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我國水泥膠砂試體養護箱行業標準制定情況介紹

來源:河北科析儀器 發布時間:2012/8/1 16:07:31
我國水泥膠砂試體養護箱行業標準制定情況介紹
宋立春、肖忠明、張大同、王文茹
(中國建筑材料科學研究院水泥科學與新型建筑材料研究所,北京10024)
(河北省泊頭市科析儀器設備廠,河北062150)
 一、引言
水泥膠砂試體養護箱是水泥膠砂強度試驗過程中的必備設備之一,它的作用是保證水泥膠砂試體在比較穩定的溫度、濕度條件下進行水化,以使水泥膠砂強度具有可比性。
養護箱的結構發展也是我國養護箱技術的發展。最早,我國采用的是自行砌筑的養護箱。它的加熱采用電加熱管,置于養護箱底部的水槽中,同時在加熱時提供水蒸氣以滿足濕度的要求;制冷則是依靠室溫的調來保證養護箱內的溫度不高于控制要求。它的缺點是只能控制溫度不下限,而不能控制溫度上限,當養護箱內的試體多時,由于試體水化的集中放熱,有可能使養護箱內的溫度沖出上限;同時由于加熱管加熱面積小,且在底部,使水的溫度遠遠高于控制溫度,造成養護箱上下的溫度不均。二十世紀八十年代,隨著我國電子工業的發展,我國出現了養護箱產品,采用底部加熱、上部制冷的結構,此時溫度傳感器放置在養護箱的中部。這些改時雖然能控制了溫度的上下限,以及溫度傳感器置中減小了底部與上部的溫差,但上下的溫差還是很大。九十年代雖增加了加濕器,但這一矛盾并沒有解決。到二十世紀末二十一世紀初,由于我國采用ISO679作為我國的水泥膠砂強度檢驗方法,為了適應標準中對養護箱溫度的要求,我國養護箱的結構有一個大的飛躍。其中具有代表性的有兩種形式,一種采用恒溫水幕循環方式,一種采用恒溫風循環方式。它們的特點是在外部恒溫介質,恒溫后的介質再進入養護箱進行循環來保證養護箱的溫度。
雖然我國水泥膠砂養護箱的結構有了質的發展,但由于沒有標準來規范水泥膠砂試體養護箱的生產和驗收,因此現國內不同結構的養護箱并存。為了規范水泥膠砂養護箱的生產,保證養護空間的溫度均勻性以使水泥膠砂強度準確可靠,原國家經貿委以經貿行業[2003]22號文下達了制定水泥膠砂養護箱行業標準的計劃,由中國建筑材料科學研究院進行制定工作。為了讓養護箱行業標準的計劃,由中國建筑材料科學研究院進行制定工作。為了讓大家了解我國水泥膠砂養護箱的現狀和標準制定情況,現將行業標準的制定情況介紹。
二、水泥膠砂養護箱溫度均勻性檢驗方法和檢驗儀器的研究
水泥膠砂養護箱的作用是保證水泥膠砂試體在相同的溫度范圍內進行水化,以保證水泥強度檢測的準確可靠,因此養護空間的溫度均勻性是養護箱質量的重要組成之一。
但于由沒有標準和計量檢定規程,對于養護箱沒有標準的檢測方法對其溫度的均勻性進行檢測。目前對養護箱的計量一般只標定控制用溫度計和濕度計,即使檢測溫濕度,溫濕度的檢測也就用一支標準溫度計或經計量的濕度計進行檢測。這樣的檢測方法存在如下不足:1 透過玻璃不易清楚、準確讀出讀數,為了能清楚、準確讀出讀數,需將溫濕度計取出進行讀數,這樣出于溫濕度計改變了環境(雖然有可能時間很短)而出現讀數不準的現象;2 要測出養護箱的整個溫度場是一個時時變化的溫度場,因此這種分先后次序的測不能正確描述養護箱內的某一時刻的溫度場變化。
為了克服此種不足,由中國建筑材料科學研究院水泥科學與新型建筑材料研究所和河北省泊頭市科析儀器設備廠從2003年春開始聯合研制養護箱溫濕度測定儀。此儀器設計為可進行7點的溫度測試和一點的濕度測試,溫度測試精度0.2℃ ,濕度測試精度3%,以滿足養護箱溫濕度的檢測要求。
三、溫度技術指標和測點的研究
為了確定養護箱的溫度技術指標以及測點的分布,項目組對國內常用的自砌養護箱和一種采用體外恒溫、體內循環技術的養護箱進行了測試 ,測試結果如下:
(一)、自砌養護箱養護箱為底部加熱,頂部控溫)
從表1看出,對于自砌養護箱。由于采用底部加熱且加熱點集中,升溫過程中在熱氣上升途中形成一高溫帶,其溫度高于其他點的溫度,溫差接近5 ℃。穩定后,同層溫差達1.1℃,上下層溫差達1.2℃。從表2看出,對于扁狀的水泥膠砂試體養護箱來講,由于進深小,養護箱前后的溫度差別不大,溫度最大相差0.2℃。
 

   表1   加熱到恒溫過程中測試點的溫度,

過程

測點分布

中間

上左

上右

下左

下右

熱氣上

熱氣旁

18.2

19.3

18.5

19.0

17.5

21.7

18.3

18.7

19.6

18.8

19.4

17.9

23.4

18.8

18.8

19.9

19.0

19.3

18.1

23.3

19.0

19.2

20.5

19.4

20.0

18.5

23.0

19.7

19.7

21.0

20.0

20.4

18.9

23.0

20.2

溫控點

20.2

21.8

20.7

21.0

19.5

23.1

20.9

恒溫

過程

19.7

20.3

19.6

20.5

19.3

21.7

20.6

19.6

20.5

19.6

20.1

19.2

20.7

20.0


注:傳感器在豎直面呈平面分布

2   同層測點的溫度,

 

左前

右前

左后

右后

20.3

19.8

20.5

19.8

20.1

19.8

20.4

19.8

 

(二)、 產品養護箱

3   運行率的測試(測試環境溫度: 1 6 ℃)

 

工作周期

穩定時間, min

工作時間, min

總時間, min

運行率, %

1

23

3

26

12.2

2

20

3

23

 

4   同層各測點溫度,

工作狀態

左前

右前

左后

右后

工作期間

19.6

19.7

19.5

19.7

19.7

19.9

19.6

19.8

20.0

20.1

19.9

20.0

穩定期間

20.0

20.1

19.9

20.0

 

 表5   上下層各測點溫度,

   

工作狀態

上左

上右

下左

下右

工作期間

19.3

19.5

19.2

19.2

19.7

19.8

19.5

19.5

19.9

20.0

19.7

19.7

20.1

20.2

20.0

19.9

穩定期間

20.1

20.2

20.0

19.9

19.8

19.9

19.7

19.4

19.7

19.6

19.3

19.2

19.7

19.6

19.2

19.1

  注:傳感器在堅直面呈平面分布。
從表3、4的數據看出,此產呂養護箱在環境溫度16 ℃ 的時候其運行率為12.2%,同層工作、穩定其間的最大極差0.4 ℃,前后溫度最大極差0.2℃。
從表5產品養護箱上下層的溫度測試情況來看,在工作其間,下下層之間的溫差加大,在臨界溫度時,上下溫差為0.6℃。
大自砌養護箱和產品養護箱的測試結果看出:
1、 由于溫度控制結構不同,養護空間內的溫度場的均勻性不同,采用底部加熱的養護箱溫度場均勻性差, 而采用介質外部恒溫內部循環技術的養護箱溫度場的均勻性較佳;
2、 由于水泥試體養護箱的進深小,同層前后的溫差很小,可以忽略不計,因此在水泥膠砂試體養護箱溫度均勻性檢測進只要檢測位于養護箱中間豎直平面上左、上右、中間以及下左、下右五點即可。
3、 國內采用先進控溫技術的養護箱的上下層溫差,測試值為0.6℃。也就是箱頂和箱度與控溫傳感器的溫度分別相差0.3℃。而采用底部加熱的養護箱由于加熱的集中性會不利于溫度的均勻性。
四、行標報批稿對水泥膠砂試體養護箱的部分規定
據此,2004年1月,我院初步起早了標準草案,寄發給標準起草的協作單位征求意見,事后根據協作單位的意思反饋起草了正式的征求意見稿,向養護箱的生產單位、省市質檢站和部分水泥廠等到單位共40家征求意見,同時在《水泥標準化通迅》上刊登征求意見。2004年7月前,根據反饋意見,完成了《意見匯總及處理》、《工作報告》和《送審稿》。2004年10月在西安通過審議,形成最終的報批稿。報批稿對于水泥膠砂度試體養護箱的主要規定如下:
1、 箱體的結構應能保證在取放試體時,能有效防止箱體外溫濕度的影響。
2、 箱壁應有隔熱層。啟動養護箱 ,溫度平稀后,其隔熱效果應達到如下要求之一:
a、環境溫度為0℃~ 35℃時,控制溫度20℃±1℃空載運行率不得超過70%;
b、環境溫度為20℃±2℃時,控制溫度20℃±1空載運行率不得超過過50%。
3、空載運行24h,養護空間內無滴水現象。
4、在0℃~35℃的環境下,養護空間的溫度能自動控制在20℃±1℃,相對濕度≥90%。
5、在一個控溫工作周期內,同一層左右兩側距內壁50mm處在溫度相差應小于0.5℃,最上層和最下層之間的溫度極差應小于0.8℃。
6、在養護空間內,在中間位置的豎直平面內分布5點對養護空間的溫度場進行檢測。

 

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