CN113740518A - 管道内衬或外涂水泥砂浆涂层的检测装置及检测方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了管道内衬或外涂水泥砂浆涂层的检测装置，包括收纳环、销钉、紧固螺栓、第一紧固螺钉、第二紧固螺钉、两个水泥模具和底板；所述水泥模具内部为中空结构，所述水泥模具的侧壁设有螺栓孔及定位销孔，顶部设有螺钉孔及定位销孔，底部设有螺钉孔，两个所述水泥模具相盖合、内部形成圆形空腔；所述紧固螺栓穿置在水泥模具侧壁的螺栓孔内；所述底板借助第二紧固螺钉固定在水泥模具底部，所述收纳环借助销钉和第一紧固螺钉固定在水泥模具顶部。本发明可以精确的测定水泥砂浆的一维膨胀率，实现不同材料线性膨胀率的准确对比，同时还可以模拟管道内衬水泥砂浆涂层，观察研究水泥砂浆内衬裂纹的大小及其随时间的变化关系。
Description
技术领域
本发明属于水泥砂浆检测技术领域，具体地涉及一种管道内衬或外涂水泥砂浆涂层的检测装置及检测方法。
背景技术
管道供热历史悠久，尤其在北方，一到冬天，天寒地冻，暖气供热就成了关系千家万户，关系国计民生的重要大事。城镇热力管道输送高温热水，一般在100℃左右，高温水一般和金属管道内壁直接接触，如果高温水中氧含量较高，将发生严重腐蚀现象。为了延缓金属管道的腐蚀，一般在金属管道内部内衬水泥砂浆。但是管道水泥内衬在常温下一般发生干缩，而在高温下均会发生一定的膨胀量，如果膨胀量(或收缩量)和金属管道不相匹配，可能就会发生水泥的裂纹和脱落，引起严重质量问题。因此有必要精确测定水泥的线性膨胀率(或收缩率)，而目前市面及文献资料上的水泥砂浆膨胀率测试仪均为水泥试样在自由状态下的收缩或膨胀量，而这与实际的工况完全不同，导致测试结果极不准确，因此有必要研发一种模拟实际工况能精确测定水泥砂浆一维膨胀率(或收缩率)的测试仪器。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，提供了一种水泥砂浆膨胀率(或收缩率)检测装置及方法，可以精确的检测水泥砂浆的一维膨胀率或者收缩率，且结构简单，易于推广应用。
本发明采用的技术方案为：管道内衬或外涂水泥砂浆涂层的检测装置，包括收纳环、销钉、紧固螺栓、第一紧固螺钉、第二紧固螺钉、两个水泥模具和底板；所述水泥模具内部为中空结构，所述水泥模具的侧壁设有螺栓孔及定位销孔，顶部设有螺钉孔及定位销孔，底部设有螺钉孔，两个所述水泥模具相盖合、内部形成圆形空腔；所述紧固螺栓穿置在水泥模具侧壁的螺栓孔内；所述底板借助第二紧固螺钉固定在水泥模具底部，所述收纳环借助销钉和第一紧固螺钉固定在水泥模具顶部。
进一步地，两个所述水泥模具的侧壁中间穿置有定位销。
进一步地，所述底板上设有定位凹坑，所述检测装置还包括圆形芯棒，所述圆形芯棒底部设有定位凸起，所述圆形芯棒位于两个所述水泥模具形成的圆形空腔内，所述圆形芯棒的定位凸起与底板的定位凹坑相卡合。
管道内衬或外涂水泥砂浆涂层的检测方法，包括以下步骤：A、将脱模剂均匀涂刷到形成水泥模具内表面、收纳环及底板的内表面上，脱模剂干燥后将水泥模具、底板组装固定；
B、将A步骤组装后的水泥模具竖直放置到表面平整的工作台上，且底板一侧位于下方，将圆形芯棒固定到底板上；
C、将灌浆料加水搅拌均匀后立即从水泥模具上方灌入，灌浆料与水泥模具上沿齐平；
D、当灌浆料固化成型后，取出圆形芯棒，然后将收纳环安装到组装好的水泥模具上，并用销钉和第一紧固螺钉进行定位固定，得到组装模具；
E、将上述组装模具进行保湿养护，保湿养护至要求龄期，然后水浴加热至所需的温度，利用深度千分尺测定3天或7天或6小时后的组装模具内收纳环的深度读数，在收纳环中均匀测定6个深度读数C1、C2、C3、C4、C5、C6；利用下列公式计算水泥砂浆的膨胀率；
S＝{[H1-(C1+C2+C3+C4+C5+C6)/6]}/(ΔT*H2)；
S―水泥砂浆膨胀率或者收缩率；
H1―收纳环的高度；
ΔT―温度差异，当检测温度和养护温度一样时，ΔT＝1，否则ΔT＝T-20，T为检测时的温度；
H2―水泥模具的高度；
当S为正值时，计算结果为水泥砂浆的膨胀率，当S为负值时，计算结果为水泥砂浆的收缩率。
进一步地，所述E步骤中保湿养护的条件为在恒温20±2℃，恒湿60±2％下进行。
进一步地，所述B步骤中工作台的水平度不超过0.02。
进一步地，所述C步骤中将灌浆料从水泥模具上方灌入时，当灌到1/4高度时，用捣板在已灌入灌浆料的圆周方向进行插捣6次，中间部位插捣6次；灌到1/2和3/4高度时，与前面相同再做插捣，排出气体捣固紧实；最后一层灌浆料分3次灌至上侧溢出灌浆料为止，并进行6次以上捣固；用平直小刀抹成平面，去掉多余的浆料。
本发明获得的有益效果为：1、结构简单，成本低；2、可以精确的测定水泥砂浆的一维膨胀率，实现不同材料线性膨胀率的准确对比，同时还可以模拟管道内衬水泥砂浆涂层，观察研究水泥砂浆内衬裂纹的大小及其随时间的变化关系；3、不仅可以测量水泥砂浆的一维膨胀率，还可以测量水泥砂浆的一维收缩率。
附图说明
图1为本发明检测装置装配图；
图2为本发明收纳环主视图；
图3为本发明收纳环俯视图；
图4为本发明底板主视图；
图5为本发明底板俯视图；
图6为本发明水泥模具立体图；
图7为本发明水泥模具主视图；
图8为本发明水泥模具左视图；
图9为本发明水泥模具俯视图；
图10为本发明圆形芯棒结构示意图；
其中，1代表收纳环、2代表销钉、3代表第一紧固螺钉、4代表紧固螺栓、5代表水泥模具、6代表底板、7代表第二紧固螺钉、8代表定位销、9代表圆形芯棒。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
如图1-10所示，管道内衬或外涂水泥砂浆涂层的检测装置，包括收纳环1、销钉2、紧固螺栓4、第一紧固螺钉3、第二紧固螺钉7、两个水泥模具5和底板6；所述水泥模具5内部为中空结构，所述水泥模具5的侧壁设有螺栓孔及定位销孔，顶部设有螺钉孔及定位销孔，底部设有螺钉孔，两个所述水泥模具5相盖合、内部形成圆形空腔；所述紧固螺栓4穿置在水泥模具5侧壁的螺栓孔内；所述底板6借助第二紧固螺钉7固定在水泥模具5底部，所述收纳环1借助销钉2和第一紧固螺钉3固定在水泥模具5顶部。两个所述水泥模具5的侧壁中间穿置有定位销8。所述底板6上设有定位凹坑，所述检测装置还包括圆形芯棒9，所述圆形芯棒9底部设有定位凸起，所述圆形芯棒9位于两个所述水泥模具5形成的圆形空腔内，所述圆形芯棒9的定位凸起与底板6的定位凹坑相卡合。
拆卸模具时，先拆卸收纳环1，再拆卸底板6，最后将两个水泥模具5拆卸分开。将水泥砂浆试样去除并清理干净各个测试仪的组装部分，以备下次使用。
实施方式1
制作A种配比水泥砂浆样块时，首先将脱模剂均匀涂刷到形成水泥试样空腔的水泥模具5、收纳环1及底板6的内表面，等脱模剂干燥后将两个水泥模具5合并在一起，形成圆柱形状的空腔，其次将两个定位销8***水泥模具5的定位销孔中进行定位，然后将4个紧固螺栓4穿过水泥模具5中的螺栓孔中，并用螺母及垫片进行紧固固定；
将底板6安装到水泥模具5中的对应位置处，然后用4个第二紧固螺钉7进行牢固固定；
将固定好底板6并组装好水泥模具5的测试装置竖立起来放置到表面平整，水平度不应超过0.02的水平工作台上，并且底板6一侧在下方；将圆形芯棒9通过水泥模具5的圆柱形空腔插到底板6上的定位凹坑中，制备中空的水泥砂浆试样，模拟管道内衬水泥砂浆涂层。
将灌浆料加水搅拌均匀后立即灌模，从组装模具的上方灌入。当灌到1/4左右高度时，用捣板在已灌入灌浆料的圆周方向进行插捣6次。灌到1/2和3/4左右高度时，和前面相同再做插捣，尽量排出气体捣固紧实。最后一层灌浆料要分3次灌至上侧溢出灌浆料为止，并进行8次捣固。
用平直小刀轻轻抹成平面，去掉多余的浆料，等待水泥砂浆固化成型后，小心取出圆形芯棒9，使其不破环已成型的管状水泥砂浆试样；
将收纳环1安装到组装好的水泥模具5的上部，并用两个销钉2进行定位固定；然后利用4个第一紧固销钉3将收纳环1固定到水泥模具5上。
将组装好的3套模具在标准的养护条件恒温20±2℃，恒湿60±2％下进行保湿养护，保湿养护至要求龄期28天后，取出3套模具然后把模具放入100℃恒温水浴箱中，3天后取出利用深度千分尺测定第1套组装模具内收纳环1的深度读数，在收纳环1中均匀测定6个深度读数9.010mm、9.013mm、9.016mm、9.009mm、9.012mm、9.015mm，收纳环1的高度为10mm，水泥模具5的高度为500mm，并利用下列公式计算水泥砂浆的膨胀率；
S＝{[H1-(C1+C2+C3+C4+C5+C6)/6]}/(ΔT*H2)
S―水泥砂浆膨胀率或者收缩率；
计算出的水泥砂浆的膨胀率为0.0025％/℃，同理，另外两套模具检测结果为0.0021％/℃及0.0028％/℃。同时还可以定期观察水泥砂浆内表面的裂纹大小及其随时间的扩展变化情况。
而传统方法测试结果如下表1所示。
表1传统方法检测结果记录表
传统方法检测长度、宽度及高度方向上波动较大，测量结果并不一致，且平行样间测试结果差异也较大。对比发现，本发明测试结果准确，具有良好的优越性。
具体实施方式2
制作B种配比水泥砂浆样块时，首先将脱模剂均匀涂刷到形成水泥试样空腔的水泥模具5、收纳环1及底板6的内表面，等脱模剂干燥后将两个水泥模具5合并在一起，形成圆柱形状的空腔，其次将2个定位销8***水泥模具5中的定位销孔中进行定位。然后将4个紧固螺栓4穿过水泥模具5中的螺栓孔中，并用螺母及垫片进行紧固固定；
将底板6安装到水泥模具5中的对应位置处，然后用4个第二紧固螺钉7进行牢固固定；
将固定好底板6的并组装好水泥模具5的测试装置竖立起来放置到表面平整，水平度不应超过0.02的水平工作台上，并且底板6一侧在下方；
将灌浆料加水搅拌均匀后立即灌模。从组装模具的上方灌入。当灌到1/4左右高度时，用捣板在已灌入灌浆料的圆周方向进行插捣6次，中间部位也插捣6次。灌到1/2和3/4左右高度时，和前面相同再做插捣，尽量排出气体捣固紧实。最后一层灌浆料要3次灌至上侧溢出灌浆料为止，并进行7次捣固。
用平直小刀轻轻抹成平面，去掉多余的浆料；将收纳环1安装到组装好的水泥模具5的上部，并用两个销钉2进行定位固定；
然后利用4个第一紧固销钉3将收纳环1固定到水泥模具5上。
将组装好的3套模具在标准的养护条件恒温20±2℃，恒湿60±2％下进行保湿养护，保湿养护至要求龄期28天后，取出3套模具然后把模具放入20℃恒温水浴箱中，7天后后取出利用深度千分尺测定第1套组装模具内收纳环1的深度读数，利用深度千分尺测定3d组装模具内收纳环1的深度读数，在收纳环1中均匀测定6个深度读数11.510mm、11.483mm、11.556mm、11.469mm、11.368mm、11.668mm，收纳环1的高度为10mm，水泥模具5的高度为1000mm，并利用下列公式计算水泥砂浆的收缩率；
S＝{[H1-(C1+C2+C3+C4+C5+C6)/6]}/(ΔT*H2)。
计算出的水泥砂浆的收缩率为0.3020％，同理，另外两套模具水泥砂浆收缩率检测结果为0.3069％及0.3083％。
而传统方法测试结果如下表2所示。
表2传统方法检测结果记录表
传统方法检测长度、宽度及高度方向上波动较大，测量结果并不一致，且平行样间测试结果差异也较大。对比发现，本发明测试结果准确，具有良好的优越性。
具体实施方式3
制作C种配比水泥砂浆样块时，首先将脱模剂均匀涂刷到形成水泥试样空腔的水泥模具5、收纳环1及底板6的表面，等脱模剂干燥后将两个水泥模具5合并在一起，形成圆柱形状的空腔，其次将2个定位销8***水泥模具5中的定位销孔中进行定位。然后将4个紧固螺栓4穿过水泥模具5中的螺栓孔中，并用螺母及垫片进行紧固固定；
将底板6安装到水泥模具5中的对应位置处，然后用4个第二紧固螺钉7进行牢固固定；
将固定好底板6的并组装好水泥模具5的测试装置竖立起来放置到表面平整，水平度不应超过0.02的水平工作台上，并且底板一侧在下方；
将灌浆料加水搅拌均匀后立即灌模。从组装模具的上方灌入。当灌到1/4左右高度时，用捣板在已灌入灌浆料的圆周方向进行插捣6次，中间部位也插捣6次。灌到1/2和3/4左右高度时，和前面相同再做插捣，尽量排出气体捣固紧实。最后一层灌浆料要3次灌至上侧溢出灌浆料为止，并进行7次捣固。
用平直小刀轻轻抹成平面，去掉多余的浆料；将收纳环1安装到组装好的水泥模具5的上部，并用两个销钉2进行定位固定；
然后利用4个第一紧固销钉3将收纳环1固定到水泥模具5上。
将组装好的3套模具在标准的养护条件恒温20±2℃，恒湿60±2％下进行保湿养护，保湿养护至要求龄期28天后，取出3套模具然后把模具放入40℃恒温水浴箱中，6小时后取出利用深度千分尺测定第1套组装模具内收纳环1的深度读数，在收纳环1中均匀测定6个深度读数9.021mm、9.030mm、9.026mm、9.019mm、9.027mm、9.035mm，收纳环1的高度为10mm，水泥模具的高度为500mm，并利用下列公式计算水泥砂浆的膨胀率；
S＝{[H1-(C1+C2+C3+C4+C5+C6)/6]}/(ΔT*H2)
S―水泥砂浆膨胀率或者收缩率；
计算出的水泥砂浆的膨胀率为0.0097％/℃，同理，另外两套模具检测结果为0.0093％/℃及0.0098％/℃。
而传统方法测试结果如下表3所示。
表3传统方法检测结果记录表
传统方法检测长度、宽度及高度方向上波动较大，测量结果并不一致，且平行样间测试结果差异也较大。对比发现，本发明测试结果准确，具有良好的优越性。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.管道内衬或外涂水泥砂浆涂层的检测装置，其特征在于：包括收纳环(1)、销钉(2)、紧固螺栓(4)、第一紧固螺钉(3)、第二紧固螺钉(7)、两个水泥模具(5)和底板(6)；所述水泥模具(5)内部为中空结构，所述水泥模具(5)的侧壁设有螺栓孔及定位销孔，顶部设有螺钉孔及定位销孔，底部设有螺钉孔，两个所述水泥模具(5)相盖合、内部形成圆形空腔；所述紧固螺栓(4)穿置在水泥模具(5)侧壁的螺栓孔内；所述底板(6)借助第二紧固螺钉(7)固定在水泥模具(5)底部，所述收纳环(1)借助销钉(2)和第一紧固螺钉(3)固定在水泥模具(5)顶部。
2.根据权利要求1所述管道内衬或外涂水泥砂浆涂层的检测装置，其特征在于：两个所述水泥模具(5)的侧壁中间穿置有定位销(8)。
3.根据权利要求1所述管道内衬或外涂水泥砂浆涂层的检测装置，其特征在于：所述底板(6)上设有定位凹坑，所述检测装置还包括圆形芯棒(9)，所述圆形芯棒(9)底部设有定位凸起，所述圆形芯棒(9)位于两个所述水泥模具(5)形成的圆形空腔内，所述圆形芯棒(9)的定位凸起与底板(6)的定位凹坑相卡合。
4.管道内衬或外涂水泥砂浆涂层的检测方法，其特征在于：包括以下步骤：A、将脱模剂均匀涂刷到两个水泥模具(5)的内表面、收纳环(1)及底板(6)的内表面上，脱模剂干燥后将两个水泥模具(5)利用紧固螺栓(4)及定位销8定位并固定再一起，然后将底板(6)利用第二紧固螺钉(7)固定到已组装的两个水泥模具(5)的底部；
B、将A步骤组装后的水泥模具(5)带(6)底板的组合装置竖直放置到表面平整的工作台上，且底板(6)一侧位于下方；可选步骤将圆形芯棒(9)的定位凸起与底板(6)的定位凹坑相卡合形成管状空腔；
C、将灌浆料加水搅拌均匀后立即从水泥模具(5)上方灌入，灌浆料与水泥模具(5)上沿齐平，可用刮板、小刀等工具刮平；
D、当灌浆料固化成型后，如果在步骤B过程中放入了圆形芯棒(9)则在次步骤将圆形芯棒(9)取出，然后将收纳环(1)安装到组装好的水泥模具(5)上，并用销钉(2)和第一紧固螺钉(3)进行定位固定，得到组装模具；
E、将上述组装模具进行保湿养护，保湿养护至要求龄期，然后水浴加热至所需要的温度，利用深度千分尺测定3天或7天或6小时后的组装模具内收纳环(1)的深度读数，在收纳环(1)中均匀测定6个深度读数C1、C2、C3、C4、C5、C6；利用下列公式计算水泥砂浆的膨胀率；
S＝{[H1-(C1+C2+C3+C4+C5+C6)/6]}/(ΔT*H2)；
S―水泥砂浆膨胀率或者收缩率；
H1―收纳环的高度；
ΔT―温度差异，当检测温度和养护温度一样时，ΔT＝1，否则ΔT＝T-20，
T为检测时的温度；
H2―水泥模具的高度；
当S为正值时，计算结果为水泥砂浆的膨胀率，当S为负值时，计算结果为水泥砂浆的收缩率。
5.根据权利要求4所述管道内衬或外涂水泥砂浆涂层的检测方法，其特征在于：所述E步骤中保湿养护的条件为在恒温20±2℃，恒湿60±2％下进行。
6.根据权利要求4所述管道内衬或外涂水泥砂浆涂层的检测方法，其特征在于：所述B步骤中工作台的水平度不超过0.02。
7.根据权利要求4所述管道内衬或外涂水泥砂浆涂层的检测方法，其特征在于：所述C步骤中将灌浆料从水泥模具(5)上方灌入时，当灌到1/4高度时，用捣板在已灌入灌浆料的圆周方向进行插捣6次，中间部位插捣6次；灌到1/2和3/4高度时，与前面相同再做插捣，排出气体捣固紧实；最后一层灌浆料分3次灌至上侧溢出灌浆料为止，并进行6次以上捣固；用平直小刀抹成平面，去掉多余的浆料。
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