一种砌墙砖吸湿膨胀变形动态测试仪与测试方法技术

本发明专利技术公开了一种砌墙砖吸湿膨胀变形动态测试仪与测试方法；该测试仪包括千分表、测量框架、电子天平、恒湿箱、天平罩和电脑。玻璃千分表底座和玻璃试件底座分别开孔，两石英管端头分别设置在两侧的开孔位置；每个石英管内分别设有第一螺纹杆，第一螺纹杆与第一螺母和第二螺母固定连接，第一弹簧垫圈、第二弹簧垫圈、石英管以及玻璃千分表底座和玻璃试件底座之间均为活动连接；天平罩用于保证恒湿箱内湿度免收外界环境干扰，恒湿箱内设结晶皿盛装饱和溶液用于控制和维持箱体内湿度，本发明专利技术可动态测量砌墙砖空气吸湿膨胀变形量和吸湿量，获得等温状态下膨胀值与含湿率特征曲线，提高了测量精度。

A brick of hygroscopic expansion dynamic deformation tester and testing method

The invention discloses a brick hygroscopic swelling dynamic deformation tester and testing method; the instrument includes dial gauge, measuring frame, electronic balance, balance, and humidity box cover and a computer. Glass and glass micrometer base specimen base hole, are respectively arranged on both sides of the hole position at the end of two quartz tube; each quartz tube is respectively provided with a first threaded rod, the first screw rod and the first nut and the second nut is fixedly connected with the first second, spring washers, spring washers, quartz tube and glass base and glass dial try to connect all moving parts to ensure the balance between the base; the cover from the interference of environment humidity and humidity box, and humidity box set containing a saturated solution of crystallizing dish used to control and maintain the humidity in the box, the invention of movable state measurement of brick air moisture expansion deformation and moisture content, moisture content and value of the expansion characteristic curve obtained isothermal state next, to improve the accuracy of measurement.

【技术实现步骤摘要】
一种砌墙砖吸湿膨胀变形动态测试仪与测试方法
本专利技术涉及砌墙砖吸湿膨胀变形动态测试，特别是涉及一种砌墙砖吸湿膨胀变形动态测试仪与测试方法；属于建筑材料湿涨干缩检测

技术介绍
吸湿膨胀实验作为研究建筑材料膨胀变形与含湿率关系的重要手段，目前国内未有吸湿膨胀的相关实验方法。欧盟有关建筑材料湿胀收缩的标准规范了建筑材料的湿膨胀系数定义和测定方法，采用低相对湿度到高相对湿度分段测量的方式分别测量各段湿度阶段内稳态下的膨胀值和含湿率，因数据量有限，膨胀值与含湿率间关系易受测量误差的影响。国内研究建筑材料吸湿膨胀多参考相关的干燥收缩实验方法，是在某一恒定温度和相对湿度下手动测试膨胀值和含湿率。这种方法试件内部与表面的湿度梯度相差较大，无法准确反映膨胀值和含湿率的关系；且因数据量少、易受人为测量误差影响，如采用阶段吸湿的办法测量，因每阶段相对湿度变化小，建筑材料相应膨胀变形也较小，会放大相对测量误差，影响整个吸湿膨胀过程测量的准确性。
技术实现思路
为了克服现有技术的不足，本专利技术提供了一种砌墙砖吸湿膨胀变形动态测试仪与测试方法。该方法利用建筑材料处于准静态膨胀条件下膨胀值与含湿率变化相适应的特点，用动态方式依次测量由低到高小范围变化相对湿度区间内的瞬时膨胀量和吸湿量。测量结果不受数据量和单个数据测量失误的影响，可直接获得等温状态下膨胀值与含湿率曲线，实现了砌墙砖吸湿膨胀过程的动态测量，并可计算砌墙砖的湿膨胀系数。本专利技术所采用的技术方案是：一种砌墙砖吸湿膨胀变形动态测试仪，其特征在于：包括千分表、电子天平、玻璃千分表底座、石英管、第一螺纹杆、玻璃试件底座、转换梁、横梁、恒湿箱盖板、恒湿箱箱体、天平罩和电脑；恒湿箱箱体内设有玻璃千分表底座和玻璃试件底座；在试件的两侧，玻璃千分表底座和玻璃试件底座分别开孔，两石英管端头分别设置在两侧的开孔位置；每个石英管内分别设有第一螺纹杆，两根第一螺纹杆上均设第一螺母和第一弹簧垫圈以及第二螺母和第二弹簧垫圈，将第一螺纹杆连接在玻璃千分表底座和玻璃试件底座上；第一螺纹杆与第一螺母和第二螺母固定连接，第一弹簧垫圈、第二弹簧垫圈、石英管以及玻璃千分表底座和和玻璃试件底座之间均为活动连接；千分表固定在玻璃千分表底座中心位置上，千分表为凹锥型测头，玻璃试件底座中心设有凹锥型支点，试件的上端面和下端面中心分别预埋上收缩头和下收缩头，试件通过上收缩头和下收缩头与千分表凹锥型测头和玻璃试件底座凹锥型支点接触；玻璃千分表底座上端设有转换梁，第一螺纹杆穿过玻璃千分表底座与转换梁连接；在恒湿箱盖板上放置电子天平，电子天平上方罩有天平罩，在电子天平托盘上放置横梁，横梁和转换梁通过穿过水箱盖板的第二螺纹杆连接，第三螺母与第二螺纹杆连接；所述电子天平采用数据线连接电脑，所述千分表采用无线传输方式连接电脑；恒湿箱箱体下端设有小门，用于更换结晶皿，结晶皿内盛有饱和盐溶液。为进一步实现本专利技术目的，优选地，玻璃千分表底座的材质为玻璃，选用8mm普通玻璃。优选地，所述玻璃千分表底座和玻璃试件底座截面尺寸为12mm×12mm，于型心和距两对边向内1cm处，分别设有φ8孔。优选地，所述玻璃千分表底座中心开有通孔，并粘结千分表夹具，夹具固定千分表。优选地，所述千分表选用电子千分表，量程10mm以上，精度0.001mm。优选地，所述电子天平的量程6000g以上，天平精度0.01g。优选地，横梁为扁平状不锈钢结构，宽度不小于30mm，厚度5mm。优选地，试件的上端面和下端面分别通过环氧树脂胶固定上收缩头和下收缩头，收缩头选用标准黄铜收缩头。应用所述测试仪的砌墙砖吸湿膨胀变形动态测试方法，包括如下步骤：1)在20‐25℃恒温条件下，配制LiCl饱和盐溶液，把试件放入底部置有LiCl饱和盐溶液的恒湿箱箱体内，待试件在LiCl饱和盐溶液上方吸放湿至平衡含湿率，测量试件初始平衡质量meq和长度leq；2)配制CH3COOK饱和盐溶液，把试件装入测量框架，试件的上端面收缩头和下端面收缩头与千分表凹锥型测头和玻璃试件底座凹锥型支点接触；电子千分表和电子天平连接电脑，归零，设置膨胀量和吸湿量记录间隔，实验初始阶段采用5‐10min/次的记录间隔，1d之后记录间隔改为30min‐1h/次，开启自动记录，全程自动记录膨胀量lt,i和吸湿量mt,i，i＝1，等待试件在相对湿度(23.1±0.3)％的恒温环境中平衡，待试件平衡后，停止记录，膨胀量lt,i和吸湿量mt,i自动保存到文档；3)配制MgCl2饱和盐溶液，从恒湿箱底部小门取出CH3COOK饱和盐溶液，换入MgCl2饱和盐溶液，设置膨胀量和吸湿量记录间隔，实验初始阶段采用5‐10min/次的记录间隔，1d之后记录间隔改为30min‐1h/次，开启自动记录，全程自动记录膨胀量lt,i和吸湿量mt,i，i＝2，试件再次平衡后，停止记录，膨胀量lt,i和吸湿量mt,i自动保存到文档；4)依次配制并换置K2CO3、Mg(NO3)2、KI、NaCl、KCl和K2SO4饱和盐溶液，重复3)操作步骤，记录到膨胀量lt,i和吸湿量mt,i；i分别为3，4，5，6，7和8；5)完成所有阶段测量后，把试件从仪器上取下并放入烘干箱内烘干至恒重，测量试件绝干质量m0；6)电子千分表和电子天平分别采集的瞬时读数自动输出至电脑，把输出的四个阶段的全部膨胀量lt,i和吸湿量mt,i数据带入公式(1)和(2)分别计算试件空气吸湿膨胀过程中的膨胀值εt,i和含湿率σt,i，生成膨胀值εt,i和含湿率σt,i散点图，形成吸湿膨胀特征曲线；式中，σt,i为试件的含湿率，％；和mt,i分别为t0和t时刻吸湿量，是实验开始时刻t0和实验第i阶段中t时刻试件、横梁和测量框架的整体质量的电子天平瞬时读数，g；i＝1,2,3,4，5，6，7，8，分别代表试件从LiCl至CH3COOK，CH3COOK至MgCl2，MgCl2至K2CO3，K2CO3至Mg(NO3)2，Mg(NO3)2至KI，KI至NaCl，NaCl至KCl，KCl至K2SO4的8个阶段；电子千分表归零后，mt0＝0；m0为试件绝干质量，g；meq为试件初始平衡质量，g；εt为试件膨胀值，mm/m；leq为实验前测量的试件长度，mm；l0和lt,i分别为t0和t时刻膨胀量，是电子千分表测试时t时刻读数和初始读数，mm；电子千分表归零后，l0＝0；l'和l″分别为试件两收缩头埋入试件长度，mm。在每个吸湿阶段中，采用绘制膨胀量lt,i‐时间t曲线判断该阶段吸湿膨胀过程是否结束，当膨胀量lt,i‐时间t曲线达到其渐近线值时，判定该阶段的吸湿膨胀过程结束，即试件平衡。测量框架由千分表、凹锥型测头、第一螺母、第二螺母、第一弹簧垫圈、第二弹簧垫圈、玻璃千分表底座、石英管、第一螺纹杆、玻璃试件底座、支点固定螺母、凹锥型支点组成。结晶皿内盛有饱和盐溶液，饱和盐溶液用于控制恒湿箱内相对湿度，试件吸湿膨胀测量阶段需大体均分，如果无特殊要求，本专利技术采用LiCl，CH3COOK，MgCl2，K2CO3、Mg(NO3)2、KI、NaCl、KCl和K2SO4饱和盐溶液组成8个吸湿膨胀阶段，20℃时，9种饱和溶液对应相对湿度分别为(11.3±0.3)％，(23.1±0.3)％，(33.1±0本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种砌墙砖吸湿膨胀变形动态测试仪，其特征在于：包括千分表、电子天平、玻璃千分表底座、石英管、第一螺纹杆、玻璃试件底座、转换梁、横梁、恒湿箱盖板、恒湿箱箱体、天平罩和电脑；恒湿箱箱体内设有玻璃千分表底座和玻璃试件底座；在试件的两侧，玻璃千分表底座和玻璃试件底座分别开孔，两石英管端头分别设置在两侧的开孔位置；每个石英管内分别设有第一螺纹杆，两根第一螺纹杆上均设第一螺母和第一弹簧垫圈以及第二螺母和第二弹簧垫圈，将第一螺纹杆连接在玻璃千分表底座和玻璃试件底座上；第一螺纹杆与第一螺母和第二螺母固定连接，第一弹簧垫圈、第二弹簧垫圈、石英管以及玻璃千分表底座和和玻璃试件底座之间均为活动连接；千分表固定在玻璃千分表底座中心位置上，千分表为凹锥型测头，玻璃试件底座中心设有凹锥型支点，试件的上端面和下端面中心分别预埋上收缩头和下收缩头，试件通过上收缩头和下收缩头与千分表凹锥型测头和玻璃试件底座凹锥型支点接触；玻璃千分表底座上端设有转换梁，第一螺纹杆穿过玻璃千分表底座与转换梁连接；在恒湿箱盖板上放置电子天平，电子天平上方罩有天平罩，在电子天平托盘上放置横梁，横梁和转换梁通过穿过水箱盖板的第二螺纹杆连接，第三螺母与第二螺纹杆连接；所述电子天平采用数据线连接电脑，所述千分表采用无线传输方式连接电脑；恒湿箱箱体下端设有小门，结晶皿内盛有饱和盐溶液。...

【技术特征摘要】
1.一种砌墙砖吸湿膨胀变形动态测试仪，其特征在于：包括千分表、电子天平、玻璃千分表底座、石英管、第一螺纹杆、玻璃试件底座、转换梁、横梁、恒湿箱盖板、恒湿箱箱体、天平罩和电脑；恒湿箱箱体内设有玻璃千分表底座和玻璃试件底座；在试件的两侧，玻璃千分表底座和玻璃试件底座分别开孔，两石英管端头分别设置在两侧的开孔位置；每个石英管内分别设有第一螺纹杆，两根第一螺纹杆上均设第一螺母和第一弹簧垫圈以及第二螺母和第二弹簧垫圈，将第一螺纹杆连接在玻璃千分表底座和玻璃试件底座上；第一螺纹杆与第一螺母和第二螺母固定连接，第一弹簧垫圈、第二弹簧垫圈、石英管以及玻璃千分表底座和和玻璃试件底座之间均为活动连接；千分表固定在玻璃千分表底座中心位置上，千分表为凹锥型测头，玻璃试件底座中心设有凹锥型支点，试件的上端面和下端面中心分别预埋上收缩头和下收缩头，试件通过上收缩头和下收缩头与千分表凹锥型测头和玻璃试件底座凹锥型支点接触；玻璃千分表底座上端设有转换梁，第一螺纹杆穿过玻璃千分表底座与转换梁连接；在恒湿箱盖板上放置电子天平，电子天平上方罩有天平罩，在电子天平托盘上放置横梁，横梁和转换梁通过穿过水箱盖板的第二螺纹杆连接，第三螺母与第二螺纹杆连接；所述电子天平采用数据线连接电脑，所述千分表采用无线传输方式连接电脑；恒湿箱箱体下端设有小门，结晶皿内盛有饱和盐溶液。2.根据权利要求1所述的砌墙砖吸湿膨胀变形动态测试仪，其特征在于：玻璃千分表底座的材质为玻璃，选用8mm普通玻璃。3.根据权利要求1所述的砌墙砖吸湿膨胀变形动态测试仪，其特征在于：所述玻璃千分表底座和玻璃试件底座截面尺寸为12mm×12mm，于型心和距两对边向内1cm处，分别设有φ8孔。4.根据权利要求1所述的砌墙砖吸湿膨胀变形动态测试仪，其特征在于：所述玻璃千分表底座中心开有通孔，并粘结千分表夹具，夹具固定千分表。5.根据权利要求1所述的砌墙砖吸湿膨胀变形动态测试仪，其特征在于：所述千分表选用电子千分表，量程10mm以上，精度0.001mm。6.根据权利要求1所述的砌墙砖吸湿膨胀变形动态测试仪，其特征在于：所述电子天平的量程6000g以上，天平精度0.01g。7.根据权利要求1所述的砌墙砖吸湿膨胀变形动态测试仪，其特征在于：横梁为扁平状不锈钢结构，宽度不小于30mm，厚度5mm。8.根据权利要求1所述的砌墙砖吸湿膨胀变形动态测试仪，其特征在于：试件的上端面和下端面分别通过环氧树脂胶固定上收缩头和下收缩头，收缩头选用标准黄铜收缩头。9.应用权利要求1所述测试仪的砌墙砖吸湿膨胀变形动态测试方法，其特征在于包括如下步骤：1)在20‐25℃恒温条件下，配制LiCl饱和盐溶液，把试件放入底部置有LiCl饱和盐溶液的恒湿箱箱体内，待试件在LiCl饱和盐溶液上方吸放湿至平衡含湿率，测量试件初...

【专利技术属性】
技术研发人员：任鹏，孟庆林，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：广东,44