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专利号: 2020101274201
申请人: 浙江工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-08-12
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.可自动制备特定饱和度试件的试验装置,其特征在于,包括:

试验箱,其箱体外壳为夹层式结构,箱体内腔设有至少一个试验腔,用于对放入试验腔内的试件进行饱和度测试;

湿度控制单元,包括湿度传感器、加湿器、湿度控制器以及水箱,湿度传感器设置于试验腔内,并且湿度传感器的信号传输端口与饱和度控制单元的信号输入端口电连接,用于将试验腔内的湿度信号传输给饱和度控制单元;加湿器悬装于试验腔顶上,其进水口与湿度控制器的出水口管路连通,湿度控制器的进水口与水箱的出水口管路连通;湿度控制器的信号输入端与饱和度控制单元的湿度信号输出端口电连接,用于控制试验腔内的湿度;

温度控制单元,包括温度传感器、电热管和温度控制器,其中温度传感器设置于试验腔内,温度传感器的信号传输端口与饱和度控制单元的信号输入端口电连接,用于将检测的试验腔内的温度数据传输给饱和度控制单元;温度控制器的信号输出端口与电热管的控制端口电连接,用于向电热管发送指令控制其工作;温度控制器的信号输入端口与饱和度控制单元的温度信号输出端口电连接,用于将温度数据传输给饱和度控制单元或接受饱和度控制单元的命令反馈给电热管,以控制试验腔内的温度;

质量检测单元,包括测试底座和质量传感器,其中质量传感器设置在测试底座与试验腔底板之间,且质量传感器的信号传输端与饱和度控制单元相应的信号输入端电连接,用于将置于测试底座上的质量信号传输给饱和度控制单元;

以及饱和度控制单元,包括数据处理器和信号转换器,所述数据处理器通过信号转换器与所述湿度传感器、温度传感器以及质量传感器信号连接,用于控制试验箱内的温度和湿度,进而控制试件的饱和度。

2.如权利要求1所述的可自动制备特定饱和度试件的试验装置,其特征在于:所述箱体的外壳为夹层式结构,分为三层,其中内层为不锈钢材质,中间层为隔热材质,最外层为不锈钢材质;所述隔热材质填充在不锈钢板之间的空隙内。

3.如权利要求2所述的可自动制备特定饱和度试件的试验装置,其特征在于:所述箱体的内腔为从上到下的多层结构,层与层之间通过不锈钢板隔离;每层箱体的顶部中间位置设有一个用于安装加湿器的湿度安装底座,所述加湿器下端出水口设有一个可将水雾化的加湿头,所述加湿器与湿度安装底座相连,加湿器的进水口通过湿度安装底座与水管的一端相连通,所述水管的另一端一直延伸到多功能试验箱外与所述湿度控制器的出水口相连通。

4.如权利要求3所述的可自动制备特定饱和度试件的试验装置,其特征在于:每层箱体的底部中间位置设有一个传感器底座,所述传感器底座上安装一个湿度传感器和温度传感器,并且所述传感器底座的中心与所述加湿器位置投影重合,传感器底座与层间不锈钢隔板通过螺栓连接。

5.如权利要求4所述的可自动制备特定饱和度试件的试验装置,其特征在于:所述箱体的左右两个侧壁分别设有卡扣,用于固定电热管;所述电热管均匀地分布在箱体结构的左右两侧,所述电热管均通过电线与所述温度控制器相连接;所述电热管的左右两侧分别通过卡扣设置在箱体左右两侧壁上。

6.如权利要求3所述的可自动制备特定饱和度试件的试验装置,其特征在于:每层试验腔底板上均设有多个放置试件的圆盘,所述圆盘的外圈设有向上凸起的挡片;所述圆盘下方设有一质量传感器,所述质量传感器的上下两端分别与圆盘和安装底座连接。

7.如权利要求1所述的可自动制备特定饱和度试件的试验装置,其特征在于:所述信号转换器包括温度信号转换器、湿度信号转换器和质量信号转换器,其中:温度信号转换器的信号输入端与温度传感器的信号输出端相连接,温度信号转换器的信号输出端与数据处理器的信号输入端电连接,用于将温度信号转换为电信号后传输给数据处理器;

湿度信号转换器的信号输入端与湿度传感器的信号输出端相连接,湿度信号转换器的信号输出端与数据处理器的信号输入端电连接,用于将湿度信号转换为电信号后传输给数据处理器;

质量信号转换器的信号输入端与质量传感器的信号输出端相连接,质量信号转换器的信号输出端与数据处理器的信号输入端电连接,用于将质量信号转换为电信号后传输给数据处理器。

8.如权利要求3所述的可自动制备特定饱和度试件的试验装置,其特征在于:试验箱底部设有四个支脚。

9.根据权利要求1~8任意一项所述的可自动制备特定饱和度试件的试验装置的测量方法,其特征在于,包括以下步骤:

1)试件的前期准备:首先做好混凝土的制备,将制备好的混凝土倒入PVC管模具中,放入混凝土养护室中养护;养护完成后将混凝土试件进行切割制成待制备试件;

2)将切割好的待制备试件放入水中饱和,待试件饱和后,将混凝土试件取出、擦拭干表面水分然后放入试验箱中的质量传感器上称重,由记录质量为m1;

3)调节试验箱的温度,此时关闭试验箱的箱门,待箱内温度升高后将混凝土试件烘干,直到混凝土试件的质量稳定不再下降时,由记录此时混凝土试件的质量为m2;此时可调节加湿器开始工作;湿度从0%开始增加,增加一定量的湿度后,维持当前湿度,等待试件吸水至质量恒定后继续增加湿度;

4)计算混凝土含水饱和度的公式为:

其中m1为养护完成立即切割后的混凝土试件质量,即浸水饱和后的混凝土试件质量,g;

m2为烘干状态下的混凝土试件的质量,g;mh为某一混凝土配合比所需要达到的目标质量,g;

假若需要制备目标含水饱和度为a%的混凝土试块,通过上述公式可以计算得待制备混凝土试件目标质量为:mh=(m1-m2)×a%+m2        (2);

5)由湿度控制器控制试验箱的湿度,混凝土试件会因吸水而质量增加,此时读取质量传感器上制备中混凝土质量为mi;

当mi<mh时,则湿度控制器控制加湿器继续增加湿度,以增大混凝土试件的吸水量;

当mi>mh时,则湿度控制器控制加湿器继续降低湿度,以减小混凝土试件的吸水量;

当 时,则湿度控制器控制加湿器维持当前湿度,可以认为所得试件为含水饱和度a%的目标试件;

6)试验结束后,将已制备好的试件取出,并用铝箔纸包裹住试块,并用透明胶带缠绕好,以防止水分散失;

其中,步骤3)中当相隔相同时间连续多次测量试件的质量,质量的偏差范围在0.03g之内即认为质量达到稳定。

10.根据权利要求9所述的测量方法,其特征在于:若所述试件为长方体的混凝土,则试件的底面边长可在0-106mm之间任意调整,高度可在0-150mm之间任意调整;若试验混凝土试件为圆柱体试件,则试件的底面直径可在0-150mm之间任意调整,高度在0-150mm之间任意调整。