一种钢渣强度时效性的制样养护装置及其使用方法与流程

1.本发明涉及制样养护装置及其使用方法，具体为一种钢渣强度时效性的制样养护装置及其使用方法。


背景技术：

2.室内土工试验是研究土物理力学参数的重要内容和必要途径，为岩土工程设计和施工提供正确决策的重要依据。钢渣是钢铁生产过程中的衍生物，因为所含矿物的影响，这些成分在遇水之后会出现不稳定的变化，从而限制了钢渣材料的再利用。对钢渣的应用日益增加，对钢渣力学性质的研究也需要进一步的发展，但是由于钢渣的难成形的缘故，利用实验仪器测量钢渣的力学性质难以实施，或者测量不精确，所以拥有一套制备钢渣试样和养护试样的方法来研究钢渣的时效性十分必要。
3.室内土工试验多采用圆柱形的试样。目前，常采用的饱和装置为三瓣膜传统饱和器，其在制样过程中由于约束不足的原因造成试样上下不一，饱和器断裂等问题，并且在制样后脱模不易，容易造成试样脱落。因此，需要一个约束更强、便于脱模、制样更加精确的饱和器。同时，试样的养护很难保证在养护时候试样不变形，试样的养护条件相同。


技术实现要素：

4.发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明的目的是提供一种脱膜容易、制样均匀的钢渣强度时效性的制样养护装置，本发明的另一目的是提供一种快速方便、准确度高的钢渣强度时效性的制样养护装置的使用方法。
5.技术方案：本发明所述的一种钢渣强度时效性的制样养护装置，包括双层饱和器和装配式养护箱，装配式养护箱用于双层饱和器内的试样养护，双层饱和器包括底座、外饱和器，内饱和器、顶座和透水压样块，底座与外饱和器相连，内饱和器嵌套在外饱和器内侧，内饱和器内侧用于放置试样，试样异于底座的一侧与顶座或透水压样块相连。
6.进一步地，底座上设置加热器和插头，加热器用于对双层饱和器内的试样进行加热，保持相同的温度。
7.进一步地，内饱和器包括若干瓣膜，瓣膜与其顶面齐平处设置挂钩，内饱和器通过挂钩嵌套在外饱和器内侧，便于脱模。
8.进一步地，透水压样块上设置能够让水流入内饱和器的孔。透水压样块通过透水纸与试样相连，使得脱模过程中，试样不容易脱落。
9.进一步地，装配式养护箱包括若干养护箱结构单元，养护箱结构单元包括通过凹槽和凸块互相插接的电路底板、约束侧板和变量控制板，电路底板上设置若干饱和器放置槽，饱和器放置槽内设置与插头相匹配的插座。养护箱结构单元的数量为三个以上，可以根据实际需要增减，彼此插接且高度相同。电路底板、约束侧板和变量控制板的连接处贴上防水胶布。
10.进一步地，变量控制板上设置温度显示屏、ph显示屏、开始键、暂停键、归零键、时
间显示屏和开关，所述开始键、暂停键、归零键均用于调节时间，所述变量控制板通过遥控器设置其温度、ph或时间。
11.上述钢渣强度时效性的制样养护装置的使用方法，包括以下步骤：
12.步骤一，利用双层饱和器，分层击实试样；
13.步骤二，将顶座换成透水压样块，再将底座插入能够控制温度、时间、ph的装配式养护箱内，向装配式养护箱内加水，根据实验目的在不同条件下进行养护；
14.步骤三，试样养护结束后，先将内饱和器滑出，再依次取出其他部分。
15.进一步地，步骤二中，不同条件包括不同的质量，不同的温度，不同的ph和不同的时间。
16.工作原理：在双层饱和器内制备试样，通过变量控制板控制每一个双层饱和器在不同养护条件下进行养护，从而完成平行试样的制备，避免不必要的实验误差。
17.有益效果：本发明和现有技术相比，具有如下显著性特点：
18.1、通过双层饱和器的外饱和器的约束，解决在在制样过程中由于约束不足造成的试样上下不一，饱和器被试样撑开等问题；
19.2、脱模更加灵活方便，通过滑动内饱和器来脱模，能有效避免试样破损及变形；
20.3、能够养护难成形的颗粒材料，容易控制养护环境相同，避免了实验不必要的误差；
21.4、大大节省了制备和养护试样的操作难度和工作量，整体装置结构简单，成本低廉，操作方便，实用性强。
附图说明
22.图1是本发明的结构示意图；
23.图2是本发明双层饱和器1的结构示意图；
24.图3是本发明瓣膜131的结构示意图；
25.图4是本发明外饱和器12的结构示意图；
26.图5是本发明顶座14的结构示意图；
27.图6是本发明透水压样15的结构示意图；
28.图7是本发明第一种电路底板21的结构示意图；
29.图8是本发明第二种电路底板21的结构示意图；
30.图9是本发明第三种电路底板21的结构示意图；
31.图10是本发明变量控制板23的结构示意图；
32.图11是本发明第一种约束侧板22的结构示意图；
33.图12是本发明第二种约束侧板22的结构示意图；
34.图13是本发明第三种约束侧板22的结构示意图。
具体实施方式
35.如图1，每个装配式养护箱2的养护箱结构单元为长方体，养护箱结构单元内通常放置3个双层饱和器1，双层饱和器1的数量可以根据实际需要定制增加。每个养护箱结构单元所制得的试样在相同的温度、时间或ph下进行养护，便于进行重复验证以及留存制样，以
备后续进一步分析。不同的养护箱结构单元所制得的试样养护条件不同，根据不同的实验目的来确定。养护箱结构单元的数量为三个以上，可以根据实际需要增减，彼此插接且高度相同。电路底板21、约束侧板22和变量控制板23的连接处贴上防水胶布。
36.实验材料是一系列类似于钢渣的具有时效性特征的材料，特别针对于制样难成型的颗粒材料。根据试样的材料总质量的不同，可以分为不同的工况，此双层饱和器1可以控制不同质量的试样具有相同的体积。试样制作完成后，将试样保留在双层饱和器1内，一起插入装配式养护箱2养护，直至养护结束。
37.如图2～6，双层饱和器1用于试样养护，由不锈钢板加工而成。双层饱和器1包括底座11、外饱和器12，内饱和器13、顶座14和透水压样块15。底座11上部通过旋转连接外饱和器12，下部是一个加热器，可以保持相同的温度，通过插头111插入装配式养护箱2的插座212而通电。外饱和器12是空心圆柱不锈钢片，外径62mm，内径56m，高120mm，内壁光滑。内饱和器13是由3片不锈钢的瓣膜131组成，外壁光滑，高113mm，上部有挂钩1311，挂钩1311厚3mm，挂在外饱和器12上，其内部为内径50mm、高100mm的圆柱体，用于放置试样。在试样脱模时，用手滑动挂钩1311即可取出内饱和器13。顶座14上部直径56mm，高10mm，下部直径50mm，高13mm，在试样最后压实时，能约束每一个式样体积一致。透水压样块15高40mm，直径50mm，有9个孔151，便于水流入内饱和器13，取样时压住试样的顶部，方便内饱和器13滑出。将顶座14旋出，盖上透水纸，塞入透水压样块15。与传统饱和器对比，双层饱和器1特点是能够准确保证每一个试样质量且体积相同，每一个试样在外饱和器12的约束下形状一样，养护后试样脱模容易，不会损坏试样。
38.如图7～13，养护箱结构单元包括通过凹槽和凸块互相插接的电路底板21、约束侧板22和变量控制板23，电路底板21上设置若干饱和器放置槽211，饱和器放置槽211内设置与插头111相匹配的插座212。电路底板21的尺寸为：300mm*100mm*30mm，分为右电路底板21、左电路底板21、中间电路底板21，主要区别是凹槽和凸块的位置，作用是用于连接各个板，内部连接电线。约束侧板22有两种尺寸：(一)作为分离内板的约束侧板22尺寸为：300mm*200mm*30mm，用于隔离开每个养护箱结构单元；(二)作为约束外板的约束侧板22尺寸为：200mm*100mm*30mm。变量控制板23是正面的板，尺寸为200mm*100mm*30mm。变量控制板23上设置温度显示屏231、ph显示屏232、开始键233、暂停键234、归零键235、时间显示屏236和开关237，开始键233、暂停键234、归零键235均用于调节时间，所述变量控制板23通过遥控器设置其温度、ph或时间。
39.上述钢渣强度时效性的制样养护装置的使用方法，包括以下步骤：
40.a、试样制备：取450g钢渣和45g水，将其搅拌均匀。将底座11旋入外饱和器12，将内饱和器13插入外饱和器12，如图2所示。分四次倒入混合好的钢渣，用击锤分层捣实，将剩余钢渣倒入内饱和器13，盖上顶座14，敲击顶座14至完全压实后拿出顶座14，盖上一片透水纸，塞入透水压样块15，试样制备完成。
41.b、装配养护箱：取电路底板21、电路底板21、变量控制板23，组成装配式养护箱2，第一个养护箱结构单元的变量控制板23、电路底板21插入电路底板21，电路底板21连接电源。将双层饱和器1的底座11上的插头111对准饱和器放置槽211的插座212插入，通电后外部指示灯显示接通。加水，将第一个养护箱结构单元的温度调至25摄氏度，调节ph为8，打开计时器。依次将第二个养护箱结构单元的温度调至40摄氏度，调节ph为8，打开计时器；将第
三个养护箱结构单元的温度调至60摄氏度，调节ph为8，打开计时器。
42.c、试样养护7天或者多个周期后，关闭需要测试的隔间电源，取出双层饱和器1。将双层饱和器1静置至无多余水流出，将顶座14旋出，盖上透水纸，轻轻按住并旋转透水压样块15，然后向上滑出内饱和器13的三个挂钩1311，旋出外饱和器12，养护后的试样样便完整的制作完毕。
43.重复以上操作，便可得到多组试样。养护条件的设置根据不同的研究目的可以进行替换。根据实验结果，研究钢渣的密实度和质量的影响：可分为450g，475g，500g，525g。研究温度对钢渣时效性的影响，分为5℃，15℃，25℃，40℃，60℃。研究水的酸碱度对钢渣时效性的影响，将ph分为8，10，11，12，13。研究时间对钢渣时效性的影响，将时间分为7天，14天，21天，28天，42天，56天，84天。