[發明專利]堆石料比表面積測試方法

有效

• 申請號: 201811188841.4
• 申請日: 2018-10-12
• 公開（公告）號: CN109269449B
• 公開（公告）日: 2020-07-31
• 發明（設計）人: 杜立兵;劉新榮;何偉;蔡白潔
• 申請（專利權）人: 重慶大學;四川建筑職業技術學院
• 主分類號: G01B11/28
• 分類號: G01B11/28;G01N15/08
• 代理公司: 北京同恒源知識產權代理有限公司 11275
• 代理人: 趙榮之

本發明涉及一種堆石料比表面積測試方法，屬于巖土試驗領域。該方法包括步驟：S1測量參照體和介質選擇：選擇材質相同，體積、表面積已知的標準塊石作為測量參照體。選擇成膜性好、粘結強度高的膠溶液作為測量介質；S2體積測量：堆石料、測量參照體分別放入定體積膠溶液，分別測量堆石料、測量參照體的體積；S3裹膠質量測量：均勻裹膠堆石料和測量參照體測量質量增量；S4比表面積換算：通過堆石料的體積、裹膠質量、測量參照體的體積、裹膠質量和表面積計算堆石料比表面積。該方法可以快速準確、低成本的一次性測量形態不規則、紋理復雜，且塊石數量眾多的堆石料比表面積，解決當前室內試驗中堆石料比表面難以測量的問題。

技術領域

本發明屬于巖土試驗領域，涉及一種堆石料比表面積測試方法。

背景技術

堆石料廣泛存在和應用于國民經濟建設中，其由大量形態不規則、尺寸各異的塊石顆粒組成。塊石顆粒間的相對滑移、旋轉、剪切、擠壓、乃至破碎等細觀相互作用，宏觀反映為堆石料的顆粒破碎、長期流變、變形、強度等特性。因此，當前許多學者試圖從塊石形態、尺寸等細觀結構方面對其進行深入研究。尤其塊石與塊石間的細觀相互作用，根本上來源于塊石與塊石的接觸，因此堆石料的表面積、比表面積作為堆石料特性一個重要的影響指標，需進行深入定量研究。但當前雖然可以采用3D掃描精確獲取單個塊石顆粒的形態特征，但對于大量塊石顆粒組成的堆石料，因其塊石顆粒數量眾多、形態復雜，尺寸差異明顯，實際操作中僅能獲取有限個塊石的細觀形態和幾何特征，難以獲得整體堆石料比表面積信息，進而無法定量、精細的分析堆石料比表面積對其變形、強度特性的影響。因此，當前有必要開發一種簡單、便捷、高效，可以測試整體堆石料表面積、比表面積的測試方法，進而有力推動堆石料宏觀的顆粒破碎性、長期流變、變形、強度特性研究。

·當前堆石料(顆粒料)表面積、比表面積測量有3D掃描法、覆膜法、真空鍍膜機法三種方法，3D掃描法是通過高精度的3D掃描儀，逐個掃描獲取塊石形態，最后獲得堆石料比表面積，但3D掃描時間成本、設備成本、人力成本高，僅適用于有限塊石顆粒；覆膜法將質量均勻的膜均勻覆蓋于塊石表面，然后取下覆蓋膜，稱量膜重量測量塊石表面積，同樣成本高昂，不適應于大批量的堆石料表面積測量；真空鍍膜機法將堆石料放入真空鍍膜機進行真空鍍膜，通過設定鍍膜厚度，求得堆石料的表面積和比表面積，但使用成本仍相對較高，且受真空鍍膜機尺寸限制，仍無法大量的測量堆石料表面積。以上方法，均無法簡單、便捷、高效，經濟綠色環保的測試含大量塊石的堆石料表面積、比表面積。

1.成本高、測試效率低

3D掃描法需逐個測量單個塊石，對單個塊石3D掃描法需30min、經濟成本100元以上，這也使得難以滿足堆石料中大量塊石顆粒的測試需求；覆膜法同樣對當個塊石均勻覆蓋一層均勻膜，所需人工成本和時間成本更高，更不適用堆石料的測試需求；真空鍍膜機雖然可以同時測試多個塊石，但需真空鍍膜機，以及由于鍍膜機本身尺寸、使用成本限制，其操作成本高昂，同樣難以滿足堆石料表面積、比表面積測試需求。

2.操作難度大

3D掃描法需3D掃描儀，均勻覆膜法需熟練對塊石均勻覆膜，真空鍍膜機法需真空鍍膜機，以上均需要專業設備，需熟練、專業的人員操作，不利于正常試驗條件下，開展堆石料的表面積、比面積測量。

3.僅適合少量塊石表面積測試

由于成本和時間限制，3D掃描、均勻覆膜、真空鍍膜機對少量堆石料顆粒比表面積、表面積測試時具有良好的實用性，但對含大量塊石的堆石料所需時間成本、經濟成本、人工成本高昂。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的在于提供一種堆石料比表面積測試方法。

為達到上述目的，本發明提供如下技術方案：

堆石料比表面積測試方法，包括以下步驟：

S1：堆石料量測參照物和量測介質選擇；