一種砂、石骨料堅固性測試用恒溫養(yǎng)護(hù)設(shè)備設(shè)計

魏民

黃河水利科學(xué)研究院（450003）

一種砂、石骨料堅固性測試用恒溫養(yǎng)護(hù)設(shè)備設(shè)計

魏民

黃河水利科學(xué)研究院（450003）

目前，砂、石骨料堅固性測試中應(yīng)用的恒溫養(yǎng)護(hù)設(shè)備多依靠水加熱滿足溫濕度要求，養(yǎng)護(hù)過程產(chǎn)生的大量水蒸氣會影響浸泡骨料的硫酸鈉溶液濃度，影響測試精度；同時，硫酸鈉溶液還會對養(yǎng)護(hù)設(shè)備產(chǎn)生一定腐蝕，為了保證測試精度，減少硫酸鹽溶液對養(yǎng)護(hù)設(shè)備的腐蝕，設(shè)計一種新型養(yǎng)護(hù)設(shè)備滿足工程材料檢測需要。

砂、石骨料；堅固性；恒溫養(yǎng)護(hù)設(shè)備

0 引言

骨料的堅固性反映了骨料在氣候、外力或其他物理因素作用下抵抗崩解的能力,在試驗室內(nèi)一般使用硫酸鹽浸泡法和凍融法，即利用水結(jié)冰或硫酸鈉在巖石內(nèi)部縫隙中結(jié)晶膨脹形成應(yīng)力來鑒定骨料的抗脹裂能力[1]。不同類型混凝土工程均要求對砂石骨料堅固性進(jìn)行測試以檢驗骨料是否達(dá)標(biāo)，如《水工混凝土試驗規(guī)程》（SL 352-2006）的規(guī)定[2]，堅固性試驗是將已篩分好的不同粒徑的砂、石骨料,浸入盛有硫酸鈉溶液的恒溫試驗箱中，溶液的體積要不小于砂、石骨料的5倍，試驗箱內(nèi)溶液的溫度要保持在20～25℃的范圍內(nèi)，在規(guī)定的試驗步驟完成后，計算砂、石骨料的質(zhì)量損失百分率確定能否滿足施工要求。

目前，材料試驗的恒溫養(yǎng)護(hù)設(shè)備較多是依靠水加熱滿足溫濕度要求的，這種方式會產(chǎn)生大量水蒸氣，從而影響硫酸鈉溶液純度，硫酸鈉溶液長期放置還會對養(yǎng)護(hù)箱產(chǎn)生氧化腐蝕，已有的養(yǎng)護(hù)設(shè)備或價格相對較高或要根據(jù)工程現(xiàn)場實際需求定制，為滿足現(xiàn)場試驗室砂、石骨料堅固性試驗要求，同時兼顧經(jīng)濟(jì)與適用性要求，根據(jù)有關(guān)規(guī)程規(guī)范、石骨料堅固性試驗原理，設(shè)計制作一種砂、石骨料堅固性測試用恒溫養(yǎng)護(hù)設(shè)備。

1 工作原理

恒溫養(yǎng)護(hù)設(shè)備主要包括溫度控制系統(tǒng)、冷卻系統(tǒng)、加熱系統(tǒng)及附件，見圖1。

1.1 溫度控制系統(tǒng)

恒溫養(yǎng)護(hù)設(shè)備溫度調(diào)節(jié)是通過溫度傳感器采集數(shù)據(jù)，經(jīng)溫度控制器（微型信息處理器）調(diào)控加熱系統(tǒng)和冷卻系統(tǒng)，實現(xiàn)溫度轉(zhuǎn)換，以達(dá)到恒溫養(yǎng)護(hù)所需的溫度。溫度控制器（SZC-2型）見圖2，控溫范圍0～100℃，溫度波動≤±0.5℃，均勻度±2℃。

圖1 恒溫養(yǎng)護(hù)設(shè)備

圖2 溫度控制器

1.2 冷卻與加熱系統(tǒng)

采用容積為70 L的2級能耗冰柜設(shè)計制作冷卻與加熱系統(tǒng)箱體（見圖3），冷卻過程通過冰柜自身降溫功能實現(xiàn)，加熱過程通過在冰柜底部布置加熱盤加熱實現(xiàn)（見圖4），加熱盤由不銹鋼制作，采用多點加熱方法，可使其溫度均勻升高，加熱盤上部有多個支點用于放置盛放硫酸鈉溶液的容器，每個支點就是一個加熱點，既保證了加熱均勻，也保證了盛放硫酸鈉溶液的容器穩(wěn)定放置；溫度感知通過溫度傳感器進(jìn)行，傳感器采用抗氧防腐材料制作以便于測定硫酸鈉溶液溫度（見圖5）。通過線路控制，將冰柜與加熱盤的電源線分別接在溫控器的2個輸出端口，通過溫度傳感器感知溫度并由溫控器控制溫度從而實現(xiàn)了冷熱交替控溫。

圖3 冷卻與加熱系統(tǒng)箱體

圖4 加熱盤

圖5 溫度傳感器

圖6 不銹鋼容器

1.3 設(shè)備附件

恒溫養(yǎng)護(hù)設(shè)備主要附件為盛放硫酸鈉溶液的不銹鋼容器（見圖6）。

2 結(jié)語

該恒溫養(yǎng)護(hù)設(shè)備滿足了砂、石骨料堅固性測試對溫度控制的要求，操作方便，控溫效果好，實現(xiàn)了冷熱控制一體化，適合各類建設(shè)工程現(xiàn)場試驗室使用，為工程建設(shè)提供了必須的原始數(shù)據(jù)資料，同時能夠較大程度減少設(shè)備費投入,節(jié)省外委檢測費用，經(jīng)濟(jì)和社會效益明顯。

[1]李光偉.人工骨料的特性與高拱壩混凝土人工骨料的選擇[J].水電站設(shè)計,2008(3).

[2]SL 352-2006,中華人民共和國水利部.水工混凝土試驗規(guī)程[S].北京:中國水利水電出版社,2006.