多孔样品的包封体积和密度的测定制造技术

本发明专利技术提供一种非破坏性测定多孔样品材料性能的方法。将第一容器（１００）抽空到一个负压，在放有样品（３００）的第二容器（２００）中建立高于所述负压的测试压力。打开第一和第二容器之间的阀门机构（４１０），使第一和第二容器的压力平衡。得到的第二容器压力变化表现出初始压力降低，然后过渡到平衡压力。由初始打开阀门机构时从第二容器得到的最小压力测定样品的包封体积，其中所述最小压力与所述初始压力降低相关。因此，样品的包封密度为样品的质量与包封体积之商。样品的绝对密度和相对吸收性也可以测定，并且提供一种相关的系统。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及测定材料性能的系统和方法，更具体地，涉及测定未压缩沥青铺砌混合料的比重、密度和吸收性，以及土壤和集料的容积和绝对比重以及吸收性，地芯和实验室制备的压制含沥青材料样品的容积比重、渗透率和孔隙度的系统和方法。
技术介绍
在建筑工业，常常需要建筑过程不同阶段所用材料的物理特性的知识。例如，这些材料可以是土壤、集料和沥青铺砌混合料。这些材料的绝对(表观)、最大和容积密度(或比重)及其吸收性，基本构成普遍关注的材料特性。测定粗大和细小集料的这些数值是费时的，因为测量程序常常需要将测试样品浸泡在水池中一段24小时的时间。这些测量方法和程序，例如，已经形成ASTM标准C128-97，“StandardTest Method for Specific Gravity and Absorption of Fine Aggregate”和C127-88，“Standard Test Method for Specific Gravity andAbsorption of Coarse Aggregate”，此二者在这里引用作为参考文献。测定沥青铺砌混合料理论最大比重和密度的标准方法，这里也称为“Rice法”，其结果这里称为“Rice值”，此标准方法使用一种系统，该系统包括充水比重瓶以及与其协同工作的真空泵和相关管线，以及质量天平。此方法的细节参见ASTM标准D2041-00，“Standard TestMethod for Theoretical Maximum Specific Gravity and Density ofBituminous Paving Mixtures”，该标准在此引用作为参考文献。在沥青铺砌时，通常使用沥青铺砌混合料的Rice值作为基准，现场压制材料的密度与其比较。但是，Rice法繁琐，费时，不准确，对于样品是破坏性的，因为所需测量是将样品浸泡在水中进行的。因此，需要一种非破坏性测定土壤、集料和沥青铺砌混合料比重、吸收性和其它性能的系统和方法。这种系统和方法希望能用最小的处理快速地进行样品分析，从而得到比通常使用的方法精度提高的所需结果。
技术实现思路
本专利技术能满足上述和其它需求，其中，在一个实施例中，提供一种非破坏性测定多孔样品材料性能的方法。将第一容器抽气到负压，而在放置样品的第二容器中建立测试压力，其中测试压力大于负压。接着，通过将可操作地配合在第一和第二容器之间的阀门机构打开，使第一和第二容器的压力相等。从而第一和第二容器的每一个都经历了压力变化，其中第二容器的压力变化在压力-时间曲线上表现出初始压力下降，然后过渡到平衡压力。接着，由初始打开阀门机构时从第二容器得到的最小压力测定样品的包封体积(envelope volume)，其中最小压力与初始压力降有关。然后由样品质量与包封体积的商值确定样品的包封密度(envelope density)。本专利技术另一个有优势的方面包括一种非破坏性测定具有质量的多孔样品性能的系统。这种系统包括能抽空到负压的第一容器以及其中放置样品并能建立测试压力的第二容器，其中测试压力大于负压。阀门机构可操作地配合在第一和第二容器之间，并且其设计使阀门机构打开时第一和第二容器的压力与平衡压力相等。并设计了一个监测装置，测定阀门机构打开时第二容器的压力变化，其中压力变化由初始打开阀门机构时第二容器得到的最小压力表示。此最小压力与样品的包封体积有关，因此样品质量与包封体积的商值给出样品的封装密度。因此，本专利技术的实施例提供一种系统和方法，为了测定样品体积，利用气体移动非破坏性测定土壤、集料和沥青铺砌混合料的比重、吸收性和其它性能。另外，本专利技术的实施例提供一种系统和方法，能用最小的处理快速地进行样品分析，从而得到比通常使用的方法精度提高的所需结果。同样地，本专利技术的实施例减少执行必需的样品分析所需的时间，同时在不污染或不破坏样品的条件下提供较高程度的可重复性，从而使样品能用于随后的测试。因此，本专利技术的实施例提供了明显的优点，如同这里详细的描述。附图说明上面按一般术语描述了本专利技术，下面将参照附图，附图不需要按比例画出，在附图中图1是根据本专利技术一个实施例，非破坏性测定样品材料性能的系统；图2是根据本专利技术一个实施例，为了平衡第一和第二容器之间的压力打开阀门机构时装有样品的第二容器内压力-时间的示意性曲线；以及图3是根据本专利技术一个实施例，为了平衡第一和第二容器之间的压力打开阀门机构时分别装有样品和基本不吸收试样的第二容器内压力-时间的示意性曲线。具体实施例方式下面将参考附图更详细地描述本专利技术，附图中示出本专利技术的优选实施例。但是本专利技术可以以很多不同形式实施，并且不应该将本专利技术限制在这里给出的实施例，相反，这些实施例的给出使本说明书彻底和完全，并将本专利技术的范围全部传达给本领域的一般技术人员。在整个内容中相似的数字代表相似的要素。图1表示根据本专利技术一个实施例，非破坏性测定样品性能的系统，所述系统一般表示为数字10。此系统10包括第一容器100，用于将样品300装入其中的第二容器200，与第一容器100和第二容器200相通的阀门机构400，与阀门机构400都相通的气源500和真空源600，以及监测装置700。根据本专利技术一个有优势的方面，系统10设计成，例如，测定土壤、集料和沥青铺砌混合料样品300的体积，由此测定其密度和比重，从而提供诸如ASTM标准D2041的应用标准所需的数据，如上所述。更具体地，本专利技术的实施例利用热力学的理想气体定律(PV＝nRT)测定样品300的体积，其中P是压力，V是体积，n是气体摩尔数，R是常数，T是Kelvin温度。实现测定样品的体积300是通过测量压力变化，而压力变化是由于气体从具有已知体积的闭合第二容器200膨胀到也具有已知体积的抽空第一容器100中，其中第二容器200中放置样品300并建立测试压力。如图1所示，为了实现测定样品300的体积(这里也称为Vs)，第一和第二容器100、200是可以密封的(这里也分别称为“V1”和“V2”)，其中容器100、200也可以可操作地配合监视压力的装置，例如与阀门机构400相连的监测装置700，或者可操作地配合每个容器100、200的压力计。例如，出于热力学考虑，第一和第二容器100、200在一个实施例中是由铝制成，如同本领域一般技术人员从这里的本专利技术应用方法学的描述可以意识到的。气源500设计成提供本质上的惰性气体，如氦、氮或二氧化碳，而真空源600包括，例如，真空泵。气源500、真空源600以及容器100、200以适当的管道相互连接并与构成阀门机构400的一个或多个阀门410连接。容器100、200对于气体从装样品300的第二容器200膨胀进行进一步优化，如同本领域一般技术人员可以理解的，并且如同这里参考所述系统10的误差传播分析进行的进一步讨论。在分析样品300之前，例如，首先通过执行一系列测量校准系统10，首先是使用两个空容器，接着将已知体积的校准物体放入第二容器200。对于样品300放在V2中并且气体从V2膨胀到V1的系统结构，接着找出体积V1和V2，从而得到平衡压力Pc，如下所示V1=Vc(PcP0-P02-PePc+PeP0)(PePv-PeP0-PcP0+PvPc)]]>V2=本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种非破坏性测定具有质量的多孔样品性能的方法，所述方法包括：将第一容器抽空到一个负压；在其中放有样品的第二容器中建立测试压力，所述测试压力高于所述负压；打开可操作地装配在第一和第二容器之间的阀门机构，使第一和第二容器 的压力平衡，从而第一和第二容器都发生了压力变化，所述第二容器压力变化在压力－时间曲线上表现出初始压力降低，然后过渡到平衡压力；由初始打开阀门机构时从第二容器得到的最小压力测定样品的包封体积，所述最小压力与所述初始压力降低有关；以及　 　将样品的包封密度确定为样品所述质量与所述包封体积之商。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：AK达默，RE特罗克斯勒，ME比安弗尼，
申请(专利权)人：特罗克斯勒电子实验有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]