射器插入的注水口 11，另一端設(shè)有水化用水出水口 3，所述熱敏電阻為兩只，第一熱敏電阻9位于樣品杯池4內(nèi)底部中間，用于傳感樣品溫度，第二熱敏電阻10貼于樣品杯池4外側(cè)下部并浸于水浴中，用于傳感水浴溫度，并以這兩只熱敏電阻所表達(dá)的溫差作為水泥初始水化放熱特性的表征。
[0023]所述的樣品杯I呈平底圓柱形，為導(dǎo)熱良好的金屬材料，用于放置待測樣品。
[0024]所述的水浴攪拌器5靠近散熱片7，水浴攪拌器5呈偏心設(shè)置在水浴壺12內(nèi)，這更有利于水浴溫度的均勻分布。
[0025]所述的水化用水注水管8呈螺旋形置于水浴壺12內(nèi)樣品杯池4下方的水浴中，水化用水注水管8采用符合醫(yī)用要求的塑料材質(zhì)。
[0026]本發(fā)明所述的水泥初始水化放熱特性等溫測量的試驗裝置的使用方法，包括如下操作步驟:
[0027](I)開啟半導(dǎo)體制冷/熱片6、水浴攪拌器5的電源，在20?30°C范圍內(nèi)設(shè)置需要的水浴恒溫溫度，經(jīng)過一段時間后水浴達(dá)到恒溫狀態(tài)，恒溫精度優(yōu)于±0.0050C ;
[0028](2)用百分之一精度的天平稱取4.0Og通過0.080mm方孔篩、均化和65?70°C/3h干燥后的待測水泥樣品13，分多次置入樣品杯I中，用稱量勺輕輕劃撥杯內(nèi)水泥樣品13，使杯內(nèi)水泥樣品13初步分布均勻，然后在平整桌面上一邊輕輕振動一邊旋轉(zhuǎn)樣品杯1，使杯內(nèi)樣品形成各處堆積密度均勻、毛細(xì)管分布均勻、表面平整的水泥粉體固定床。所稱量的樣品質(zhì)量一般在4?Sg的范圍內(nèi)選擇，且應(yīng)固定樣品稱取量以使測量結(jié)果具有可比性；
[0029](3)將體積刻度經(jīng)過標(biāo)定的注射器插入注水口 11，把出水口 3浸入一只盛有水化用水的燒杯中，將注射器插入注水口 11中，多次抽吸注射器以使注水管8內(nèi)沒有氣泡，全部充滿水化用水，然后將注射器抽吸至2.0mL相應(yīng)的體積刻度并固定，此時的水灰比為0.50。將注水管的出水口 3移出盛有水化用水的燒杯，擦干出水口 3的表面和樣品杯蓋2的內(nèi)表面。為使水泥“靜態(tài)”水化順利進(jìn)行，水灰比應(yīng)在0.40?0.60的范圍內(nèi)選擇且固定，以使測量結(jié)果具有可比性；
[0030](4)蓋好樣品杯I的保溫蓋2，將樣品杯I底部擦凈后置入樣品杯池4底部中心位置，使樣品杯I底部與第一熱敏電阻9的導(dǎo)熱片表面接觸良好，蓋好水浴壺12的保溫蓋；
[0031](5)在水浴已進(jìn)入恒溫的狀態(tài)下，將樣品杯I置入杯池4后，通過計算機(jī)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)觀察水浴溫度與水泥待測樣品溫度的溫差變化趨勢，經(jīng)過Ih或更長時間的水浴恒溫后，當(dāng)兩者的溫差平衡時，輕巧地推動注水器活塞至盡頭，相應(yīng)體積的水化用水即被注入待測水泥樣品13中，水泥開始水化。
[0032](6)水泥開始水化后，平衡電橋及電子放大系統(tǒng)測量樣品杯I底部的第一熱敏電阻9和樣品杯池4外側(cè)下部浸于水浴中的第二熱敏電阻10所傳感的溫度差別，以mV值的形式表達(dá)兩者的溫差，并由計算機(jī)經(jīng)數(shù)模轉(zhuǎn)化后采集和記錄。該mV值的變化即用于水泥初始水化放熱特性的表征。
[0033]采用本發(fā)明所述的水泥初始水化放熱特性等溫測量的試驗裝置進(jìn)行水泥初始水化放熱特性等溫測量共計46min，測量結(jié)果如圖2所示。
【權(quán)利要求】
1.一種水泥初始水化放熱特性等溫測量的試驗裝置，其特征在于，包括樣品杯、水化用水出水口、樣品杯池、水浴攪拌器、半導(dǎo)體制冷/制熱片、散熱片、水化用水注水管、第一熱敏電阻、第二熱敏電阻、注水口以及水浴壺，半導(dǎo)體制冷/制熱片安裝在水浴壺三分之一高度的位置，水化用水注水管經(jīng)螺旋化定形后置于樣品杯池的下方，水浴攪拌器呈偏心設(shè)置在水浴壺內(nèi)，水浴攪拌器的攪拌葉片位于與水浴接觸的散熱片的下邊緣但不觸碰水化用水注水管的螺旋狀部分，水化用水注水管一端設(shè)有可以由注射器插入的注水口，另一端設(shè)有水化用水出水口，樣品杯池內(nèi)底部的中心貼有用于傳感樣品溫度的第一熱敏電阻，該熱敏電阻的上方有一水平的圓形金屬導(dǎo)熱片與之緊貼，當(dāng)樣品杯置入樣品杯池時，該金屬導(dǎo)熱片可與樣品杯底部緊密接觸，樣品杯池外側(cè)下方貼有用于傳感水浴溫度的第二熱敏電阻并浸于水浴中，并以第一熱敏電阻和第二熱敏電阻所表達(dá)的溫差作為水泥初始水化放熱特性的表征。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水泥初始水化放熱特性等溫測量的試驗裝置，其特征在于:所述樣品杯帶有樣品杯蓋。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水泥初始水化放熱特性等溫測量的試驗裝置，其特征在于:所述半導(dǎo)體制冷/制熱片的兩個面緊貼有散熱片，一只散熱片伸入水浴壺中與水浴接觸，另一只散熱片置于水浴壺外并配有一只直流12V的電風(fēng)扇。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水泥初始水化放熱特性等溫測量的試驗裝置，其特征在于:所述水浴壺底部設(shè)有墊架，墊架的架面上設(shè)有孔，樣品杯池穿過該孔并緊固在墊架上，樣品杯池上邊緣露出水浴面約0.5cm。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水泥初始水化放熱特性等溫測量的試驗裝置，其特征在于:所述的樣品杯呈平底圓柱形。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的水泥初始水化放熱特性等溫測量的試驗裝置，其特征在于:所述水化用水注水管為符合醫(yī)用要求的塑料材質(zhì)。
【文檔編號】G01N25/48GK104502407SQ201410592377
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2014年10月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月28日
【發(fā)明者】馮慶革, 李浩璇, 王孝英, 宋寶玲, 王東波, 黃華存 申請人:廣西大學(xué), 廣西魚峰水泥股份有限公司