水泥基材料压密成型压滤装置及压滤方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了水泥基材料压密成型压滤装置及压滤方法，所述装置包括反力架，反力架由反力架上端板、反力架下端板和两端带螺纹的钢管支撑柱形成框架结构，上下端板之间设有压滤单元。本发明专利技术具有以下优点：(1)所述装置及方法简单便捷，可在实验室、施工现场创建加压环境，压制水泥基材料拌合物；(2)所述装置构造简单，所有部件均可采用市售商品，且组装拆卸简单；(3)所述装置适用于各种状态的水泥基材料拌合物，从而压制出不同材料的试件；(4)所述装置可以根据实际使用需求调整钢管钢塞套组的数量，即一次可以压制多个试件；(5)所述方法采用逐级加压方式，能够对试件施加不同等级的压力，最大限度的排出拌合物中的自由水。最大限度的排出拌合物中的自由水。最大限度的排出拌合物中的自由水。

Cement based material compaction molding filter press device and filter press method

【技术实现步骤摘要】
水泥基材料压密成型压滤装置及压滤方法


[0001]本专利技术属于工程
，涉及一种压滤方法，具体为水泥基材料压密成型压滤装置及压滤方法。

技术介绍

[0002]受技术手段的限制，目前对水泥基材料水灰比和孔隙率的研究通常着眼于降低初始拌合水量、填充孔隙等。由于强度是水泥基材料最基本的力学性能，控制水灰比和孔隙率对强度的影响具有重要意义。
[0003]影响水泥基材料强度的因素涉及很多方面，水灰比作为关键参数之一影响着水泥基材料的强度和微观结构致密度。水泥基材料因为施工需要往往采用较大水灰比，采用的拌合水量远超过胶凝材料水化的理论需水量，未参与胶凝材料水化的拌合水所占空间易形成孔隙，因而影响材料的孔隙结构从而降低抗压强度。
[0004]对于水泥基材料本身，硬化后的浆体结石属于多孔介质材料，孔隙分布错综复杂，孔形态各异，孔径尺寸跨越微观尺度与宏观尺度之间。孔隙结构也是影响水泥砂浆和混凝土强度的主要因素，根据不同孔径对混凝土性能的影响分为：小于20nm的无害孔级，20nm
‑
50nm的少害孔级，50nm
‑
200nm的有害孔级和大于200nm的多害孔级。因此需要减少100nm以上的孔以改善混凝土性能。具体原因在于：首先，水泥基材料的孔隙对混凝土的抗压强度和抗拉强度均有很大影响，而弹性模量与强度也存在一定相关性，受组成相孔隙率及组成相占体积的影响。其次，水泥基材料各组相的孔隙内含水量会影响混凝土干缩性能。此外，材料的抗冻性能与内部孔隙率也有很大关联，因此改善孔隙也将影响材料的耐久性能。
[0005]现有技术中根据水泥基材料的配合比原理和各因素影响孔隙的机理，解决水泥基材料强度低的方法有以下几种：(1)在水泥基材料配合比方面，增加胶凝材料用量，减小水灰比，提高水泥基材料强度。(2)在原材料方面，通过填充较细的小骨料减小各相之间的孔隙，提高材料强度。(3)在优先施工方面，严格控制水泥基材料的振捣时间，均匀排出较大的气孔，避免过振，保证材料的强度。(4)在养护方面，控制养护的温度和湿度，保证浆体水化充分。(5)通过外加剂改善水泥基材料的强度。
[0006]目前，为了解决水泥基材料因水灰比大和孔隙率高而引起的强度低的难题，通常采用以下几种方案来控制材料的强度，但下述方案都存在一定的缺陷：
[0007]九十年代时期采用热压和高压两种压力方式对水泥浆体进行加压，通过持压不同时间从而获得孔隙率接近为零的水泥浆材料，但是该技术没有具体阐述，并且试验中约束了水泥基材料的试件尺寸，在技术手段中没有排除多余的水，解决水灰比高的问题。
[0008]还有采用联合极低水灰比的水泥基材料与高压压力相结合的技术手段研究水泥基材料强度的问题。该技术手段主要是为了解决极低水灰比材料在现场施工困难的问题，在基于极低水灰比的条件下压实压密水泥基材料，但该技术手段没有考虑到常规水灰比材料强度低的问题，并且没有公开设备装置。

技术实现思路

[0009]解决的技术问题：为了克服现有技术的不足，开发一种便捷可行的装置以解决水灰比高等各种状态的水泥基材料的压滤问题，从而压出水泥基材料中的自由水；鉴于此，本专利技术提供了水泥基材料压密成型压滤装置及压滤方法。
[0010]技术方案：水泥基材料压密成型压滤装置，所述装置包括反力架，反力架由反力架上端板、反力架下端板和两端带螺纹的钢管支撑柱形成框架结构，上下端板之间设有压滤单元；所述压滤单元呈垂直结构，且自上而下包括千斤顶、传感器和至少1个钢管钢塞套组，套组由钢管和钢塞组成。
[0011]优选的，所述反力架上端板和反力架下端板上均开设钢管柱螺纹孔，两端带螺纹的钢管支撑柱穿过螺纹孔并通过螺母与上下端板固定连接。可以通过两端带螺纹的钢管支撑柱、螺母及反力架上端板旋紧的位置来调整反力架的高度。
[0012]优选的，螺母与上下端板之间设有垫片。
[0013]优选的，千斤顶和反力架上端板之间采用法兰连接。
[0014]优选的，法兰上开设螺栓孔，且在反力架上端板相应位置开设法兰连接螺栓孔。
[0015]优选的，钢塞是实心圆柱，其竖直截面为工字形，其两端底面的直径略小于钢管的内径。
[0016]优选的，钢管和钢塞之间设有过滤层。
[0017]优选的，所述过滤层包括过滤材料和滤片，其中滤片上均匀分布滤水孔，滤水孔大小可根据使用需要调节。
[0018]优选的，其中过滤材料贴近钢管内部，滤片贴近钢塞。
[0019]采用以上任一所述装置对水泥基材料压密成型压滤的方法，将水泥基材料浇筑后置于钢管中，在反力架下端板上依次交错放置钢塞和钢管形成受压整体，并根据实际需要设计多个钢管钢塞套组。通过千斤顶在顶部施加竖直压力，荷载通过传感器向下逐步传递以压密水泥基材料。另外，所述装置在钢管和钢塞之间设计的过滤材料和滤片能够封堵浆体，从而更好的滤水。其中千斤顶可以与伺服系统连接，从而维持稳定的压力。
[0020]所述方法具体包括以下步骤：
[0021]S1、制备水泥基材料拌合物，并将拌合物置于钢管中；所述拌合物是指将水泥和水发生水化、硬化后形成的硬化水泥浆体，或水泥作为基体与其他材料复合而得到的具有新性能的材料；进一步的，其中水泥基材料拌合物为初凝状态；
[0022]S2、用钢塞将钢管两头压紧，并整体置于反力架下端板上，钢塞上方依次连接传感器、千斤顶和法兰，然后安装两端带螺纹的钢管支撑柱并调节螺母、垫片及反力架上端板的位置，旋紧螺母和法兰；
[0023]S3、采用分级加载且不断调整千斤顶行程方式加压，启动千斤顶传递荷载至传感器，并沿竖直方向将荷载传递至钢塞与钢管之间的拌合物上，最终传递至反力架下端板上形成内力循环；其中，传感器上会实时显示荷载大小；其中，压力施加范围应在钢管支撑柱和反力架上下端板的承受范围之内；其中，分级加载应在水泥基材料初凝到终凝期间分次实施；其中，传感器上的显示荷载明显低于分级加载压力时，需要不断调节千斤顶行程，保证千斤顶、传感器和钢塞两两接触，继续施加压力至分级加载压力。
[0024]S4、在S3压力下，钢管内的拌合物受压后流出自由水，并沿着钢塞和钢管的缝隙流
出；浇筑达终凝后卸载，将钢管内的试件脱模。
[0025]有益效果：(1)所述装置及方法简单便捷，可在实验室、施工现场创建加压环境，压制水泥基材料拌合物；(2)所述装置构造简单，所有部件均可采用市售商品，且组装拆卸简单；(3)所述装置适用于各种状态的水泥基材料拌合物，从而压制出不同材料的试件；(4)所述装置可以根据实际使用需求调整钢管钢塞套组的数量，即一次可以压制多个试件；(5)所述方法采用逐级加压方式，能够对试件施加不同等级的压力，最大限度的排出拌合物中的自由水。
附图说明
[0026]图1是本专利技术所述装置的结构示意图；
[0027]图2是本专利技术所述装置的主视图；
[0028]图3为本专利技术装置反力架上端板的俯视图。
[0029]图4为本专利技术装置反力架下端板的本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.水泥基材料压密成型压滤装置，其特征在于，所述装置包括反力架(1)，反力架(1)由反力架上端板(11)、反力架下端板(12)和两端带螺纹的钢管支撑柱(13)形成框架结构，上下端板之间设有压滤单元；所述压滤单元呈垂直结构，且自上而下包括千斤顶(3)、传感器(4)和至少1个钢管钢塞套组，套组由钢管(5)和钢塞(6)组成。2.根据权利要求1所述的水泥基材料压密成型压滤装置，其特征在于，所述反力架上端板(11)和反力架下端板(12)上均开设钢管柱螺纹孔(111)，两端带螺纹的钢管支撑柱(13)穿过螺纹孔并通过螺母(14)与上下端板固定连接。3.根据权利要求2所述的水泥基材料压密成型压滤装置，其特征在于，螺母(14)与上下端板之间设有垫片(15)。4.根据权利要求1所述的水泥基材料压密成型压滤装置，其特征在于，千斤顶(3)和反力架上端板(11)之间采用法兰(2)连接。5.根据权利要求4所述的水泥基材料压密成型压滤装置，其特征在于，法兰(2)上开设螺栓孔(21)，且在反力架上端板(11)相应位置开设法兰连接螺栓孔(112)。6.根据权利要求1所述的水泥基材料压密成型压滤装置，其特征在于，钢塞(6)是实心圆柱，其竖直截面为工字形，其两端底面的直径略小于钢管(5)的内径。7.根据权利要求1所述的水泥基材料压密成型压滤装置，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：邰雅婷，周继凯，刘劭玮，宋柯贤，许滢磊，武玥，王继尧，付亮亮，
申请(专利权)人：河海大学，
类型：发明
国别省市：