JP2021189013A - Expansion test device - Google Patents

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Abstract

To provide an expansion test device for storing a sample in a pressure vessel, capable of preventing a displacement part displaced following expansion of the sample from jumping out of the pressure vessel due to an inner pressure of the pressure vessel, and reducing work load.SOLUTION: An expansion test device 10 comprises: a pressure vessel 20 storing a sample 3; a displacement part 15 extending upward from the sample 3 in a state of being inserted into an open hole 21c of a pressure vessel 20 and displaced upward following expansion of the sample 3; a measurement tool 5 used for measuring a displacement amount of the displacement part 15; an elastic member 14 for applying a downward load which is against an upward load, to the displacement part 15 receiving the upward load by the inner pressure of the pressure vessel 20; and an elastic member holding part 17 for holding the elastic member 14 in a state of being elastically deformed, so as to apply the downward load to the displacement part 15.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、鉄鋼スラグなどを試料として用いた供試体の膨張性を評価するための膨張試験装置に関するものである。 The present invention relates to an expansion test apparatus for evaluating the expandability of a specimen using steel slag or the like as a sample.

道路用鉄鋼スラグの膨張性を評価する試験方法として、日本産業規格（ＪＩＳ）には、水浸膨張試験方法が規定されている。この水浸膨張試験方法では、道路用鉄鋼スラグから作製された供試体を温水に浸すことによりエージングを促進させ、温水に浸す前後における供試体の測定結果の差に基づいて、供試体の膨張性の評価が行われる。 As a test method for evaluating the expandability of steel slag for roads, the Japanese Industrial Standards (JIS) stipulates a water immersion expansion test method. In this water immersion expansion test method, aging is promoted by immersing a specimen made of road steel slag in warm water, and the expandability of the specimen is based on the difference in measurement results of the specimen before and after immersion in warm water. Is evaluated.

特許文献１には、鉄鋼スラグの膨張性を試験する装置が記載されている。この装置では、鉄鋼スラグのサンプルを入れたモールドをオートクレーブに収容し、そのオートクレーブ中において、０．５〜１．０ＭＰａの圧力（温度１５８〜１８３℃）の飽和水蒸気雰囲気に７２〜９６時間保持する促進膨張試験が行われる。 Patent Document 1 describes an apparatus for testing the expandability of steel slag. In this device, a mold containing a sample of steel slag is housed in an autoclave and kept in a saturated steam atmosphere at a pressure of 0.5 to 1.0 MPa (temperature 158 to 183 ° C.) for 72 to 96 hours in the autoclave. An accelerated expansion test is performed.

また、特許文献１の図２には、オートクレーブ内の試験圧力に見合ったカウンターウェイト付きのロッドおよびダイヤルゲージがセットされた装置が記載されている。 Further, FIG. 2 of Patent Document 1 describes a device in which a rod with a counterweight and a dial gauge corresponding to the test pressure in the autoclave are set.

特開２００４−１４４６９０号公報Japanese Unexamined Patent Publication No. 2004-144690

ところで、特許文献１に記載の膨張試験装置では、供試体の膨張に伴って変位する変位部（ロッド）が、圧力容器（オートクレーブ）の内側から上方に延びて外側に至り、圧力容器の外側の測定器（ダイヤルゲージ）にて、変位部の変位量が測定される。 By the way, in the expansion test apparatus described in Patent Document 1, the displacement portion (rod) that is displaced due to the expansion of the specimen extends upward from the inside of the pressure vessel (autoclave) to the outside and reaches the outside of the pressure vessel. The amount of displacement of the displaced portion is measured with a measuring instrument (dial gauge).

ここで、膨張試験の実施時は圧力容器の内圧を大気圧より高くするため、圧力容器の内圧により変位部が上向き荷重を受ける。そのため、カウンターウェイトによる下向き荷重を変位部に対して作用させ、変位部が圧力容器から外側に飛び出さないようにしている。 Here, in order to make the internal pressure of the pressure vessel higher than the atmospheric pressure during the expansion test, the displacement portion receives an upward load due to the internal pressure of the pressure vessel. Therefore, a downward load due to the counterweight is applied to the displacement portion so that the displacement portion does not jump out from the pressure vessel.

また、圧力容器は上蓋開閉式であり、カウンターウェイトは上蓋の上方に配置されている。従って、圧力容器の開閉に伴ってカウンターウェイトの着脱が必要となり、その着脱が作業者に負担となる。カウンターウェイトの重量は、圧力容器内の試験圧力によっては数十ｋｇになる場合があり、作業者にとって大きな負担となる。 Further, the pressure vessel is an opening / closing type of the upper lid, and the counterweight is arranged above the upper lid. Therefore, it is necessary to attach / detach the counterweight as the pressure vessel opens / closes, and the attachment / detachment becomes a burden on the operator. The weight of the counterweight may be several tens of kg depending on the test pressure in the pressure vessel, which is a heavy burden on the operator.

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、供試体を圧力容器に収容する膨張試験装置において、供試体の膨張に伴って変位する変位部が、圧力容器の内圧により圧力容器から外側に飛び出すことを防止しつつ、作業負担を軽減することが可能に構成することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and in an expansion test apparatus for accommodating a specimen in a pressure vessel, a displacement portion displaced with the expansion of the specimen is a pressure vessel due to the internal pressure of the pressure vessel. The purpose is to make it possible to reduce the work load while preventing it from jumping out from the outside.

上述の課題を解決するために、第１発明は、供試体の膨張試験に用いられる膨張試験装置であって、供試体を収容する圧力容器と、圧力容器の貫通孔に挿通された状態で供試体から上方に延び、供試体の膨張に伴って上側に変位する変位部と、変位部の変位量の測定に用いる測定器と、圧力容器の内圧により上向き荷重を受ける変位部に対し、上向き荷重に対抗する下向き荷重を付与する弾性部材と、変位部に対し下向き荷重が付与されるように、弾性部材を弾性変形した状態に保持する弾性部材保持部とを備えている。 In order to solve the above-mentioned problems, the first invention is an expansion test apparatus used for an expansion test of a specimen, which is provided in a state of being inserted into a pressure vessel accommodating the specimen and a through hole of the pressure vessel. An upward load is applied to the displacement part that extends upward from the specimen and is displaced upward as the specimen expands, the measuring instrument used to measure the displacement amount of the displacement part, and the displacement part that receives an upward load due to the internal pressure of the pressure vessel. It is provided with an elastic member that applies a downward load to counteract the displacement, and an elastic member holding portion that holds the elastic member in an elastically deformed state so that a downward load is applied to the displaced portion.

第２発明は、第１発明において、下向き荷重の大きさを調整するための荷重調整機構をさらに備えている。 The second invention further includes, in the first invention, a load adjusting mechanism for adjusting the magnitude of the downward load.

第３発明は、第２発明において、荷重調整機構は、変位部の延伸方向における弾性部材保持部の固定位置を調整可能に構成されている。 According to a third aspect of the invention, in the second invention, the load adjusting mechanism is configured so that the fixed position of the elastic member holding portion in the stretching direction of the displaced portion can be adjusted.

第４発明は、第１乃至第３の何れか１つの発明において、圧力容器は、弾性部材が上側に設けられて供試体の出入口が横向きに開口する容器本体と、出入口を開閉する横蓋とを備えている。 In the fourth aspect of the invention, in any one of the first to third aspects, the pressure vessel includes a container body in which an elastic member is provided on the upper side and the entrance / exit of the specimen opens laterally, and a horizontal lid for opening / closing the entrance / exit. It is equipped with.

第５発明は、第１乃至第４の何れか１つの発明において、供試体が載置され、該供試体と共に圧力容器内に搬出入されるパレットをさらに備えている。 The fifth invention further includes, in any one of the first to fourth inventions, a pallet on which the specimen is placed and which is carried in and out of the pressure vessel together with the specimen.

第６発明は、第１乃至第５の何れか１つの発明において、変位部は、棒状に形成され、弾性部材は、圧縮ばねであり、内側に変位部が挿通されている。 In the sixth invention, in any one of the first to fifth inventions, the displacement portion is formed in a rod shape, the elastic member is a compression spring, and the displacement portion is inserted inside.

第７発明は、第６発明において、変位部は、圧縮ばねが載置される荷重受け部材を備え、弾性部材保持部は、上側から圧縮ばねに押し付けられ、荷重受け部材と共に圧縮ばねを挟み込む。 In the seventh aspect of the invention, in the sixth aspect, the displacement portion includes a load receiving member on which the compression spring is placed, and the elastic member holding portion is pressed against the compression spring from above and sandwiches the compression spring together with the load receiving member.

第８発明は、第７発明において、変位部は、供試体の上面に設置された蓋部材に当接して荷重受け部材まで延びる第１部材と、荷重受け部材から上方に延びる第２部材とを備え、第２部材に対する第１部材の高さ位置を調整可能に構成されている。 In the eighth aspect of the invention, in the seventh invention, the displacement portion comprises a first member that abuts on the lid member installed on the upper surface of the specimen and extends to the load receiving member, and a second member that extends upward from the load receiving member. The height position of the first member with respect to the second member can be adjusted.

本発明では、変位部に対し下向き荷重を付与する弾性部材を設けることで、圧力容器の内圧により変位部が圧力容器から外側に飛び出すことを防止することが可能である。そのため、従来の膨張試験装置で用いられていたカウンターウェイトが必要なく、その着脱も必要ない。本発明によれば、変位部が圧力容器の内圧により圧力容器から外側に飛び出すことを防止しつつ、作業負担を軽減することができる。 In the present invention, by providing an elastic member that applies a downward load to the displacement portion, it is possible to prevent the displacement portion from jumping out from the pressure vessel due to the internal pressure of the pressure vessel. Therefore, the counterweight used in the conventional expansion test apparatus is not required, and its attachment / detachment is not required. According to the present invention, it is possible to reduce the work load while preventing the displaced portion from jumping out of the pressure vessel due to the internal pressure of the pressure vessel.

図１は、実施形態に係る膨張試験装置を圧力容器の長さ方向に切断した縦断面図である。FIG. 1 is a vertical cross-sectional view of the expansion test apparatus according to the embodiment cut in the length direction of the pressure vessel. 図２は、実施形態に係る膨張試験装置を圧力容器の幅方向に切断した横断面図である。FIG. 2 is a cross-sectional view of the expansion test apparatus according to the embodiment cut in the width direction of the pressure vessel. 図３は、実施形態に係る膨張試験装置における圧力容器の内部を上方から見た平面図である。FIG. 3 is a plan view of the inside of the pressure vessel in the expansion test apparatus according to the embodiment as viewed from above. 図４は、実施形態に係る膨張試験装置の圧力容器内に、電動リフトを用いて、モールドが載置されたパレットを搬入する様子を示す図である。FIG. 4 is a diagram showing a state in which a pallet on which a mold is placed is carried into a pressure vessel of an expansion test apparatus according to an embodiment by using an electric lift.

以下、図面を参照しながら、本発明の実施形態について詳細に説明をする。なお、以下の実施形態は、本発明の一例であって、本発明、その適用物、或いは、その用途の範囲を制限することを意図するものではない。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The following embodiments are examples of the present invention, and are not intended to limit the scope of the present invention, its applications, or its uses.

本実施形態は、鉄鋼スラグ（以下、「スラグ」と言う。）を試料として用いて作製された供試体３を試験対象とする膨張試験装置１０である。膨張試験装置１０を用いる膨張試験（以下、「本膨張試験」と言う。）では、ＪＩＳ Ａ ５０１５ 付属書Ｂ「道路用鉄鋼スラグの水浸膨張試験方法」で定められた手順で作製された供試体３を用いる。但し、本膨張試験では、上述の手順書Ｂに記載の試験方法とは異なり、供試体３を温水に浸けずに、圧力容器２０内における高温高圧の飽和水蒸気雰囲気で、供試体３のエージングを促進させる。以下では、膨張試験装置１０について説明を行う前に、本膨張試験で用いる供試体３について説明を行う。 The present embodiment is an expansion test apparatus 10 for a test piece 3 manufactured by using a steel slag (hereinafter referred to as “slag”) as a sample. In the expansion test using the expansion test device 10 (hereinafter referred to as “the main expansion test”), the supply prepared by the procedure specified in JIS A 5015 Annex B “Water immersion expansion test method for road steel slag”. Specimen 3 is used. However, in this expansion test, unlike the test method described in the above-mentioned procedure manual B, the specimen 3 is aged in a high-temperature and high-pressure saturated steam atmosphere in the pressure vessel 20 without immersing the specimen 3 in warm water. Promote. In the following, before explaining the expansion test apparatus 10, the specimen 3 used in the present expansion test will be described.

［供試体について］
供試体３は、有孔底板２が装着された円筒状のモールド１内で、スラグを突き固めたものである。供試体３の上面は、平坦に整形される。供試体３の上面には、ろ紙（図示省略）を介して、軸付き有孔板４が載せられる。軸付き有孔板４の軸４ａは、モールド１の上端より上側の高さまで突出している。 [About the specimen]
The specimen 3 is a slag compacted in a cylindrical mold 1 to which a perforated bottom plate 2 is mounted. The upper surface of the specimen 3 is shaped flat. A perforated plate 4 with a shaft is placed on the upper surface of the specimen 3 via a filter paper (not shown). The shaft 4a of the perforated plate 4 with a shaft protrudes to a height above the upper end of the mold 1.

［膨張試験装置の構成］
膨張試験装置１０について説明を行う。図１及び図２には、膨張試験装置１０と共に、膨張試験装置１０を支持する支持構造体６が記載されている。支持構造体６では、複数の柱７により、複数の上側梁部８と複数の下側梁部９とが支持されている。なお、支持構造体６は、本実施形態の構成に限定されない。 [Structure of expansion test equipment]
The expansion test apparatus 10 will be described. 1 and 2 show a support structure 6 that supports the expansion test device 10 together with the expansion test device 10. In the support structure 6, the plurality of upper beam portions 8 and the plurality of lower beam portions 9 are supported by the plurality of columns 7. The support structure 6 is not limited to the configuration of the present embodiment.

膨張試験装置１０は、スラグから作製された供試体３が充填されたモールド１を収容する圧力容器２０と、圧力容器２０内の供試体３の膨張に伴って上側に変位する変位部１５と、変位部１５の変位量の測定に用いる測定器５と、圧力容器２０の内圧により上向き荷重を受ける変位部１５に対して下向き荷重を付与する圧縮ばね１４と、変位部１５に対し前述の下向き荷重が付与されるように圧縮ばね１４を弾性変形した状態（圧縮状態）に保持する弾性変形保持部１７とを備えている。 The expansion test device 10 includes a pressure vessel 20 that houses a mold 1 filled with a specimen 3 made of slag, a displacement portion 15 that is displaced upward as the specimen 3 in the pressure vessel 20 expands, and a displacement portion 15. The measuring instrument 5 used to measure the displacement amount of the displacement portion 15, the compression spring 14 that applies a downward load to the displacement portion 15 that receives an upward load due to the internal pressure of the pressure vessel 20, and the above-mentioned downward load to the displacement portion 15. It is provided with an elastic deformation holding portion 17 that holds the compression spring 14 in an elastically deformed state (compressed state) so as to be imparted.

変位部１５は、第１検出棒１１、第２検出棒１２、及び、これらの検出棒１１、１２を互いに接続する接続部材１３を備えている。接続部材１３は、圧縮ばね１４が載置される荷重受け部材に相当する。圧縮ばね１４は、弾性部材に相当する。 The displacement portion 15 includes a first detection rod 11, a second detection rod 12, and a connecting member 13 for connecting the detection rods 11 and 12 to each other. The connecting member 13 corresponds to a load receiving member on which the compression spring 14 is placed. The compression spring 14 corresponds to an elastic member.

変位部１５は、圧力容器２０の貫通孔２１ｃに挿通された状態で供試体３から上方に延びている。変位部１５は、上下方向に可動に設けられている。また、弾性変形保持部１７は、上側梁部８に取り付けられており、後述の高さ調整を行わなければ、その位置は固定される。弾性変形保持部１７は、上側から圧縮ばね１４に押し付けられ、変位部１５の接続部材１３と共に圧縮ばね１４を挟み込み、圧縮ばね１４を圧縮状態に保持する。これにより、圧縮ばね１４が、変位部１５のうち接続部材１３を下側に向けて付勢する。そのため、圧力容器２０の内圧を大気圧より高くする膨張試験の実施時に、変位部１５が圧力容器２０から外側に飛び出すことが防止される。以下、膨張試験装置１０について、より詳細に説明を行う。 The displacement portion 15 extends upward from the specimen 3 in a state of being inserted into the through hole 21c of the pressure vessel 20. The displacement portion 15 is movably provided in the vertical direction. Further, the elastic deformation holding portion 17 is attached to the upper beam portion 8, and its position is fixed unless the height adjustment described later is performed. The elastic deformation holding portion 17 is pressed against the compression spring 14 from above, sandwiches the compression spring 14 together with the connecting member 13 of the displacement portion 15, and holds the compression spring 14 in the compressed state. As a result, the compression spring 14 urges the connecting member 13 of the displacement portion 15 downward. Therefore, when the expansion test in which the internal pressure of the pressure vessel 20 is made higher than the atmospheric pressure is carried out, the displacement portion 15 is prevented from jumping out from the pressure vessel 20. Hereinafter, the expansion test apparatus 10 will be described in more detail.

圧力容器２０は、横長の容器である。圧力容器２０は、その長さ方向に沿って複数のモールド１（本実施形態では３つのモールド１）を収容可能な大きさに形成されている。圧力容器２０は、圧縮ばね１４が上側に設けられて供試体３の出入口２１ａが横向きに開口する容器本体（水平胴体）２１と、出入口２１ａを開閉する横蓋２２とを備えている（図３参照）。横蓋２２は、開閉式のクラッチドアにより構成されている。横蓋２２は、ヒンジ部を介して、容器本体２１に接続されている。 The pressure vessel 20 is a horizontally long container. The pressure vessel 20 is formed in a size capable of accommodating a plurality of molds 1 (three molds 1 in this embodiment) along the length direction thereof. The pressure vessel 20 includes a container body (horizontal body) 21 in which a compression spring 14 is provided on the upper side and the entrance / exit 21a of the specimen 3 opens laterally, and a horizontal lid 22 for opening / closing the entrance / exit 21a (FIG. 3). reference). The side lid 22 is composed of an openable / closable clutch door. The horizontal lid 22 is connected to the container body 21 via a hinge portion.

容器本体２１は、一端側が閉塞された略円筒状に形成されている。容器本体２１は、その軸心が横方向に延びる姿勢で、支持構造体６の下側梁部９に載置されている。容器本体２１では、他端側に出入口２１ａが形成されている。 The container body 21 is formed in a substantially cylindrical shape with one end closed. The container body 21 is placed on the lower beam portion 9 of the support structure 6 in a posture in which its axis extends in the lateral direction. In the container main body 21, the entrance / exit 21a is formed on the other end side.

ここで、膨張試験装置１０は、供試体３が載置されて供試体３と共に圧力容器２０内に搬出入されるパレット２３をさらに備えている。圧力容器２０には、出入口２１ａを通じて、供試体３が充填された複数のモールド１（本実施形態では３つのモールド１）が載置されたパレット２３が搬入される。容器本体２１の内部には、パレット２３が載置される一対のパレット載置台２４が設けられている。一対のパレット載置台２４は、容器本体２１の幅方向に間隔を空けて設けられている。 Here, the expansion test apparatus 10 further includes a pallet 23 on which the specimen 3 is placed and carried in and out of the pressure vessel 20 together with the specimen 3. A pallet 23 on which a plurality of molds 1 (three molds 1 in this embodiment) filled with the specimen 3 are placed is carried into the pressure vessel 20 through the inlet / outlet 21a. Inside the container body 21, a pair of pallet mounting tables 24 on which the pallets 23 are placed are provided. The pair of pallet mounting tables 24 are provided at intervals in the width direction of the container body 21.

なお、パレット２３は、真っすぐな長板状に形成されている。パレット２３は、図３に示すように、その長さ方向に複数のモールド１を一列に並べて載置可能である。パレット２３の上面には、各モールド１の設置位置を定める位置決め部材（位置決めブロック）２６が設けられ、各モールド１が所定の位置に載置される。パレット２３の一端側（図３において左側）には、パレット２３の長さ方向に突出する突出部２３ａが形成されている。図３では、軸付き有孔板４の記載を省略すると共に、便宜的に圧力容器２０の壁厚を薄く記載している。 The pallet 23 is formed in the shape of a straight long plate. As shown in FIG. 3, the pallet 23 can have a plurality of molds 1 arranged in a row in the length direction thereof. A positioning member (positioning block) 26 that determines the installation position of each mold 1 is provided on the upper surface of the pallet 23, and each mold 1 is placed at a predetermined position. On one end side (left side in FIG. 3) of the pallet 23, a protruding portion 23a protruding in the length direction of the pallet 23 is formed. In FIG. 3, the description of the perforated plate 4 with a shaft is omitted, and the wall thickness of the pressure vessel 20 is described thinly for convenience.

容器本体２１の一端側（閉塞側）の内面には、パレットストッパー２７が設けられている。パレットストッパー２７は、出入口２１ａ側を向く受止め面２７ａで、パレット２３の先端を受け止める。受止め面２７ａは、容器本体２１の軸心に略垂直な平坦面に形成されている。本実施形態では、パレット２３の搬入時に、突出部２３ａの先端が受止め面２７ａに当たる位置で、パレット２３が真下に降ろされてパレット載置台２４に載置される。これにより、各膨張試験において、パレット２３の設置位置は略同じとなる。また、パレット２３上では各位置決め部材２６により各モールド１の設置位置が規定される。そのため、各膨張試験において、圧力容器２０に対する各モールド１の設置位置は略同じとなる。 A pallet stopper 27 is provided on the inner surface of the container body 21 on one end side (closed side). The pallet stopper 27 is a receiving surface 27a facing the entrance / exit 21a side, and receives the tip of the pallet 23. The receiving surface 27a is formed on a flat surface substantially perpendicular to the axis of the container body 21. In the present embodiment, when the pallet 23 is carried in, the pallet 23 is lowered directly below and placed on the pallet mounting table 24 at a position where the tip of the protruding portion 23a hits the receiving surface 27a. As a result, the installation position of the pallet 23 becomes substantially the same in each expansion test. Further, on the pallet 23, the installation position of each mold 1 is defined by each positioning member 26. Therefore, in each expansion test, the installation position of each mold 1 with respect to the pressure vessel 20 is substantially the same.

容器本体２１の天井部２１ｂには、圧力容器２０に収容されるモールド１と同数の貫通孔２１ｃが形成されている（図１参照）。複数の貫通孔２１ｃは、モールド１の設置位置に対応する位置に形成され、容器本体２１の長さ方向に間隔を空けて並ぶ。貫通孔２１ｃは、上下方向に延びている。貫通孔２１ｃには、円筒状のシール材２８が装着されている（図２参照）。 The ceiling portion 21b of the container body 21 is formed with the same number of through holes 21c as the mold 1 housed in the pressure vessel 20 (see FIG. 1). The plurality of through holes 21c are formed at positions corresponding to the installation positions of the mold 1 and are arranged at intervals in the length direction of the container main body 21. The through hole 21c extends in the vertical direction. A cylindrical sealing material 28 is attached to the through hole 21c (see FIG. 2).

また、上側梁部８には、容器本体２１の複数の貫通孔２１ｃに対応して、複数のガイド部材１９が取り付けられている。ガイド部材１９は、円筒状に形成されて上下方向に延びている。ガイド部材１９は、対応する貫通孔２１ｃと同軸に配置されている。 Further, a plurality of guide members 19 are attached to the upper beam portion 8 corresponding to the plurality of through holes 21c of the container main body 21. The guide member 19 is formed in a cylindrical shape and extends in the vertical direction. The guide member 19 is arranged coaxially with the corresponding through hole 21c.

また、上側梁部８の下面には、複数のガイド部材１９に対応して、複数の固定側ネジ部３７が設けられている。固定側ネジ部３７は、円筒状に形成され、下方に突出している。固定側ネジ部３７は、対応するガイド部材１９に同軸に配置されている。固定側ネジ部３７の内周面には、雌ネジが形成されている。 Further, on the lower surface of the upper beam portion 8, a plurality of fixing side screw portions 37 are provided corresponding to the plurality of guide members 19. The fixing side screw portion 37 is formed in a cylindrical shape and protrudes downward. The fixing side screw portion 37 is arranged coaxially with the corresponding guide member 19. A female screw is formed on the inner peripheral surface of the fixing side screw portion 37.

膨張試験装置１０は、容器本体２１における複数の貫通孔２１ｃに対応して、複数の変位部１５と、複数の圧縮ばね１４と、複数の弾性部材保持部１７とを備えている。変位部１５では、第１検出棒１１、第２検出棒１２、及び、第１検出棒１１と第２検出棒１２とを接続する接続部材１３が一体化されている。変位部１５では、第１検出棒１１が接続部材１３から下方に延び、第２検出棒１２が接続部材１３から上方に延びている。第１検出棒１１及び第２検出棒１２は、ともに真っすぐな棒材であり、同軸に設けられている。第１検出棒１１は、供試体３の上面に設置された軸付き有孔板（蓋部材）４に当接して接続部材１３まで延びる第１部材に相当する。第２検出棒１２は、接続部材１３から上方に延びる第２部材に相当する。 The expansion test device 10 includes a plurality of displacement portions 15, a plurality of compression springs 14, and a plurality of elastic member holding portions 17 corresponding to the plurality of through holes 21c in the container body 21. In the displacement portion 15, the first detection rod 11, the second detection rod 12, and the connecting member 13 connecting the first detection rod 11 and the second detection rod 12 are integrated. In the displacement portion 15, the first detection rod 11 extends downward from the connecting member 13, and the second detection rod 12 extends upward from the connecting member 13. The first detection rod 11 and the second detection rod 12 are both straight rods and are provided coaxially. The first detection rod 11 corresponds to a first member that abuts on a perforated plate (cover member) 4 with a shaft installed on the upper surface of the specimen 3 and extends to the connecting member 13. The second detection rod 12 corresponds to a second member extending upward from the connecting member 13.

第１検出棒１１は、容器本体２１の貫通孔２１ｃに挿通されている。第１検出棒１１は、貫通孔２１ｃの挿通においてシール材２８の内側に通されている。そのため、第１検出棒１１の外周面の隙間がシールされる。 The first detection rod 11 is inserted through the through hole 21c of the container body 21. The first detection rod 11 is passed through the inside of the sealing material 28 when the through hole 21c is inserted. Therefore, the gap on the outer peripheral surface of the first detection rod 11 is sealed.

第１検出棒１１の上端部の外周面には、雄ネジが形成されている。また、接続部材１３の下面には、第１検出棒１１の雄ネジが螺合されるネジ穴（図示省略）が形成されている。変位部１５は、接続部材１３のネジ穴に対し第１検出棒１１の雄ネジを回転させることにより、第２検出棒１２に対する第１検出棒１１の高さ位置を調整可能である。 A male screw is formed on the outer peripheral surface of the upper end portion of the first detection rod 11. Further, a screw hole (not shown) into which the male screw of the first detection rod 11 is screwed is formed on the lower surface of the connecting member 13. The displacement portion 15 can adjust the height position of the first detection rod 11 with respect to the second detection rod 12 by rotating the male screw of the first detection rod 11 with respect to the screw hole of the connecting member 13.

第２検出棒１２は、固定側ネジ部３７及びガイド部材１９に挿通されて、上側梁部８の上面の少し上側まで延びている。第２検出棒１２の上端は、上側梁部８に取り付けられた測定器５の測定子に接触している。なお、測定器５には、例えばダイヤルゲージが用いられる。 The second detection rod 12 is inserted through the fixed side screw portion 37 and the guide member 19, and extends slightly above the upper surface of the upper beam portion 8. The upper end of the second detection rod 12 is in contact with the stylus of the measuring instrument 5 attached to the upper beam portion 8. For the measuring instrument 5, for example, a dial gauge is used.

第２検出棒１２の上端部には、板状の脱落防止ストッパー１８が固定されている。脱落防止ストッパー１８は、上側梁部８に取り付けられたガイド部材１９に引っ掛かり、第２検出棒１２の脱落を防止する。 A plate-shaped dropout prevention stopper 18 is fixed to the upper end of the second detection rod 12. The drop-off prevention stopper 18 is caught by the guide member 19 attached to the upper beam portion 8 to prevent the second detection rod 12 from falling off.

接続部材１３は、平板状に形成されている。接続部材１３は、検出棒１１、１２に対し略垂直に設けられている。脱落防止ストッパー１８がガイド部材１９に引っ掛かる状態では、接続部材１３は、圧力容器２０の上面から少し浮いている。 The connecting member 13 is formed in a flat plate shape. The connecting member 13 is provided substantially perpendicular to the detection rods 11 and 12. In a state where the drop-off prevention stopper 18 is hooked on the guide member 19, the connecting member 13 is slightly floating from the upper surface of the pressure vessel 20.

圧縮ばね１４は、コイルばねにより構成されている。圧縮ばね１４は、内側に第２検出棒１２を挿通させた状態で、接続部材１３上に載置されている。接続部材１３は、圧縮ばね１４の座受け（スプリング座受け）として機能する。 The compression spring 14 is composed of a coil spring. The compression spring 14 is placed on the connecting member 13 with the second detection rod 12 inserted inside. The connecting member 13 functions as a seat holder (spring seat holder) of the compression spring 14.

弾性変形保持部１７は、例えば板状に形成されている。弾性変形保持部１７には、弾性変形保持部１７を回転させるための荷重調整ハンドル３６と、弾性変形保持部１７から上方に突出するハンドル側ネジ部３８とが一体化されている（図２参照）。ハンドル側ネジ部３８は、円筒状に形成されている。ハンドル側ネジ部３８の外周面には、雄ネジが形成されている。また、ハンドル側ネジ部３８の内側の貫通孔（円筒の内側空間の孔）は、弾性変形保持部１７の下面まで延びている。なお、弾性変形保持部１７の形状は板状に限定されない。 The elastic deformation holding portion 17 is formed in a plate shape, for example. The elastic deformation holding portion 17 integrates a load adjusting handle 36 for rotating the elastic deformation holding portion 17 and a handle-side screw portion 38 projecting upward from the elastic deformation holding portion 17 (see FIG. 2). ). The handle side screw portion 38 is formed in a cylindrical shape. A male screw is formed on the outer peripheral surface of the handle side screw portion 38. Further, the through hole (hole in the inner space of the cylinder) inside the screw portion 38 on the handle side extends to the lower surface of the elastic deformation holding portion 17. The shape of the elastic deformation holding portion 17 is not limited to the plate shape.

弾性変形保持部１７は、固定側ネジ部３７及びハンドル側ネジ部３８を介して、上側梁部８に固定されている。弾性変形保持部１７は、ハンドル側ネジ部３８に第２検出棒１２を挿通させ、且つ、固定側ネジ部３７の雌ネジにハンドル側ネジ部３８の雄ネジを螺合させた状態で設けられている。この状態では、圧縮ばね１４が、弾性変形保持部１７により上側から押し付けられて圧縮状態になる。これにより、圧縮ばね１４は、変位部１５の接続部材１３に対し、下向き荷重を付与する。 The elastic deformation holding portion 17 is fixed to the upper beam portion 8 via the fixing side screw portion 37 and the handle side screw portion 38. The elastic deformation holding portion 17 is provided in a state where the second detection rod 12 is inserted through the handle side screw portion 38 and the female screw of the fixed side screw portion 37 is screwed with the male screw of the handle side screw portion 38. ing. In this state, the compression spring 14 is pressed from above by the elastic deformation holding portion 17 to be in a compressed state. As a result, the compression spring 14 applies a downward load to the connecting member 13 of the displacement portion 15.

そして、荷重調整ハンドル３６を持って弾性変形保持部１７を回すことにより、弾性変形保持部１７が上側又は下側に移動し、圧縮ばね１４の長さが変化する。弾性変形保持部１７の高さ調整を可能とする固定側ネジ部３７及びハンドル側ネジ部３８は、変位部１５に付与する下向き荷重の大きさを調整するための荷重調整機構３０に相当する。荷重調整機構３０は、変位部１５の延伸方向における弾性変形保持部１７の固定位置を調整可能に構成されている。なお、本実施形態では、荷重調整機構３０により調整可能な圧縮ばね１４の長さの範囲が、自然長の３０〜７０％となるように設計されている。 Then, by holding the load adjusting handle 36 and turning the elastic deformation holding portion 17, the elastic deformation holding portion 17 moves upward or downward, and the length of the compression spring 14 changes. The fixed-side screw portion 37 and the handle-side screw portion 38 that enable the height adjustment of the elastic deformation holding portion 17 correspond to a load adjusting mechanism 30 for adjusting the magnitude of the downward load applied to the displacement portion 15. The load adjusting mechanism 30 is configured to be able to adjust the fixed position of the elastic deformation holding portion 17 in the stretching direction of the displacement portion 15. In this embodiment, the range of the length of the compression spring 14 that can be adjusted by the load adjusting mechanism 30 is designed to be 30 to 70% of the natural length.

また、圧力容器２０には、導入管５１を介して、水蒸気を供給するための加圧器６０が接続されている。また、圧力容器２０の底面には、ドレン水を排水するための排水管５２が接続されている。導入管５１及び排水管５２には、それぞれ開閉弁が設けられている。 Further, a pressurizer 60 for supplying water vapor is connected to the pressure vessel 20 via an introduction pipe 51. Further, a drain pipe 52 for draining drain water is connected to the bottom surface of the pressure vessel 20. An on-off valve is provided in each of the introduction pipe 51 and the drain pipe 52.

［膨張試験の方法］
続いて、膨張試験装置１０を用いた本膨張試験の方法について説明を行う。以下では、供試体３が充填された複数のモールド１をパレット２３に載置するところまで、膨張試験の準備がなされた状態から説明を行う。なお、パレット２３上では、モールド１がスペーサーを介して載置される。 [Expansion test method]
Subsequently, the method of the main expansion test using the expansion test apparatus 10 will be described. In the following, the description will be made from the state in which the expansion test is prepared up to the point where the plurality of molds 1 filled with the specimen 3 are placed on the pallet 23. On the pallet 23, the mold 1 is placed via the spacer.

本膨張試験では、横蓋２２を開けた状態の容器本体２１に対し、複数のモールド１が載置されたパレット２３の搬入が行われる。具体的に、図４に示す電動リフター５０のフォーク５５を中空構造のパレット２３内に挿入し、フォーク５５によりパレット２３を持ち上げる。そして、電動リフター５０を移動させて、容器本体２１の出入口２１ａの正面からパレット２３を容器本体２１に搬入して、パレット２３をパレット載置台２４に載置する。なお、図４では、横蓋２２の記載を省略している。 In this expansion test, the pallet 23 on which a plurality of molds 1 are placed is carried into the container body 21 with the horizontal lid 22 open. Specifically, the fork 55 of the electric lifter 50 shown in FIG. 4 is inserted into the pallet 23 having a hollow structure, and the pallet 23 is lifted by the fork 55. Then, the electric lifter 50 is moved, the pallet 23 is carried into the container body 21 from the front of the entrance / exit 21a of the container body 21, and the pallet 23 is placed on the pallet mounting table 24. In FIG. 4, the description of the horizontal lid 22 is omitted.

パレット２３の載置後、第１検出棒１１を下側に移動させ、軸付き有孔板４の軸４ａに対し、第１検出棒１１の下端を当接させる。そして、横蓋２２を閉状態にして、圧力容器２０内を密閉状態にする。なお、膨張試験中における圧力容器２０の設定圧力に対して圧縮ばね１４による下向き荷重の大きさの調整が必要な場合は、荷重調整ハンドル３６により弾性変形保持部１７を回転させて、下向き荷重の調整を行う。この状態で、作業者は、各変位部１５について測定器５の表示値を読み取る。 After the pallet 23 is placed, the first detection rod 11 is moved downward so that the lower end of the first detection rod 11 comes into contact with the shaft 4a of the perforated plate 4 with a shaft. Then, the side lid 22 is closed and the inside of the pressure vessel 20 is closed. If it is necessary to adjust the magnitude of the downward load by the compression spring 14 with respect to the set pressure of the pressure vessel 20 during the expansion test, the elastic deformation holding portion 17 is rotated by the load adjusting handle 36 to obtain the downward load. Make adjustments. In this state, the operator reads the display value of the measuring instrument 5 for each displacement portion 15.

次に、導入管５１及び排水管５２の各開閉弁を開状態にして、加圧器６０を作動させることにより、加圧器６０から圧力容器２０内に水蒸気を供給し、所定の設定温度及び設定圧力に圧力容器２０内の雰囲気を調整する。例えば、設定圧力は大気圧を超え２．５ＭＰａ程度までの範囲の所定の値、設定温度はその圧力における飽和蒸気温度付近とすることができる。これにより、供試体３のエージングが促進される。 Next, by opening the on-off valves of the introduction pipe 51 and the drain pipe 52 and operating the pressurizer 60, water vapor is supplied from the pressurizer 60 into the pressure vessel 20 to obtain a predetermined set temperature and set pressure. Adjust the atmosphere inside the pressure vessel 20. For example, the set pressure can be a predetermined value in the range of more than atmospheric pressure and up to about 2.5 MPa, and the set temperature can be near the saturated steam temperature at that pressure. This promotes the aging of the specimen 3.

加圧器６０の作動開始から所定の時間間隔で測定器５の表示値を読み取り、概ね測定値の変化が無くなると、加圧器６０を停止させる。測定器５の表示値の読み取りは連続的に行ってもよい。そして、各変位部１５について、試験開始時の表示値との差や経過時間ごとの測定値の変化率に基づいて各供試体３の膨張性を評価する。以上により、本膨張試験は終了する。本膨張試験の終了後、複数のモールド１が載置されたパレット２３は、電動リフター５０により圧力容器２０から搬出される。 The displayed value of the measuring instrument 5 is read at a predetermined time interval from the start of operation of the pressurizing device 60, and when the change of the measured value is substantially eliminated, the pressurizing device 60 is stopped. The displayed value of the measuring instrument 5 may be continuously read. Then, the expandability of each specimen 3 is evaluated for each displacement portion 15 based on the difference from the displayed value at the start of the test and the rate of change of the measured value for each elapsed time. This completes the expansion test. After the completion of this expansion test, the pallet 23 on which the plurality of molds 1 are placed is carried out from the pressure vessel 20 by the electric lifter 50.

［本実施形態の効果等］
本実施形態によれば、変位部１５に対し下向き荷重を付与する圧縮ばね１４を設けることで、圧力容器２０の内圧により変位部１５が圧力容器２０から外側に飛び出すことを防止することが可能である。そのため、従来の膨張試験装置で用いられていたカウンターウェイトが必要なく、その着脱も必要ない。本実施形態によれば、変位部１５が圧力容器２０の内圧により圧力容器２０から外側に飛び出すことを防止しつつ、作業負担を軽減することができる。 [Effects of this embodiment, etc.]
According to the present embodiment, by providing the compression spring 14 that applies a downward load to the displacement portion 15, it is possible to prevent the displacement portion 15 from jumping out from the pressure vessel 20 due to the internal pressure of the pressure vessel 20. be. Therefore, the counterweight used in the conventional expansion test apparatus is not required, and its attachment / detachment is not required. According to the present embodiment, it is possible to reduce the work load while preventing the displacement portion 15 from jumping out of the pressure vessel 20 due to the internal pressure of the pressure vessel 20.

また、本実施形態では、所定の高温高圧条件の飽和水蒸気雰囲気で供試体３のエージングを促進させる膨張試験の実施が容易となり、タイムリーに膨張試験を行うことができ、スラグ処理作業の効率化を図ることができる。 Further, in the present embodiment, it becomes easy to carry out an expansion test that promotes aging of the specimen 3 in a saturated steam atmosphere under a predetermined high temperature and high pressure condition, and the expansion test can be performed in a timely manner, improving the efficiency of slag processing work. Can be planned.

また、本実施形態では、荷重調整機構３０を設けているため、圧力容器２０内の試験圧力に応じて、変位部１５に付与する下向き荷重の大きさを調整することができる。特に、荷重調整機構３０はねじ機構を利用しており、この調節を容易に行うことができる。 Further, in the present embodiment, since the load adjusting mechanism 30 is provided, the magnitude of the downward load applied to the displacement portion 15 can be adjusted according to the test pressure in the pressure vessel 20. In particular, the load adjusting mechanism 30 utilizes a screw mechanism, and this adjustment can be easily performed.

また、本実施形態では、圧力容器２０において供試体３の出入口２１ａが横向きに開口しているため、汎用の電動機械（電動リフター５０）を利用して、モールド１の搬出入を行うことができる。また、パレット２３を利用するため、複数のモールド１の搬出入をまとめて行うことができる。そのため、作業負担をさらに軽減することができる。 Further, in the present embodiment, since the entrance / exit 21a of the specimen 3 is opened sideways in the pressure vessel 20, the mold 1 can be carried in and out by using a general-purpose electric machine (electric lifter 50). .. Further, since the pallet 23 is used, a plurality of molds 1 can be carried in and out at once. Therefore, the work load can be further reduced.

［その他の実施形態］
本実施形態において、圧力容器２０は上下開閉式のものであってもよい。 [Other embodiments]
In the present embodiment, the pressure vessel 20 may be of the vertical opening / closing type.

本実施形態では、変位部１５において第１検出棒１１と第２検出棒１２が接続部材１３により接続されているが、変位部１５は、１本の棒材と、その棒材に固定されて弾性部材１４からの下向き荷重を受ける荷重受け部材とを備えていればよい。また、変位部１５の第１部材１１及び第２部材１２の形状は、棒状以外であってもよい。 In the present embodiment, the first detection rod 11 and the second detection rod 12 are connected by the connecting member 13 in the displacement portion 15, but the displacement portion 15 is fixed to one rod and the rod. It suffices to include a load receiving member that receives a downward load from the elastic member 14. Further, the shapes of the first member 11 and the second member 12 of the displacement portion 15 may be other than the rod shape.

本実施形態において、変位部１５に対して下向き荷重を付与する弾性部材１４の個数は、２つ以上であってもよい。また、弾性部材１４として、圧縮ばね以外のばねを用いてもよいし、ばね以外の弾性体を用いてもよい。 In the present embodiment, the number of elastic members 14 that apply a downward load to the displacement portion 15 may be two or more. Further, as the elastic member 14, a spring other than the compression spring may be used, or an elastic body other than the spring may be used.

本実施形態において、荷重調整機構３０が、ねじ機構以外の機構を利用したものであってもよい。 In the present embodiment, the load adjusting mechanism 30 may utilize a mechanism other than the screw mechanism.

本実施形態において、圧力容器２０の内圧による上向き荷重に対抗して、変位部１５に下向き荷重を付与するために、弾性部材１４と共にカウンターウェイトを利用してもよい。例えば、荷重受け部材１３にカウンターウェイトを設置し、そのカウンターウェイトの上側から弾性部材１４の下向き荷重を付与する構成を採用することができる。 In the present embodiment, a counterweight may be used together with the elastic member 14 in order to apply a downward load to the displacement portion 15 against the upward load due to the internal pressure of the pressure vessel 20. For example, it is possible to adopt a configuration in which a counterweight is installed on the load receiving member 13 and a downward load of the elastic member 14 is applied from above the counterweight.

本発明は、鉄鋼スラグなどの供試体の膨張性を評価するための膨張試験装置等に適用可能である。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be applied to an expansion test apparatus or the like for evaluating the expandability of a specimen such as steel slag.

１ モールド
３ 供試体
５ 測定器
１０ 膨張試験装置
１１ 第１検出棒（第１部材）
１２ 第２検出棒（第２部材）
１３ 接続部材（荷重受け部材）
１４ 圧縮ばね（弾性部材）
１５ 変位部
１７ 弾性部材保持部
２０ 圧力容器
２１ 容器本体
２２ 横蓋
２３ パレット
３０ 荷重調整機構 1 Mold 3 Specimen 5 Measuring instrument 10 Expansion test device 11 1st detection rod (1st member)
12 Second detection rod (second member)
13 Connection member (load receiving member)
14 Compression spring (elastic member)
15 Displacement part 17 Elastic member holding part 20 Pressure vessel 21 Container body 22 Side lid 23 Pallet 30 Load adjustment mechanism

Claims (8)

供試体の膨張試験に用いられる膨張試験装置であって、
前記供試体を収容する圧力容器と、
前記圧力容器の貫通孔に挿通された状態で前記供試体から上方に延び、前記供試体の膨張に伴って上側に変位する変位部と、
前記変位部の変位量の測定に用いる測定器と、
前記圧力容器の内圧により上向き荷重を受ける前記変位部に対し、前記上向き荷重に対抗する下向き荷重を付与する弾性部材と、
前記変位部に対し前記下向き荷重が付与されるように、前記弾性部材を弾性変形した状態に保持する弾性部材保持部とを備えている、膨張試験装置。 An expansion test device used for the expansion test of the specimen.
A pressure vessel for accommodating the specimen and
A displacement portion that extends upward from the specimen while being inserted through the through hole of the pressure vessel and is displaced upward as the specimen expands.
A measuring instrument used to measure the amount of displacement of the displacement portion, and
An elastic member that applies a downward load that opposes the upward load to the displacement portion that receives an upward load due to the internal pressure of the pressure vessel.
An expansion test apparatus including an elastic member holding portion that holds the elastic member in an elastically deformed state so that the downward load is applied to the displacement portion. 前記下向き荷重の大きさを調整するための荷重調整機構をさらに備えている、請求項１に記載の膨張試験装置。 The expansion test apparatus according to claim 1, further comprising a load adjusting mechanism for adjusting the magnitude of the downward load. 前記荷重調整機構は、前記変位部の延伸方向における前記弾性部材保持部の固定位置を調整可能に構成されている、請求項２に記載の膨張試験装置。 The expansion test apparatus according to claim 2, wherein the load adjusting mechanism is configured to be able to adjust the fixed position of the elastic member holding portion in the stretching direction of the displacement portion. 前記圧力容器は、前記弾性部材が上側に設けられて前記供試体の出入口が横向きに開口する容器本体と、前記出入口を開閉する横蓋とを備えている、請求項１乃至３の何れか１つに記載の膨張試験装置。 Any one of claims 1 to 3, wherein the pressure vessel includes a container body in which the elastic member is provided on the upper side and the entrance / exit of the specimen opens laterally, and a horizontal lid for opening / closing the entrance / exit. The expansion test apparatus according to one. 前記供試体が載置され、該供試体と共に前記圧力容器内に搬出入されるパレットをさらに備えている、請求項１乃至４の何れか１つに記載の膨張試験装置。 The expansion test apparatus according to any one of claims 1 to 4, further comprising a pallet on which the specimen is placed and carried in and out of the pressure vessel together with the specimen. 前記変位部は、棒状に形成され、
前記弾性部材は、圧縮ばねであり、内側に前記変位部が挿通されている、請求項１乃至５の何れか１つに記載の膨張試験装置。 The displacement portion is formed in a rod shape and is formed in a rod shape.
The expansion test apparatus according to any one of claims 1 to 5, wherein the elastic member is a compression spring, and the displacement portion is inserted therein. 前記変位部は、前記圧縮ばねが載置される荷重受け部材を備え、
前記弾性部材保持部は、上側から前記圧縮ばねに押し付けられ、前記荷重受け部材と共に前記圧縮ばねを挟み込む、請求項６に記載の膨張試験装置。 The displacement portion includes a load receiving member on which the compression spring is placed.
The expansion test apparatus according to claim 6, wherein the elastic member holding portion is pressed against the compression spring from above and sandwiches the compression spring together with the load receiving member. 前記変位部は、前記供試体の上面に設置された蓋部材に当接して前記荷重受け部材まで延びる第１部材と、前記荷重受け部材から上方に延びる第２部材とを備え、前記第２部材に対する前記第１部材の高さ位置を調整可能に構成されている、請求項７に記載の膨張試験装置。 The displacement portion includes a first member that abuts on a lid member installed on the upper surface of the specimen and extends to the load receiving member, and a second member that extends upward from the load receiving member, and the second member. The expansion test apparatus according to claim 7, wherein the height position of the first member with respect to the first member can be adjusted.
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