對(duì)接室內(nèi)巖土力學(xué)試驗(yàn)機(jī)的泡沫混凝土樣制備裝置及方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種對(duì)接室內(nèi)巖土力學(xué)試驗(yàn)機(jī)的泡沫混凝土樣制備裝置及方法，包括多個(gè)原料放置管，原料放置管的進(jìn)口端固定在試驗(yàn)臺(tái)上，出口端與一個(gè)攪拌室連通；攪拌室側(cè)壁的上端和下端分別與上流體泵和下流體泵相連，且上流體泵與制樣室相連，制樣室上設(shè)置有出漿口；所述的下流體泵與量筒下端相連，量筒上端又與發(fā)泡機(jī)連通，發(fā)泡機(jī)上端設(shè)有吸氣口，下端設(shè)有吸液管，吸液管伸入儲(chǔ)液罐靠近底部位，儲(chǔ)液罐上端設(shè)有注液口；在攪拌室內(nèi)完成混凝土漿體的制備，在發(fā)泡機(jī)和儲(chǔ)液罐內(nèi)完成泡沫制備，泡沫制備好后進(jìn)入攪拌室進(jìn)一步的攪拌，攪拌后的漿體進(jìn)入制樣室，經(jīng)脫模養(yǎng)護(hù)后完成制樣。本發(fā)明大大地提高了試驗(yàn)效率。
【專利說明】
對(duì)接室內(nèi)巖土力學(xué)試驗(yàn)機(jī)的泡沬混凝土樣制備裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及地下工程減震材料協(xié)同研發(fā)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種對(duì)接室內(nèi)巖土力 學(xué)試驗(yàn)機(jī)的泡沫混凝土樣制備裝置及方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 近年來，我國基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)發(fā)展快速，一大批交通隧道、水工隧洞、大型地下建筑 (群)等工程相繼建成并投入使用。這其中，修建在高烈度地區(qū)的隧道或大型地下構(gòu)筑物，常 常會(huì)受到地震的威脅，遭遇地震事件。一系列最新震害報(bào)告表明，在強(qiáng)震作用下，地下結(jié)構(gòu) 并不能確保始終處于安全狀態(tài)，不同類型、不同程度的結(jié)構(gòu)破壞會(huì)時(shí)有發(fā)生，以隧道震害為 例，包括洞門開裂、端墻破損、崩落土砂;洞身路基底鼓、開裂、襯砌移動(dòng)、附屬物破壞、滲水 等等。因此，對(duì)于高烈度地區(qū)上的每一個(gè)地下工程，都有必要對(duì)其做減震設(shè)計(jì)。地下工程減 震設(shè)計(jì)主要表現(xiàn)為在隧道襯砌之間設(shè)置減震層或在地下構(gòu)筑物周圍施作減震填充，使用到 的材料主要為泡沫混凝土。泡沫混凝土質(zhì)量輕、彈模低、吸水率低，具有相當(dāng)?shù)娜嵝约把有裕?減震及緩沖擊性能出色，對(duì)地震動(dòng)載荷具有良好的吸收和分散作用。
[0003] 泡沫混凝土作為巖土材料的一種，其相關(guān)物理、力學(xué)特性參數(shù)均能在巖土科學(xué)實(shí) 驗(yàn)室中的各類巖土力學(xué)試驗(yàn)機(jī)上獲得，試驗(yàn)結(jié)果的科學(xué)性廣受認(rèn)可。不過也應(yīng)該注意到一 個(gè)問題，即市面上主流的室內(nèi)巖土力學(xué)試驗(yàn)機(jī)，所需試樣必須是標(biāo)準(zhǔn)尺寸，標(biāo)準(zhǔn)試樣通常被 要求加工成尺寸為CP 50X100((p代表圓柱體試樣的底面直徑)的圓柱體。通常來講，對(duì)于一 般的巖石材料，比如花崗巖、片麻巖、灰?guī)r等，它們強(qiáng)度較大，能經(jīng)得住水鉆打孔取芯、柱面 拋光、端部打磨等一系列后處理工序，所以不難在大塊試料中成功截取出標(biāo)準(zhǔn)試樣。但對(duì)于 泡沫混凝土，這種用機(jī)械方法將泡沫劑水溶液制備成泡沫，再將泡沫加入含硅質(zhì)原料、鈣質(zhì) 原料、水及各種外加劑組成的漿體中，經(jīng)混合攪拌、澆注成型、養(yǎng)護(hù)而成的人工多孔材料，強(qiáng) 度太低，單軸壓縮強(qiáng)度大概只有幾兆帕到十幾兆帕;而且其內(nèi)部結(jié)構(gòu)十分松散脆弱，經(jīng)不住 設(shè)備的打孔擾動(dòng)以及打磨拋光，按常規(guī)取樣方法強(qiáng)行處理極有可能對(duì)材料造成不可逆轉(zhuǎn)的 傷害。然而令人遺憾的是，通過對(duì)已有文獻(xiàn)和專利的檢索查閱，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有的成熟的泡沫混凝 土制備方法及相關(guān)裝置大多用于生產(chǎn)大體積試料，在這些大體積試料上截取標(biāo)準(zhǔn)圓柱體， 將極大程度地?fù)p傷試樣材料，影響試樣的物理、力學(xué)特性參數(shù)，這些影響是任何現(xiàn)有技術(shù)所 不可估量的。雖然在已有文獻(xiàn)和專利中，也曾提到過一些能制備任意尺寸泡沫混凝土樣的 方法，但與之配套的成熟自動(dòng)化裝置很少，即使存在，也遠(yuǎn)不能實(shí)現(xiàn)與各類室內(nèi)巖土力學(xué)試 驗(yàn)機(jī)的技術(shù)對(duì)接。另外還有兩個(gè)問題也值得注意，其一是傳統(tǒng)方法制備的大體積泡沫混凝 土料參數(shù)精確性令人擔(dān)憂，大體積試料的物理、力學(xué)特性往往只能做到整體把控，相關(guān)參數(shù) 相應(yīng)的也只能被視為整體參數(shù)，至于其內(nèi)部材料是否均勻、性質(zhì)是否統(tǒng)一等，這些都不得而 知。其二是傳統(tǒng)泡沫混凝土樣制備裝置，尺寸單位多為"米"級(jí)，顯然不能與標(biāo)準(zhǔn)試樣"毫米" 級(jí)的尺寸單位相匹配。
[0004] 解決以上各個(gè)問題，最好的途徑就是避開對(duì)試樣的動(dòng)力擾動(dòng)，比如鉆取、打磨、拋 光等等，重新研究并設(shè)計(jì)與標(biāo)準(zhǔn)試樣尺寸量級(jí)相匹配的泡沫混凝土樣制備裝置，從全流程 全環(huán)節(jié)對(duì)制備過程進(jìn)行操控，全面準(zhǔn)確控制試樣物理、力學(xué)特性參數(shù)及其變化，同時(shí)保證其 材料均勻，整體與局部特性參數(shù)相協(xié)調(diào)；另外，要求裝置本身自動(dòng)化程度高，手工誤差小，最 終，從技術(shù)和材料兩方面與室內(nèi)巖土力學(xué)試驗(yàn)機(jī)實(shí)現(xiàn)全面對(duì)接;然而，目前該領(lǐng)域還沒有相 關(guān)設(shè)備，如何設(shè)計(jì)一種滿足上述要求的裝置成了一個(gè)急需解決的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的是為服役于巖土科學(xué)實(shí)驗(yàn)室的各類巖土力學(xué)試驗(yàn)機(jī)快速準(zhǔn)確地提 供尺寸標(biāo)準(zhǔn)(尺寸為CP 50X100的圓柱體）、性質(zhì)均一可靠(整體與局部特性參數(shù)相協(xié)調(diào)）、全 參數(shù)可控的泡沫混凝土試樣，協(xié)同其一起，共同進(jìn)行泡沫混凝土材料優(yōu)化改進(jìn)及其物理、力 學(xué)特性研究。本發(fā)明制樣全程擺脫傳統(tǒng)的人工操作，提供了一套集混凝土漿體制備、泡沫制 備、泡漿混合攪拌、澆筑成型、數(shù)據(jù)收集與集中處理等多流程為一體的自動(dòng)化試驗(yàn)裝置。
[0006] 為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，采用如下技術(shù)方案：
[0007] 一種對(duì)接室內(nèi)巖土力學(xué)試驗(yàn)機(jī)的泡沫混凝土樣制備裝置，包括多個(gè)原料放置管， 所述的原料放置管的進(jìn)口端固定在試驗(yàn)臺(tái)上，出口端與一個(gè)攪拌室連通;攪拌室側(cè)壁的上 端和下端分別與上流體栗和下流體栗相連，且所述的上流體栗與制樣室相連，制樣室上設(shè) 置有出漿口；所述的下流體栗與量筒下端相連，量筒上端又與發(fā)泡機(jī)連通，發(fā)泡機(jī)上端設(shè)有 吸氣口，下端設(shè)有吸液管，吸液管伸入儲(chǔ)液罐靠近底部位置，儲(chǔ)液罐上端設(shè)有注液口。
[0008] 在所述的攪拌室內(nèi)完成混凝土漿體的制備，在所述的發(fā)泡機(jī)和儲(chǔ)液罐內(nèi)完成泡沫 制備，泡沫制備好后進(jìn)入攪拌室進(jìn)一步攪拌，攪拌后的漿體進(jìn)入制樣室，經(jīng)脫模養(yǎng)護(hù)后完成 制樣。
[0009] 進(jìn)一步的，所述的多個(gè)原料放置管上各設(shè)置一個(gè)控制其開斷的第一閥門。
[0010] 進(jìn)一步的，所述的攪拌室與上流體栗、下流體栗連接的管路上設(shè)有第二閥門。
[0011] 進(jìn)一步的，所述的攪拌室與下流體栗相連的管路上設(shè)有流速調(diào)節(jié)器和壓力傳感 器。
[0012] 進(jìn)一步的，所述的上流體栗與制樣室相連的管路上設(shè)有注漿調(diào)節(jié)器。
[0013] 進(jìn)一步的，所述的下流體栗與量筒下端相連的管路上設(shè)有第三閥門。
[0014] 進(jìn)一步的，所述的量筒上端與發(fā)泡機(jī)相連的管路上設(shè)有第四閥門。
[0015] 進(jìn)一步的，所述的攪拌室的底部設(shè)置有稱重元件。
[0016] 進(jìn)一步的，所述的流速調(diào)節(jié)器、壓力傳感器、注漿調(diào)節(jié)器、攪拌室的攪拌裝置和稱 重元件均與一個(gè)數(shù)據(jù)采集器相連，所述的數(shù)據(jù)采集器將數(shù)據(jù)傳送給終端設(shè)備;所述的終端 設(shè)備既能集中處理采集到的數(shù)據(jù)，又能調(diào)節(jié)流速調(diào)節(jié)器、注漿調(diào)節(jié)器、攪拌室的攪拌裝置。
[0017] 進(jìn)一步的，所述的原料放置管包括并列設(shè)置的水泥放置管、土粒放置管和注水管。
[0018] 利用上述裝置進(jìn)行試樣制備的方法，包括混凝土漿體的制備、泡沫的制備、泡漿混 合攪拌和澆筑成型，具體如下：
[0019] 混凝土漿體的制備方法如下：
[0020] 水泥、土粒以及水分別通過原料放置管進(jìn)入攪拌室，打開攪拌室的攪拌裝置，使其 內(nèi)的各種原料充分混合；
[0021] 泡沫的制備方法如下：
[0022] 將發(fā)泡液原液稀釋至一定濃度，然后注入儲(chǔ)液罐;打開發(fā)泡機(jī)，進(jìn)行發(fā)泡;發(fā)泡完 成，使泡沫進(jìn)入量筒，直至達(dá)到預(yù)期體積，然后打開下流體栗，使泡沫注入到攪拌室，待泡沫 注完后，關(guān)閉下流體栗;泡漿混合攪拌；
[0023] 泡漿混合攪拌方法如下：
[0024] 將膠體水泥漿與泡沫充分?jǐn)嚢?，直到漿面看不到一層漂浮的泡沫為止；
[0025]澆筑成型方法如下：
[0026]打開上流體栗，使?jié){料通過注漿管注入制樣室，待漿料充滿整個(gè)制樣室后，多余的 會(huì)從出漿口溢出，此時(shí)依次關(guān)閉上流體栗、攪拌室的上閥門，然后去除溢出的漿料，待制樣 室中的漿體形成一定強(qiáng)度時(shí)，將其取出制樣室，再養(yǎng)護(hù)數(shù)小時(shí)，制成泡沫混凝土試樣。
[0027]本發(fā)明的有益效果如下：
[0028]本發(fā)明制樣全程擺脫傳統(tǒng)的人工操作，創(chuàng)新性地提供了一套集混凝土漿體制備、 泡沫制備、泡漿混合攪拌、澆筑成型、數(shù)據(jù)收集與集中處理等多流程為一體的自動(dòng)化試驗(yàn)裝 置。試樣制備全程可對(duì)多個(gè)環(huán)節(jié)參數(shù)進(jìn)行準(zhǔn)確控制，包括原料種類和級(jí)配、水料比、發(fā)泡液 濃度、氣液比、泡沫量、泡沫注入速度、攪拌速度與時(shí)長、澆筑速度等等，從而能夠在短時(shí)間 內(nèi)高效地制備出符合試驗(yàn)方案預(yù)期的，尺寸為cp 50X100(cp代表圓柱體試樣的底面直徑） 的標(biāo)準(zhǔn)圓柱體泡沫混凝土試樣。制備完成的試樣可與各類室內(nèi)巖土力學(xué)試驗(yàn)機(jī)對(duì)接，直接 用于各種物理指標(biāo)的實(shí)驗(yàn)室測定試驗(yàn)，測得密度、含水率、土粒比重三項(xiàng)基本物理指標(biāo)，再 通過公式換算得出孔隙率、孔隙比、飽和度等更多物理指標(biāo);制備完成的試樣還可直接用于 各種力學(xué)參數(shù)實(shí)驗(yàn)室測定試驗(yàn)，如單軸壓縮、三軸壓縮、直剪、劈裂、滲透和抗沖擊試驗(yàn)等 等，測得相應(yīng)的多種力學(xué)指標(biāo)。裝置尺寸量級(jí)與標(biāo)準(zhǔn)試樣相匹配，有利于保證試樣內(nèi)部性質(zhì) 的均一性。
【附圖說明】
[0029] 為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn) 有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本發(fā)明 的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù) 這些附圖獲得其他的附圖。
[0030] 圖1為一種對(duì)接室內(nèi)巖土力學(xué)試驗(yàn)機(jī)的泡沫混凝土樣制備裝置圖。
[0031] 圖中：1一水泥放置管，2-水泥放置管閥門，3-土粒放置管，4一土粒放置管閥門， 5-注水管，6-注水管閥門，7-攪拌室，8-電動(dòng)攪拌機(jī)，9 一稱重元件，10-注液口，11一儲(chǔ) 液罐，12-發(fā)泡機(jī)，13-吸氣□，14 一吸液管，15-量筒上閥門，16-量筒，17-量筒下閥門， 18-下流體栗，19 一攪拌室下閥門，20-流速調(diào)節(jié)器，21-壓力傳感器，22-攪拌室上閥門， 23 一上流體栗，24-注衆(zhòng)管，25-注衆(zhòng)調(diào)節(jié)器，26-制樣室，27-出衆(zhòng)口，28-數(shù)據(jù)米集器， 29-終端設(shè)備，30-試驗(yàn)臺(tái)。
【具體實(shí)施方式】
[0032]下面結(jié)合附圖和實(shí)施示例對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步說明。
[0033]本發(fā)明的目的是為服役于巖土科學(xué)實(shí)驗(yàn)室的各類巖土力學(xué)試驗(yàn)機(jī)快速準(zhǔn)確地提 供尺寸標(biāo)準(zhǔn)、性質(zhì)均一可靠、全參數(shù)可控的泡沫混凝土試樣，并協(xié)同其一起，共同進(jìn)行泡沫 混凝土材料優(yōu)化改進(jìn)及其物理、力學(xué)特性研究。
[0034]本發(fā)明公開的對(duì)接室內(nèi)巖土力學(xué)試驗(yàn)機(jī)的泡沫混凝土樣制備裝置，包括多個(gè)原料 放置管，所述的原料放置管的進(jìn)口端固定在試驗(yàn)臺(tái)上，出口端與一個(gè)攪拌室連通;攪拌室側(cè) 壁的上端和下端分別與上流體栗和下流體栗相連，且上流體栗與制樣室相連，制樣室上設(shè) 置有出漿口；所述的下流體栗與量筒下端相連，量筒上端又與發(fā)泡機(jī)連通，發(fā)泡機(jī)上端設(shè)有 吸氣口，下端設(shè)有吸液管，吸液管伸入儲(chǔ)液罐靠近底部位，儲(chǔ)液罐上端設(shè)有注液口；在攪拌 室內(nèi)完成混凝土楽體的制備，在所述的發(fā)泡機(jī)和儲(chǔ)液罐內(nèi)完成泡沫制備，泡沫制備好后進(jìn) 入攪拌室進(jìn)一步的攪拌，攪拌后的漿體進(jìn)入制樣室，經(jīng)脫模養(yǎng)護(hù)后完成制樣，具體如下： [0035]如圖1所示，對(duì)接室內(nèi)巖土力學(xué)試驗(yàn)機(jī)的泡沫混凝土樣制備裝置，包括水泥放置管 1、水泥放置管閥門2、土粒放置管3、土粒放置管閥門4、注水管5、注水管閥門6、攪拌室7、電 動(dòng)攪拌機(jī)8、稱重元件9、注液口 10、儲(chǔ)液罐11、發(fā)泡機(jī)12、吸氣口 13、吸液管14、量筒上閥門 15、量筒16、量筒下閥門17、下流體栗18、攪拌室下閥門19、流速調(diào)節(jié)器20、壓力傳感器21、攪 拌室上閥門22、上流體栗23、注漿管24、注漿調(diào)節(jié)器25、制樣室26、出漿口 27、數(shù)據(jù)采集器28、 終端設(shè)備29、試驗(yàn)臺(tái)30及若干線路。
[0036] 它們的連接關(guān)系是:水泥放置管1、土粒放置管3和注水管5的進(jìn)口端固定在試驗(yàn)臺(tái) 30上，另一端分別連通攪拌室7,各管上分別設(shè)有水泥放置管閥門2、土粒放置管閥門4和注 水管閥門6;攪拌室7下設(shè)有稱重元件9，上方懸掛電動(dòng)攪拌機(jī)8，電動(dòng)攪拌機(jī)8上方固定在試 驗(yàn)臺(tái)30臺(tái)面下方，其扇葉伸入攪拌室7靠近底部位置;攪拌室7上端和下端分別與上流體栗 23和下流體栗18相連，中間各設(shè)有攪拌室上閥門22和攪拌室下閥門19,分別控制它們的連 通或斷開，其中，攪拌室7和下流體栗18之間設(shè)有流速調(diào)節(jié)器20和壓力傳感器21;下流體栗 18與量筒16下端連通，中間設(shè)有量筒下閥門17，量筒16上端又與發(fā)泡機(jī)12連通，中間設(shè)有量 筒上閥門15;發(fā)泡機(jī)12上端設(shè)有吸氣口 13,下端設(shè)有吸液管14,吸液管14伸入儲(chǔ)液罐11靠近 底部位置;儲(chǔ)液罐11上端設(shè)有注液口 10;上流體栗23通過注漿管24與制樣室26相連，注漿管 24上設(shè)有注漿調(diào)節(jié)器25，制樣室26放置于試驗(yàn)臺(tái)30之上，頂端設(shè)有出漿口 27;另外，電動(dòng)攪 拌機(jī)8、稱重元件9、流速調(diào)節(jié)器20、壓力傳感器21、注漿調(diào)節(jié)器25分別通過數(shù)據(jù)采集器28與 終端設(shè)備29相連。
[0037] 進(jìn)一步的，水泥放置管1、土粒放置管3、注水管5均是由硬橡膠材料制成圓管，內(nèi)徑 均為1 〇mm，壁厚1 ? 5mm，長50mm，管內(nèi)壁分別涂有薄凡士林層，防止水泥、土粒、水粘結(jié)內(nèi)壁， 造成質(zhì)量損失，影響參數(shù)準(zhǔn)確性。
[0038] 進(jìn)一步的，攪拌室7由透明有機(jī)樹脂材料制成，內(nèi)容積尺寸為(p 1O0X 10:0mm，壁厚 3mm，頂部不封蓋，攪拌室7內(nèi)壁涂有薄凡士林層，防止水泥漿體粘結(jié)內(nèi)壁。
[0039]進(jìn)一步的，電動(dòng)攪拌機(jī)8采用市場上常見的型號(hào)，具有調(diào)速功能，調(diào)速范圍為20- 150r/min，扇葉在攪拌室7內(nèi)無攪拌死角，同時(shí)扇葉豎向高低位置可以在攪拌過程中做一定 調(diào)整，對(duì)水泥漿起到下壓和上翻的攪拌功能。
[0040]進(jìn)一步的，稱重元件9采用市場上常見的型號(hào)，量程范圍為0-5kg，最小可感知 0.01kg的質(zhì)量變化。
[00411進(jìn)一步的，儲(chǔ)液罐11由透明有機(jī)樹脂材料制成，內(nèi)容積尺寸為200 X 200 X 50mm，進(jìn) 一步的，在其右上端位置設(shè)有注液口 1 0，注液口 1 0為圓形，直徑為1 0mm。
[0042]進(jìn)一步的，發(fā)泡機(jī)12為高壓發(fā)泡機(jī)，采用市場上常見的型號(hào)，利用壓力從吸氣口 13 引入氣體，利用壓力從吸液管14引入發(fā)泡液;吸氣口 13是直徑為10_的圓孔，吸液管14是直 徑為10mm的圓管，長度為45mm。
[0043] 進(jìn)一步的，量筒16由透明有機(jī)樹脂材料制成，量程為60毫升，壁厚1mm。
[0044] 進(jìn)一步的，下流體栗18和上流體栗23采用市場上常見的型號(hào)，可以提供0-IMPa的 壓力，最小壓力變化精度為0 ? OOlMPa。
[0045] 進(jìn)一步的，注衆(zhòng)管24是由硬橡膠材料制成圓管，內(nèi)徑為10mm，壁厚1.5mm，長80mm。
[0046] 進(jìn)一步的，制樣室26由透明有機(jī)樹脂材料制成，內(nèi)容積尺寸為cp 50X100唧1，內(nèi)壁 涂有薄凡士林層，防止脫模時(shí)與泡沫混凝土試樣表面粘連，損壞試樣;進(jìn)一步的，制樣室26 頂部正中央設(shè)有出漿口27,出漿口27是直徑為10_的圓孔。
[0047] 進(jìn)一步的，流速調(diào)節(jié)器20和注漿調(diào)節(jié)器25能夠調(diào)節(jié)各自所控制管內(nèi)的漿液流速大 小，調(diào)節(jié)范圍為〇-800ml/s〇
[0048] 進(jìn)一步的，壓力傳感器21用于測量所控制管內(nèi)液體流壓的大小，其最小可感知 O.OOIMPa的流壓變化。
[0049] 進(jìn)一步的，水泥放置管閥門2、土粒放置管閥門4、注水管閥門6、量筒上閥門15、量 筒下閥門17、攪拌室下閥門19、攪拌室上閥門22均為機(jī)械閥門，通過閥門的打開和關(guān)閉，控 制各自管內(nèi)固體或液體的流動(dòng)和阻隔。
[0050] 進(jìn)一步的，數(shù)據(jù)采集器28選用美國Omega CL3001傳感器，可以采集并記錄來自電 動(dòng)攪拌機(jī)8、稱重元件9、流速調(diào)節(jié)器20、壓力傳感器21、注漿調(diào)節(jié)器25五個(gè)裝置傳來的數(shù)據(jù) fg息。
[0051]進(jìn)一步的，終端設(shè)備29主要是指終端計(jì)算機(jī)以及與之相連的若干線路。終端計(jì)算 機(jī)采用市場上主流的計(jì)算機(jī)型號(hào)，操作系統(tǒng)為windows7,軟件為Labview。終端設(shè)備29可以 集中處理數(shù)據(jù)采集器28傳來的信息，而且自帶計(jì)時(shí)功能，可以記錄制樣過程中每一個(gè)環(huán)節(jié) 的起止時(shí)間；并且可以對(duì)電動(dòng)攪拌機(jī)8的轉(zhuǎn)速、流速調(diào)節(jié)器20和注漿調(diào)節(jié)器25的流速進(jìn)行自 動(dòng)化控制。
[0052] 進(jìn)一步的，試驗(yàn)臺(tái)30由精鋼材料制成，內(nèi)高200mm，內(nèi)寬400mm，臺(tái)面后20mm。
[0053]利用上述設(shè)備進(jìn)行泡沫混凝土試樣制備方法，其步驟是：
[0054] 混凝土漿體制備：
[0055] 1)選取一定種類的水泥粉，篩取出預(yù)期粒徑范圍后，稱取一定質(zhì)量;隨后將其放入 水泥放置管1，打開水泥放置管閥門2,使水泥粉進(jìn)入攪拌室7,然后關(guān)閉水泥放置管閥門2; [0056] 2)選取一定種類的土粒，篩取出預(yù)期粒徑范圍后，稱取一定質(zhì)量;隨后將其放入土 粒放置管3，打開土粒放置管閥門4，使土粒進(jìn)入攪拌室7，然后關(guān)閉土粒放置管閥門4;
[0057] 3)稱取一定質(zhì)量的水，摻入一定的外加劑，將其放入注水管5,打開注水管閥門6， 使水進(jìn)入攪拌室7，然后關(guān)閉注水管閥門6;
[0058] 4)打開電動(dòng)攪拌機(jī)8,通過終端設(shè)備29調(diào)整其扇葉轉(zhuǎn)速，并使其在一次制樣過程中 保持恒定，注意到攪拌室7中水泥漿料漸漸呈膠體狀;過程中漿料質(zhì)量的變化被稱重元件9 感知，具體質(zhì)量信息被數(shù)據(jù)采集器28采集并反饋于終端設(shè)備29之上，實(shí)驗(yàn)人員應(yīng)隨時(shí)對(duì)其 記錄和保存。
[0059] 泡沫制備：
[0060] 5)將發(fā)泡液原液稀釋至一定濃度，然后從注液口 10注入儲(chǔ)液罐11，發(fā)泡液具體體 積沒有限制，能滿足當(dāng)次制樣所需即可；
[0061] 6)打開發(fā)泡機(jī)12,調(diào)節(jié)空氣和發(fā)泡液的吸入量，控制氣液比例，進(jìn)行發(fā)泡；
[0062] 7)打開量筒上閥門15,使泡沫進(jìn)入量筒16,直至達(dá)到預(yù)期體積，然后關(guān)閉量筒上閥 門15;
[0063]泡漿混合攪拌：
[0064] 8)打開量筒下閥門17,打開下流體栗18,打開攪拌室下閥門19,使泡沫注入到攪拌 室7,過程中通過流速調(diào)節(jié)器20調(diào)節(jié)泡沫流入攪拌室7的速度，具體流速信息以及壓力傳感 器21的流壓信息被數(shù)據(jù)采集器28采集并反饋于終端設(shè)備29之上，實(shí)驗(yàn)人員應(yīng)隨時(shí)對(duì)它們記 錄和保存;待泡沫注完后，依次關(guān)閉攪拌室下閥門19、下流體栗18、量筒下閥門17;
[0065]泡漿混合攪拌：
[0066] 9)切換電動(dòng)攪拌機(jī)8的扇葉轉(zhuǎn)速，并在切換后保持恒定，將膠體水泥漿與泡沫充分 攪拌，直到漿面看不到一層漂浮的泡沫為止；
[0067]澆筑成型：
[0068] 10)打開攪拌室上閥門22,打開上流體栗23,使?jié){料通過注漿管24注入制樣室26， 過程中通過注漿調(diào)節(jié)器25調(diào)節(jié)注漿速度和注漿量，具體流速和流量信息被數(shù)據(jù)采集器28采 集并反饋于終端設(shè)備29之上，實(shí)驗(yàn)人員應(yīng)隨時(shí)對(duì)它們記錄和保存；
[0069] 11)待漿料充滿整個(gè)制樣室26后，多余的漿料會(huì)從出漿口 27溢出，此時(shí)依次關(guān)閉上 流體栗23、攪拌室上閥門22，然后去除溢出的漿料，待制樣室中漿體形成一定強(qiáng)度時(shí)，將其 取出制樣室26，再養(yǎng)護(hù)數(shù)小時(shí)，制成泡沫混凝土試樣。
[0070] 此外，本發(fā)明中
【發(fā)明內(nèi)容】
部分描述的第一閥門指代的是:水泥放置管閥門2、土粒 放置管閥門4、注水管閥門6。
[0071] 本發(fā)明中
【發(fā)明內(nèi)容】
部分描述的第二閥門指代的是:攪拌室下閥門19和攪拌室上閥 門22。
[0072] 本發(fā)明中
【發(fā)明內(nèi)容】
部分描述的第三閥門指代的是量筒下閥門17。
[0073] 本發(fā)明中
【發(fā)明內(nèi)容】
部分描述的第四閥門指代的是量筒上閥門15。
[0074] 上述雖然結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】進(jìn)行了描述，但并非對(duì)本發(fā)明保護(hù)范 圍的限制，所屬領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，在本發(fā)明的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域技術(shù)人員不 需要付出創(chuàng)造性勞動(dòng)即可做出的各種修改或變形仍在本發(fā)明的保護(hù)范圍以內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種對(duì)接室內(nèi)巖土力學(xué)試驗(yàn)機(jī)的泡沫混凝土樣制備裝置，其特征在于，包括多個(gè)原 料放置管，所述的原料放置管的進(jìn)口端固定在試驗(yàn)臺(tái)上，出口端與一個(gè)攪拌室連通;所述的 攪拌室側(cè)壁的上端和下端分別與上流體栗和下流體栗相連，且所述的上流體栗與制樣室相 連，制樣室上設(shè)置有出漿口；所述的下流體栗與量筒下端相連，量筒上端又與發(fā)泡機(jī)連通， 發(fā)泡機(jī)上端設(shè)有吸氣口，下端設(shè)有吸液管，吸液管伸入儲(chǔ)液罐靠近底部位，儲(chǔ)液罐上端設(shè)有 注液口；在所述的攪拌室內(nèi)完成混凝土漿體的制備，在所述的發(fā)泡機(jī)和儲(chǔ)液罐內(nèi)完成泡沫 制備，泡沫制備好后進(jìn)入攪拌室進(jìn)一步的攪拌，攪拌后的漿體進(jìn)入制樣室，經(jīng)脫模養(yǎng)護(hù)后完 成制樣。2. 如權(quán)利要求1所述的對(duì)接室內(nèi)巖土力學(xué)試驗(yàn)機(jī)的泡沫混凝土樣制備裝置，其特征在 于，所述的多個(gè)原料放置管上各設(shè)置一個(gè)控制其開斷的第一閥門。3. 如權(quán)利要求1所述的對(duì)接室內(nèi)巖土力學(xué)試驗(yàn)機(jī)的泡沫混凝土樣制備裝置，其特征在 于，在所述的攪拌室與上流體栗、下流體栗連接的管路上設(shè)有第二閥門。4. 如權(quán)利要求1所述的對(duì)接室內(nèi)巖土力學(xué)試驗(yàn)機(jī)的泡沫混凝土樣制備裝置，其特征在 于，所述的下流體栗與量筒下端相連的管路上設(shè)有第三閥門。5. 如權(quán)利要求1所述的對(duì)接室內(nèi)巖土力學(xué)試驗(yàn)機(jī)的泡沫混凝土樣制備裝置，其特征在 于，所述的量筒上端與發(fā)泡機(jī)相連的管路上設(shè)有第四閥門。6. 如權(quán)利要求1所述的對(duì)接室內(nèi)巖土力學(xué)試驗(yàn)機(jī)的泡沫混凝土樣制備裝置，其特征在 于，在所述的攪拌室與下流體栗相連的管路上還設(shè)有流速調(diào)節(jié)器和壓力傳感器。7. 如權(quán)利要求6所述的對(duì)接室內(nèi)巖土力學(xué)試驗(yàn)機(jī)的泡沫混凝土樣制備裝置，其特征在 于，所述的上流體栗與制樣室相連的管路上設(shè)有注漿調(diào)節(jié)器。8. 如權(quán)利要求7所述的對(duì)接室內(nèi)巖土力學(xué)試驗(yàn)機(jī)的泡沫混凝土樣制備裝置，其特征在 于，所述的攪拌室的底部設(shè)置有稱重元件。9. 如權(quán)利要求8所述的對(duì)接室內(nèi)巖土力學(xué)試驗(yàn)機(jī)的泡沫混凝土樣制備裝置，其特征在 于，所述的流速調(diào)節(jié)器、壓力傳感器、注漿調(diào)節(jié)器、攪拌室的攪拌裝置和稱重元件均與一個(gè) 數(shù)據(jù)采集器相連，所述的數(shù)據(jù)采集器將數(shù)據(jù)傳送給終端設(shè)備;所述的終端設(shè)備既能集中處 理采集到的數(shù)據(jù)，又能調(diào)節(jié)流速調(diào)節(jié)器、注漿調(diào)節(jié)器、攪拌室的攪拌裝置。10. 利用權(quán)1-9任一所述的裝置進(jìn)行試樣制備的方法，其特征在于，如下： 混凝土漿體的制備方法如下： 水泥、土粒以及攪拌液分別通過原料放置管進(jìn)入攪拌室，打開攪拌室的攪拌裝置，使其 內(nèi)的各種原料充分混合； 泡沫的制備方法如下： 將發(fā)泡液原液稀釋至一定濃度，然后注入儲(chǔ)液罐;打開發(fā)泡機(jī)，進(jìn)行發(fā)泡;發(fā)泡完成，使 泡沫進(jìn)入量筒，直至達(dá)到預(yù)期體積，然后打開下流體栗，使泡沫注入到攪拌室，待泡沫注完 后，關(guān)閉攪拌室下流體栗;泡漿混合攪拌； 泡漿混合攪拌方法如下： 將膠體水泥漿與泡沫充分?jǐn)嚢?，直到漿面看不到一層漂浮的泡沫為止； 澆筑成型方法如下： 打開上流體栗，使?jié){料通過注漿管注入制樣室，待漿料充滿整個(gè)制樣室后，多余的會(huì)從 出漿口溢出，此時(shí)依次關(guān)閉上流體栗、攪拌室的上閥門，然后去除溢出的漿料，待制樣室中 的漿體形成一定強(qiáng)度時(shí)，將其取出制樣室，再養(yǎng)護(hù)數(shù)小時(shí)，制成泡沫混凝土試樣。
【文檔編號(hào)】G01N1/28GK106053183SQ201610650146
【公開日】2016年10月26日
【申請(qǐng)日】2016年8月10日 公開號(hào)201610650146.X, CN 106053183 A, CN 106053183A, CN 201610650146, CN-A-106053183, CN106053183 A, CN106053183A, CN201610650146, CN201610650146.X
【發(fā)明人】陳衛(wèi)忠, 馬少森, 趙武勝
【申請(qǐng)人】山東大學(xué)