一种混凝土孔溶液自动压榨、配样的装置及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及水泥及混凝土材料科学领域，具体涉及一种混凝土孔溶液自动压榨、配样的装置及方法。
【背景技术】
[0002]混凝土孔溶液作为混凝土体系中的一个重要组分，与混凝土的性能息息相关，相关研究已经成为水泥混凝土材料科学领域基础理论研究的重要课题，例如在水泥水化、碱骨料反应、钢筋锈蚀方面的机理研究，以及化学添加剂等水泥混凝土材料性能影响机理等方面的研究，孔溶液均担任着重要的角色。获得或模拟混凝土孔溶液的方法众多，但通过压榨收集混凝土孔溶液的方法收到了国内外学者广泛认可，虽然在目前已公开的技术中，对压榨混凝土孔溶液的方法有诸多描述，但仍存在一些难以解决的问题。
[0003]在现有技术中，孔溶液的压榨、收集和配样均是人工操作，由于孔溶液压榨装置为金属结构，较为沉重，实验人员在操作过程中，既费时又费力，工作效率较低，且容易在操作过程中带入其他不利的影响因素，例如，在配样过程中孔溶液损失或被碳化。在混凝土孔溶液的收集和配样过程中，彻底解决孔溶液的碳化问题一直是一项难以攻关的技术难题，虽然现有技术公布了相关的避免孔溶液碳化的技术措施，但仍未彻底将碳化问题解决。专利ZL200920236021.8公开了一种高压提取硬化水泥浆体孔溶液的装置，其在装置中设置了抽气装置，但抽气装置仅可对其收集室进行抽气，当负压达到平衡时，其收集槽与混凝土试件亦在负压环境中达到平衡，不存在压力差或空气流动的引流，导致负压环境对提高孔溶液收集效率作用不大，同时该专利还采用氮气排除收集室内的二氧化碳气体，但无法排除收集槽和收集孔中的二氧化碳，而且当停止抽气时，外界空气回流，导致二氧化碳进入收集室中；专利ZL201420844839.9公开了一套水泥基材料孔溶液压取装置，该专利也采用了防碳化设计，其防碳化是通过在压榨试验前从收集室处通氮气，一次性排除试件槽、收集槽、收集孔和收集室内的空气，然后再进行压榨试验，但在操作过程中，通过氮气排气在实验室不方便操作，且当排除完毕，将混凝土试件放置于试件槽时，难免将空气带入装置内部;专利ZL200920236021.8和ZL201420844839.9在试验装置的收集座上均采用了收集槽和四个收集孔的设计，保证了孔溶液在被挤压出来流入收集槽后，能够有效地流入收集孔中，但当孔溶液的压榨量较多时，收集槽和收集孔内的空气被孔溶液排出，孔溶液流出时，致使收集槽内产生微负压，阻止孔溶液的进一步外流，导致大量孔溶液滞留在收集槽和收集孔中，而在孔溶液压榨量较少时，仍难免有部分孔溶液遗留在收集槽内，而且孔溶液流经收集孔时，部分孔溶液会粘结在收集孔和收集槽中，收集孔数量较多时，孔溶液粘结在收集孔中的量亦较多，尤其在长龄期或低水胶比的混凝土试件压榨孔溶液的情况下，孔溶液压榨量较少，导致孔溶液收集量更少，甚至无法收集到孔溶液；申请号为200410066554.8的专利公开了一种高压收集硬化混凝土孔溶液的装置，其未对排液槽(收集槽)和疏导管的二氧化碳进行排除，其采用注射器作为孔溶液的收集装置，由于混凝土压榨试验根据混凝土的龄期和水胶比有所不同，压榨时间在10分钟至60分钟不等，注射器抽取操作往往需要多次排气，且收集到的孔溶液仍需再次过滤，不具有良好的操作性。
[0004]因此，为解决以上问题，仍需要更进一步的工作，提高混凝土孔溶液的压榨和配样的便利性，保证混凝土孔溶液的科学压榨、收集和配样，为水泥混凝土科学的发展提供可靠的保障和有力的支持。
【发明内容】
[0005]基于上述内容，为解决以下技术问题:(I)现有混凝土孔溶液压榨装置比较笨重，需要人工来回搬动，压榨和收集工作费时费力；(2)孔溶液收集环境中的二氧化碳难以彻底排除，(3)孔溶液易在收集槽中遗留导致孔溶液的收集量少，尤其是由于水的表面张力和收集槽内的微负压导致孔溶液悬浮在收集孔中难以流出，在孔溶液压榨量较少时，由于收集槽遗留和收集孔粘结而造成孔溶液量少，甚至无法收集到孔溶液。本发明在现有技术有益效果的基础上，通过对液压机和孔溶液压榨装置进行一体化设计，并设计专用的蠕动分流装置和二氧化碳过滤装置，以及创新设计孔溶液压榨装置的构造等一系列技术手段，提供了一种混凝土孔溶液自动压榨、配样的装置及方法，具体是这样实现的:
[0006]本发明提供了一种混凝土孔溶液自动压榨、配样的装置，包括液压机、孔溶液压榨装置、橡皮管、蠕动分流装置、配样室、二氧化碳检测装置、二氧化碳过滤装置、水箱、去离子水、控制终端、电缆、电子天平和配样瓶；
[0007]所述水箱、二氧化碳检测装置、电子天平和配样瓶设于配样室内，去离子水设于水箱中，所述配样瓶置于电子天平上；所述液压机与孔溶液压榨装置为一体结构；所述液压机、孔溶液压榨装置、蠕动分流装置、二氧化碳检测装置和电子天平通过电缆与控制终端连接，控制终端通过程序指令控制液压机、孔溶液压榨装置和蠕动分流装置的机械动作;二氧化碳检测装置将检测到的二氧化碳浓度显示于控制终端的程序界面中，电子天平将检测到的数据传送给控制终端，控制终端根据电子天平反馈的数据执行程序指令；
[0008]所述孔溶液压榨装置包括柱塞、缸体、过滤嘴、转台、转轴和转轴电机；
[0009]所述缸体包括缸体壁、试件槽、转台槽和储液室，试件槽、转台槽和储液室位于缸体中间，由上而下贯通排布;所述缸体壁上设有通气孔和导液孔，通气孔在转台槽上部由缸体壁外表面贯穿至转台槽，导液孔在缸体下部由缸体壁外表面贯穿至储液室;所述转轴贯穿于缸体壁中，转轴上端与转轴电机配合，转轴电机可带动转轴转动，转轴带动转台转动；
[0010]所述转台包括收集座和卸料座，收集座和卸料座的俯视结构呈两个外径相等且相交的圆的形状，转轴位于两圆中心线的中点，收集座与转台槽配合，卸料座位于缸体外侧，若转轴顺时针旋转180度角，转台协同转轴旋转180度角，则卸料座与转台槽配合，收集座转至缸体外侧;所述收集座设有密封筒、收集槽、收集孔和过滤嘴安装槽，收集槽与收集孔相连通，收集孔与过滤嘴安装槽相连通，当收集座与转台槽配合时，收集槽与所述通气孔相连通，密封筒与储液室相连通，形成与转台槽不连通的空间；所述卸料座设有卸料孔和渣体桶，卸料孔与渣体桶相连通，当卸料座与转台槽配合时，渣体桶的底面将渣体桶和卸料孔的空间与储液室隔离，从而可以避免混凝土渣体将储液室污染；
[0011 ] 所述液压机包括压盘、油缸、承压座，考虑到，在混凝土孔溶液压榨试验结束后，需要将柱塞从试件槽内拔出，将所述压盘与所述柱塞设置为一体结构，所述承压座与缸体设置为一体结构；
[0012]所述蠕动分流装置包括蠕动栗、分流转头、通水接头、通液排气接头和公共接头，分流转头可左右转动，转动幅度为90度角，分流转头内设分流孔，分流孔为一直角孔结构，分流孔的两端分别与通液排气接头和公共接头相连通，在蠕动栗的蠕动下，可将孔溶液由储液室导入至配样瓶中；若将分流转头顺时针旋转90度角，则分流孔的两端分别与通水接头和公共接头相连通，在蠕动栗的蠕动下，可将去离子水由水箱导入至配样瓶中；
[0013]所述二氧化碳过滤装置，包括二氧化碳过滤瓶和导气管，根据氧化钠与二氧化碳反应生成碳酸钠的原理，在二氧化碳过滤瓶中盛放氢氧化钠溶液，导气管与配样室相连通，气体由导气管从配样室内被导入二氧化碳过滤瓶内的氢氧化钠溶液中，实现除去气体中二氧化碳的目的；
[0014]所述配样室为可自由打开和关闭的箱体，当配样室关闭时，内部形成仅与导气管和蠕动分流装置连通的空间；
[0015]所述控制终端的程序指令包括装料、除碳、压榨、配样和卸料，所述装料是将混凝土试件置于试件槽中后，液压机启动，缸体上升，柱塞插入试件槽内至与混凝土试件接触，所述除碳是将使配样室、二氧化碳过滤装置、通气孔、橡皮管、密封筒、储液室和蠕动分流装置的连通空间内的二氧化碳除去，所述压榨是将混凝土试件中的孔溶液压榨出来，孔溶液经过滤嘴过滤后流入储液室内，所述配样是将孔溶液和去离子水按照设定的比例混合，所述卸料是将经过压榨后的混凝土渣体从试件槽内排出，进入渣体桶中；
[0016]所述配样室、二氧化碳过滤装置、通气孔、橡皮管、密封筒和储液室可在蠕动分流装置的作用下形