以失去流動時(shí)間表征泡沫流體凝結(jié)特性的測試裝置的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于一種泡沫流體凝結(jié)特性測試裝置，具體涉及一種以失去流動時(shí)間表征泡沫流體凝結(jié)特性的測試裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]泡沫流體具有良好的裂隙滲流和向上堆積的特點(diǎn)并且在凝結(jié)固化后擁有優(yōu)越的隔熱能力，故其已成為未來礦井及煤田防治煤自燃的主要技術(shù)手段。因?yàn)樗嗷菽黧w的滲流擴(kuò)散形態(tài)及范圍很大程度上取決于其凝結(jié)特征，并且在現(xiàn)澆施工中灌注量、灌注范圍的界定也取決于其凝結(jié)時(shí)間，所以水泥基泡沫流體的凝結(jié)特征是最需要考慮的因素。但是對于水泥基泡沫流體，其凝結(jié)時(shí)間的測定方法的研究非常少。如國內(nèi)學(xué)者范麗龍?zhí)岢龅摹杜菽炷聊Y(jié)時(shí)間的實(shí)驗(yàn)研究》中主要側(cè)重的是泡沫劑用量對凝結(jié)時(shí)間的影響，凝結(jié)時(shí)間的測定采用的是混凝土凝結(jié)時(shí)間的測定方法即貫入阻力法，這和水泥國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T1346-2011中提供的利用維卡儀的初凝針和終凝針測定水泥凝結(jié)時(shí)間的方法一樣不適用于多孔非均質(zhì)的泡沫流體，原因是當(dāng)測試針貫入泡沫流體材料中時(shí)，其會通過泡沫空間和孔壁液膜，而泡沫空間中為空氣，對貫入針的阻力基本為零導(dǎo)致測定數(shù)據(jù)會有誤差。而泡沫混凝土的行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)JG/T 266-2011中僅提供了泡沫混凝土的稠度標(biāo)準(zhǔn)，并未給出凝結(jié)時(shí)間測定的標(biāo)準(zhǔn)。因此提出一種準(zhǔn)確有效的泡沫流體凝結(jié)時(shí)間的測定方法十分有必要。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本實(shí)用新型的目的在于提供一種以失去流動時(shí)間表征泡沫流體凝結(jié)特性的測試裝置。為解決上述問題，通過分析水泥基泡沫流體的微觀機(jī)理，得出在凝結(jié)過程中對單個(gè)泡沫體而言其水化反應(yīng)促進(jìn)泡沫孔壁迅速凝結(jié)，泡孔穩(wěn)定性增強(qiáng)，結(jié)構(gòu)不易變形，最終導(dǎo)致單個(gè)泡沫體流動阻力加大，流動困難。對整體而言泡沫孔壁上水化產(chǎn)物增多，并且整體析出，在不同顆粒之間相互橋接，單個(gè)泡沫顆粒連成一片，整體流動，相互阻礙，最終慢慢失去流動性，達(dá)到凝結(jié)狀態(tài)。為此我們通過本實(shí)用新型裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)并提出失去流動時(shí)間(Lossfluidity time，LFT)指標(biāo)，作為表征無機(jī)固化泡沫流體的凝結(jié)特性，LFT表示當(dāng)泡沫流體達(dá)到不再流動狀態(tài)所需的時(shí)間。
[0004]本實(shí)用新型的目的是通過如下的技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn)的:該以失去流動時(shí)間表征泡沫流體凝結(jié)特性的測試裝置，它包括測試架和測量容器;所述測試架包括底板，在底板上豎向固定有兩塊支撐板，兩塊支架板互成90度角通過所述兩塊支撐板固定于底板上，在底板的四個(gè)角上分別設(shè)有一個(gè)調(diào)平螺絲和一個(gè)調(diào)平螺母;所述測量容器為長方體，其上端開口，在測量容器的器壁中部刻劃有一條初始線，以測量容器一側(cè)面的一條豎邊底端至另一條豎邊上部的連線作為至平線；當(dāng)測量容器放置于兩塊支架板所形成的90度角內(nèi)時(shí)，測量容器水平放置時(shí)位于初始線處體積量的待測泡沫流體在重力作用下緩慢流動，最后流至水平時(shí)泡沫流體頂部水平面正好停留在至平線處。
[0005]具體的，所述測試架的底板、支撐板、支架板以及測量容器均采用有機(jī)玻璃材料制成。
[0006]具體的，所述兩塊支架板分別與底板成60度和30度夾角通過支撐板固定于底板上;所述測量容器的長、寬、高分別為10cm、10cm、23cm，初始線位于距測量容器底面1cm的高度處，至平線位于測量容器一側(cè)面的對角線上。
[0007]本實(shí)用新型的測試裝置結(jié)構(gòu)簡單、構(gòu)思巧妙、操作簡便、結(jié)果準(zhǔn)確，其創(chuàng)新點(diǎn)及有益效果主要體現(xiàn)在如下幾點(diǎn):
[0008](I)使用通過取相同時(shí)間間隔反復(fù)傾斜容器并將泡沫流體每次到達(dá)至平線的時(shí)間進(jìn)行函數(shù)擬合后得到的漸近線對應(yīng)的時(shí)間作為泡沫流體的凝結(jié)時(shí)間，并將凝結(jié)時(shí)間稱為失去流動時(shí)間(LFT)，這樣測試的結(jié)果準(zhǔn)確性更高。
[0009](2)使用便于觀察和操作的透明的有機(jī)玻璃為實(shí)驗(yàn)裝置，較其他測試方法便捷、科學(xué)。
【附圖說明】
[0010]圖1是本實(shí)用新型實(shí)施例裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0011]圖2是圖1的俯視圖。
[0012]圖3是本實(shí)用新型的實(shí)驗(yàn)流程示意圖。
[0013]圖4是本實(shí)用新型的函數(shù)擬合圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的描述。
[0015]參見圖1、圖2，本實(shí)施例的裝置包括測試架I和測量容器2。測試架I包括底板103，在底板103上豎向固定有兩塊支撐板102，兩塊支架板101互成90度角通過所述兩塊支撐板102固定于底板103上，左右兩塊支架板101分別與底板成60度和30度夾角，使放置其上的裝有待測泡沫流體的測量容器2中的待測泡沫流體能流至本實(shí)施例中的至平線203。在底板103的四個(gè)角上分別設(shè)有一個(gè)調(diào)平螺絲105和一個(gè)調(diào)平螺母104，四對調(diào)平螺母104和調(diào)平螺絲105相互配合使整個(gè)裝置處于水平。上述測試架I的底板103、支撐板102、支架板101均采用有機(jī)玻璃材料制成。測量容器2是一個(gè)長、寬、高分別為10Cm、10Cm、23Cm的長方體，其上端開口，測量容器2也采用有機(jī)玻璃材料制成。在距測量容器2的底面201的1cm高度處的器壁上刻劃有一條初始線202，其作用是限定待測泡沫流體的體積。以測量容器2—側(cè)面的對角線作為至平線203，其作用是檢測泡沫流體流動性是否喪失和記錄泡沫流體流動時(shí)間。當(dāng)測量容器2放置于兩塊支架板101所形成的90度角內(nèi)時(shí)，測量容器2水平放置時(shí)位于初始線202處體積量的待測泡沫流體在重力作用下緩慢流動，最后流至水平時(shí)泡沫流體頂部水平面正好停留在至平線203處。
[0016]參見圖3、圖4，基于上述以失去流動時(shí)間表征泡沫流體凝結(jié)特性的測量裝置的測量方法，通過下述步驟完成對待測試泡沫流體失去流動時(shí)間的測定:
[0017]步驟1:調(diào)整調(diào)平螺絲105使裝置處于水平，再將密度為400g/cm3的水泥基泡沫流體注入到長方體測量容器2中，使?jié){體體積到達(dá)初始線202處。
[0018]步驟2:從制備結(jié)束開始計(jì)時(shí)，在2分鐘后將測試架I置于水平面上，再把測量容器2傾斜放置在支架101上，與水平成30度角，同時(shí)開始計(jì)時(shí);測量容器2中已制備好的水泥基泡沫流體會因重力順勢向下流動，如圖3中的①—②—③—④—⑤—⑥所示，最終呈現(xiàn)水平或者接近水平并蔓延至至平線203處。當(dāng)水泥基泡沫流體流至至平線203處時(shí)停止計(jì)時(shí)，此時(shí)計(jì)時(shí)為2分鐘，為第一個(gè)“至平時(shí)間”。將至平后的測量容器2從支架101上拿下來放正，使水泥基泡沫流體恢復(fù)初始狀態(tài)。
[0019]步驟3:在相同時(shí)間間隔2分鐘后，再次將測量容器2放于支架101上計(jì)時(shí)，重復(fù)之前操作，將得到第二個(gè)“至平時(shí)間”，2.25分鐘。然后，一直重復(fù)以上的操作，得到多組(t，T)。通過Matlab繪制該孔隙率下的t-T曲線，并對曲線進(jìn)行擬合，擬合后得出曲線方程為t = 19.2/(14-T)+0.48，可發(fā)現(xiàn)該方程有條漸近線T = 14，因相同時(shí)間間隔下，t隨時(shí)間增大將無限增大，趨于無窮，我們可認(rèn)為到達(dá)至平線的時(shí)間無窮大為無機(jī)固化泡沫已凝結(jié)，故漸近線對應(yīng)的時(shí)刻Tlf= 14即為該孔隙率下水泥基泡沫流體的失去流動性的時(shí)間，簡稱LFT。
[0020]以上顯示和描述了實(shí)用新型的基本原理、主要特征以及實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)。本行業(yè)的技術(shù)人員應(yīng)該了解，本實(shí)用新型不受上述實(shí)施例的限制，上述實(shí)施例和說明書中描述的只是說明本實(shí)用新型的原理，在不脫離本實(shí)用新型精神和范圍的前提下，本實(shí)用新型還會有各種變化和改進(jìn)，這些變化和改進(jìn)都落入要求保護(hù)的本實(shí)用新型范圍內(nèi)。本實(shí)用新型要求保護(hù)范圍由所附的權(quán)利要求書及其等效物界定。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種以失去流動時(shí)間表征泡沫流體凝結(jié)特性的測試裝置，其特征在于:它包括測試架和測量容器;所述測試架包括底板，在底板上豎向固定有兩塊支撐板，兩塊支架板互成90度角通過所述兩塊支撐板固定于底板上，在底板的四個(gè)角上分別設(shè)有一個(gè)調(diào)平螺絲和一個(gè)調(diào)平螺母;所述測量容器為長方體，其上端開口，在測量容器的器壁中部刻劃有一條初始線，以測量容器一側(cè)面的一條豎邊底端至另一條豎邊上部的連線作為至平線；當(dāng)測量容器放置于兩塊支架板所形成的90度角內(nèi)時(shí)，測量容器水平放置時(shí)位于初始線處體積量的待測泡沫流體在重力作用下緩慢流動，最后流至水平時(shí)泡沫流體頂部水平面正好停留在至平線處。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的以失去流動時(shí)間表征泡沫流體凝結(jié)特性的測試裝置，其特征在于:所述測試架的底板、支撐板、支架板以及測量容器均采用有機(jī)玻璃材料制成。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的以失去流動時(shí)間表征泡沫流體凝結(jié)特性的測試裝置，其特征在于:所述兩塊支架板分別與底板成60度和30度夾角通過支撐板固定于底板上;所述測量容器的長、寬、高分別為10cm、10cm、23cm，初始線位于距測量容器底面1cm的高度處，至平線位于測量容器一側(cè)面的對角線上。
【專利摘要】本實(shí)用新型公開了一種以失去流動時(shí)間表征泡沫流體凝結(jié)特性的測試裝置。本實(shí)用新型裝置包括測試架和測量容器；測試架包括底板，在底板上豎向固定有兩塊支撐板，兩塊支架板互成90度角通過所述兩塊支撐板固定于底板上，在底板的四個(gè)角上分別設(shè)有一個(gè)調(diào)平螺絲和一個(gè)調(diào)平螺母；測量容器為長方體，其上端開口，在測量容器的器壁中部刻劃有一條初始線，以測量容器一側(cè)面的一條豎邊底端至另一條豎邊上部的連線作為至平線。采用本實(shí)用新型的裝置能獲得被測試泡沫流體的凝結(jié)時(shí)間即失去流動時(shí)間。本實(shí)用新型的測試裝置結(jié)構(gòu)簡單、構(gòu)思巧妙、操作簡便、結(jié)果準(zhǔn)確。
【IPC分類】G01N33/38, G01N11/00
【公開號】CN205192907
【申請?zhí)枴緾N201521035796
【發(fā)明人】魯義, 王海橋, 田兆君, 葉青, 王濤
【申請人】湖南科技大學(xué)
【公開日】2016年4月27日
【申請日】2015年12月11日