[發明專利]無損測試水泥基材料凝結時間的裝置和方法

在審

• 申請號: 201910764612.0
• 申請日: 2019-08-19
• 公開（公告）號: CN110487674A
• 公開（公告）日: 2019-11-22
• 發明（設計）人: 巴特;陳梟;朱健峰;馬紅巖;葉建設
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: G01N11/00
• 分類號: G01N11/00
• 代理公司: 33200 杭州求是專利事務所有限公司
• 代理人: 林超<國際申請>=<國際公布>=<進入國

1.一種無損測試水泥基材料凝結時間的裝置，其特征在于：包括木模板(1)、改進彎曲元(4)和剪切波速測試系統；木模板(1)為由多塊木板搭建的上端開口的長方體箱，木模板(1)內填充放置水泥基材料樣品(2)，在木模板(1)兩側對稱地分別開有三個彎曲元預留孔(3)，三個彎曲元預留孔(3)沿水平間隔布置，每個彎曲元預留孔(3)為通孔，彎曲元預留孔(3)內安裝有彎曲元結構，每側的三個彎曲元預留孔(3)中安裝的三個構成一組彎曲元結構；所述的彎曲元結構包括彎曲元基片(4-1)、聚氨酯漆(4-2)、紫色底漆(4-3)、聚氯乙烯水泥(4-4)和螺套(4-5)；彎曲元預留孔(3)中通過螺紋安裝有螺套(4-5)，朝向木模板(1)內中心的一端開設有盲孔；彎曲元基片(4-1)向外依次包裹有3～5層聚氨酯漆(4-2)、1層紫色底漆(4-3)和1層聚氯乙烯水泥(4-4)，形成彎曲元，彎曲元安裝在螺套(4-5)的盲孔中，且彎曲元基片(4-1)的扁平表面豎直布置；彎曲元基片(4-1)經電線(4-6)引出連接到剪切波速測試系統。

2.根據權利要求1所述的一種無損測試水泥基材料凝結時間的裝置，其特征在于：所述的電線(4-6)穿設于螺套(4-5)后和所述的剪切波速測試系統連接。

3.根據權利要求1所述的一種無損測試水泥基材料凝結時間的裝置，其特征在于：所述的剪切波速測試系統包含示波器、濾波器、信號發生器和信號放大器；信號發生器和彎曲元基片(4-1)的輸入端連接，彎曲元基片(4-1)輸出端依次經濾波器、信號放大器后和示波器連接。

4.根據權利要求1所述的一種無損測試水泥基材料凝結時間的裝置，其特征在于：還包括壓縮波速測試系統，壓縮波速測試系統采用超聲脈沖波速測試儀。

5.根據權利要求1所述的一種無損測試水泥基材料凝結時間的裝置，其特征在于：所述的木模板(1)兩側的彎曲元預留孔(3)之間的間距和彎曲元基片(4-1)發出的剪切波波速之比不小于2，且彎曲元基片(4-1)發出的剪切波從一側彎曲元結構到另一側彎曲元結構的傳播時間為由彎曲元件涂層及電子設備導致的系統延遲的8倍以上。

6.一種無損測試水泥基材料凝結時間的方法，其特征在于：

1)針對每一種水泥基材料樣品(2)，在多個不同水灰比下分別測試獲得隨時間變化的剪切波速V_s和壓縮波速V_p；

對于同一水灰比的水泥基材料樣品(2)，根據測試獲得各個時刻的剪切波速V_s和壓縮波速V_p按照以下公式計算得到泊松比變化曲線：

其中，v表示泊松比；

2)將泊松比變化曲線求一階導獲得一階導數曲線，得到一階導數最小值數據t(ν’_min)，ν’_min表示一階導數最小值，t表示時間，t(ν’_min)表示一階導數最小值對應的時間；然后以t(ν’_min)為橫坐標，用標準方法測出的終凝時間t_f為縱坐標，用不同水灰比的水泥基材料樣品(2)獲得的一階導數最小值數據t(ν’_min)及其對應的終凝時間t_f采用線性方程擬合各點，所得的線性方程作為終凝時間方程；

繼續將泊松比變化曲線求二階導獲得二階導數曲線，得到二階導數最小值數據t(ν”_local)，ν”_local表示一階導數最小值，t(ν”_local)表示二階導數最小值對應的時間；然后以t(ν”_local)為橫坐標，用標準方法測出的初凝時間t_i為縱坐標，用不同水灰比的水泥基材料樣品(2)獲得的一階導數最小值數據t(ν”_local)及其對應的終凝時間t_i采用線性方程擬合各點，所得的線性方程作為初凝時間方程；

3)在獲得終凝時間方程和初凝時間方程后，在現場施工前，對于待測的水泥基材料樣品(2)采用上述步驟1)和步驟2)相同方式進行處理獲得剪切波速V_s和壓縮波速V_p隨時間變化曲線，進而獲得泊松比變化曲線，再獲得一階導數最小值數據t(ν’_min)和二階導數最小值數據t(ν”_local)，分別代入終凝時間方程和初凝時間方程，無損、實時地獲得該種水泥基材料樣品(2)的凝結時間。