注浆材料抗水分散性能测试试验装置及使用方法与流程

1.本发明涉及岩土工程注浆材料性能测试技术领域，具体为一种注浆材料抗水分散性能测试试验装置及使用方法。


背景技术：

2.在富水岩溶地区地下工程施工过程中，面临溶洞、溶腔、断层带区域、地质情况复杂等情况，容易发生安全事故，需要进行注浆加固，但注浆作业过程中地下水易造成注浆材料离析、以及胶凝材料流失，使得原注浆浆液水胶比等参数发生改变，严重影响注浆结石体力学性能及其加固性能。因此，需提高注浆材料抗水分散性能，保障注浆材料在富水岩溶环境下的工作性能。
3.现有的技术中，尚未有一整套的试验装置对富水环境下浆液的抗分散性能、存留率和充填性能进行一体化测试，通过参考dlt 5117-2000《水下不分散混凝土试验规程》中有详细的试验方法及评价标准，开发一套试验装置用于测试浆液在富水环境下的浊度和ph值变化规律，用于表征浆液的抗分散性能、存留率和充填性能。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供一种注浆材料抗水分散性能测试试验装置及使用方法，以克服现有技术的不足。
5.为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种注浆材料抗水分散性能测试试验装置，包括基座，在基座上固定设置有注浆针筒固定台，在注浆针筒固定台上固定设置有注浆针筒，在注浆针筒固定台左侧设置推进电机且该推进电机固定在基座上，在注浆针筒固定台右侧设置有控温水浴箱且该控温水浴箱固定在基座上；在注浆针筒与推进电机之间设置有推杆外筒，在注浆针筒与控温水浴箱之间设置有注浆管。
6.作为本发明的进一步方案：所述注浆针筒固定台两侧设置有注浆针筒固定圆环，注浆针筒的两端套在对应注浆针筒固定圆环内实现注浆针筒的固定；
7.作为本发明的进一步方案：所述注浆针筒由上下两个半圆柱槽构成，并通过注浆针筒固定圆环和螺栓固定在注浆针筒固定台上，在注浆针筒的上半圆柱槽上设置有漏斗，在漏斗处设置有浆液进口控制阀。
8.作为本发明的进一步方案：在注浆针筒的尾部设置有注浆连接导管，所述注浆连接导管与注浆针筒的连接处设置密封套筒实现彼此密封。
9.作为本发明的进一步方案：所述推杆外筒内设置推杆，所述推杆的驱动端与推进电机动力输出端连接，在推杆的尾部设置有活塞，所述活塞位于注浆针筒内且为间隙配合。
10.作为本发明的进一步方案：所述控温水浴箱内充满水，在控温水浴箱外表面设置有调节控温水浴箱数字显示屏，在控温水浴箱内表面上分别设置有温度感应器、浊度测试计和ph测试计，其中温度感应器、浊度测试计和ph测试计的信号输出端连接调节控温水浴箱数字显示屏，且该温度感应器、浊度测试计和ph测试计周围设置有测试计保护罩。
11.作为本发明的进一步方案：在推进电机一侧设置有电机数字显示屏.
12.作为本发明的进一步方案：所述控温水浴箱进口端上设置有止浆阀，在控温水浴箱出口端上设置有排浆阀。
13.一种注浆材料抗水分散性能测试试验装置的使用方法，包括以下步骤：
14.步骤一：装置安装，关闭所述排浆阀和止浆阀，并在控温水箱中倒入清水，通过调节控温水浴箱数字显示屏中的控温组件调节清水温度至室温；同时，打开浆液进口控制阀，将提前拌制好的待测浆液通过漏斗注入到注浆针筒5内；
15.步骤二：待步骤一完成后，关闭所述浆液进口控制阀，保障注浆针筒内处于密封状态，调节推进推进电机数字显示屏中电机控制组件，根据注浆压力选定电机作业频率，启动推进电机控制推杆移动，同时打开止浆阀，推杆匀速不间断地将待测浆液全部推入水中；
16.步骤三：待浆液全部注入到所述控温水浴箱后，静置1min后，开始测试浆液注入清水后水体浊度和ph值，并将测出的试验结果输入到控温水浴箱数字显示屏上；
17.步骤四：待测试完成后，打开所述排浆阀，将控温水浴箱中的浆液排除，浆液排出后，启动推进电机控制推杆退回初始位置，同时关闭排浆阀和止浆阀，打开浆液进口控制阀，将清水倒入注浆针筒内，随后关闭浆液进口控制阀，启动推进电机控制推杆移动，同时打开止浆阀，清理掉注浆连接导管内残留的浆液，再次启动推进电机2控制推杆退回初始位置，拆卸注浆针筒固定圆环上的固定螺栓，将针筒上圆槽取下，清理注浆针筒内残留浆液，随后将针筒上圆槽安装复原。
18.与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明有效解决了浆液投入速度不统一、装浆液容器的样品残留等问题，装置为机械式运作，最大程度上减小人为操作造成的误差，通过推进电机控制不同速率的推杆向前移动，将针筒中的浆液以均匀水平的速率注入控温水浴箱中，能够更好的模拟注浆浆液注入方式及路径，同时能考虑浆液抗水分散性能随注浆压力的变化规律；同时可实时监控注浆注入后水体温度的变化规律，反映注浆材料在水中的水化进程；此外，透明材质的装水容器有利于浆液注入水中时，直观的观察浆液的抗水分散性、流动性以及填充性能，本发明可以有效测试浆液抗水分散性能、存留率和充填性能，同时，通过水体温度的变化反映注浆材料的水化进程。
附图说明
19.图1是本发明的主体结构示意图；
20.图2是注浆针筒内部结构示意图；
21.图3是温度感应装置、浊度测试计和ph测试计以及相对应的控制组件简图。
22.图中：1-基座、2-推进电机、3-推杆外筒、4-注浆针筒固定圆环、5-注浆针筒、6-浆液进口控制阀、7-漏斗、8-止浆阀、9-控温水浴箱、10-排浆阀、11-注浆管、12-控温水浴箱数字显示屏、13-固结螺栓、14-注浆针筒固定台、15-推进电机数字显示屏、16-测试计保护罩、17-温度测试计、18-浊度测试计、19-ph测试计、20-注浆连接导管、21-密封套筒、22-推杆、23-活塞。
具体实施方式
23.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完
整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
24.请参阅图1-3，本实施例提供一种技术方案：一种注浆材料抗水分散性能测试试验装置，包括基座1、推进电机2、推杆外筒3、注浆针筒固定圆环4、注浆针筒5、浆液进口控制阀6、漏斗7、止浆阀8、控温水浴箱9、排浆阀10、注浆管11、控温水浴箱数字显示屏12、固结螺栓13、注浆针筒固定台14、推进电机数字显示屏15、测试计保护罩16、温度测试计17、浊度测试计18、ph测试计19、注浆连接导管20、密封套筒21、推杆22、活塞23；所述基座1上端设置有推进电机2、注浆针筒5、控温水浴箱9，推进电机2、浆液针筒5、控温水浴箱9通过螺栓13固结于基座1表面；所述注浆针筒5由上下两个半圆柱槽构成，并通过注浆针筒固定圆环4和螺栓13固定在注浆针筒固定台14上，防止电机2推动推杆22移动过程中注浆针筒5向前移动，注浆针筒5内设置有注浆活塞23，注浆活塞23通过推杆22和推杆外筒3与推进电机2连接；所述测试过程中首先关闭排浆阀10和止浆阀8，并在控温水箱中倒入清水，同时，打开浆液进口控制阀6，待测浆液通过漏斗7注入到针筒5内；所述推进电机2通过控制推杆22向前移动，将注浆针筒5中的浆液通过注浆管11以均匀的速度水平推入控温水浴箱9，推进电机2推进速率可通过电机数字显示屏15调控，从而能测试出不同注浆压力下抗水分散性能的变化规律；所述控温水浴箱9内设置有温度感应器17、浊度测试计18、ph测试计19，当待测浆液被注入控温水浴箱9后，通过调节控温水浴箱数字显示屏12浊度计、ph测试计控制组件，开始测试浆液注入清水后水体浊度和ph值，并将测出的试验结果输入到控温水浴箱数字显示屏12上。
25.其中该试验装置为机械式运作，最大程度上减小人为操作造成的误差，通过推进电机控制不同速率的推杆向前移动，将针筒中的浆液以均匀水平的速率注入控温水浴箱中，能够更好的模拟注浆浆液注入方式及路径，同时能考虑浆液抗水分散性能随注浆压力的变化规律。
26.待测浆液通过漏斗7进入针筒5，浆液进口控制阀6主要是为了浆液进入注浆针筒5后密封针筒，注浆针筒5由上下两个半圆柱槽构成，通过注浆针筒固定圆环4和螺栓固定在注浆针筒固定台14上，其一是防止电机推动推杆22移动过程中注浆针筒5向前移动，其二是试验结束后通过松动螺栓，将注浆针筒上圆槽5取下，便于清理注浆针筒5内残留的待测浆液。
27.所述推进电机2、注浆针筒5、注浆管11、控制阀8、固定台14由金属材料制成，密封部件21由高阻尼橡胶材料制成，控温水浴箱9由玻璃制成，便于观察浆液注入水中时，浆液的抗水分散性、流动性以及填充性能。
28.所述控温水浴箱9内设置有温度控制组件17、以及相对应显示控制组件12、通过调节显示控制组件12，可控制倒入的清水温度，同时可实时监控注浆注入后水体温度的变化规律，反映注浆材料在水中的水化进程。
29.所述当待测浆液注入控温水浴箱9中清水后，浆液中的胶凝材料微小颗粒在水中悬浮，导致清澈透明的水出现浑浊现象，微小颗粒悬浮离散在水中的同时，会伴随着水体的碱性增强，且浊度及ph会随着水中悬浮的微小颗粒数量大小而变化。
30.所述控温水浴箱内设置有浊度测试计18和ph测试计19，以及相对应显示控制组件
12，当待测浆液全部注入控温水浴箱9后，静止1分钟，通过调节控制组件12启动浊度测试计18和ph测试计19，并将测试的结果输入到显示屏。
31.一种注浆材料抗水分散性能测试试验装置的使用方法，具体步骤如下：
32.步骤一：装置安装，关闭所述排浆阀10和止浆阀8，并在控温水箱9中倒入清水，通过控温组件12调节清水温度至室温。同时，打开浆液进口控制阀6，将提前拌制好的待测浆液通过漏斗7注入到注浆针筒5内。
33.步骤二：待步骤一完成后，关闭所述浆液进口控制阀6，保障注浆针筒5内处于密封状态，调节推进电机控制组件15，根据注浆压力选定电机作业频率，启动推进电机2控制推杆22移动，同时打开止浆阀8，推杆匀速不间断地将待测浆液全部推入水中。
34.步骤三：待浆液全部注入到所述控温水浴箱9后，静置1min后，通过调节控温水浴箱数字显示屏浊度计、ph测试计控制组件12，开始测试浆液注入清水后水体浊度和ph值，并将测出的试验结果输入到控温水浴箱数字显示屏12上。
35.步骤四：待测试完成后，打开所述排浆阀10，将控温水浴箱9中的浆液排除，浆液排出后，启动推进电机2控制推杆22退回初始位置，同时关闭排浆阀10和止浆阀8，打开浆液进口控制阀6，将清水倒入注浆针筒5内，随后关闭浆液进口控制阀6，启动推进电机2控制推杆22移动，同时打开止浆阀8，清理掉注浆连接导管20内残留的浆液，再次启动推进电机2控制推杆22退回初始位置，拆卸注浆针筒固定圆环4上的固定螺栓，将针筒上圆槽取下，清理注浆针筒5内残留浆液，随后将针筒上圆槽安装复原。
36.本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
37.对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。