一種耐火泥漿粘接時間測試儀及測試方法與流程

本發明涉及耐火泥漿測試技術領域，尤其涉及一種耐火泥漿粘接時間測試儀及測試方法。

背景技術：

“粘接時間”是反映耐火泥漿施工性能的重要指標。目前耐火泥漿粘接時間的測定是根據GB/T 22459.3-2008(ISO 13765-3:2004)標準規定的試驗方法進行的，該測試方法的主要步驟是：在烘干后的耐火磚230mm×114mm的面上涂抹攪拌好的耐火泥漿，每塊耐火磚的縱向端面應相互平行，允許誤差±1mm；橫向端面也應相互平行，允許誤差0.5mm，在泥漿涂層上旋轉兩根隔棒，隔棒平行于114mm的棱，且距兩棱各30mm，然后放上另一塊磚；用手輕壓上面的一塊磚，沿230mm長度方向來回揉動，直到磚縫達到3mm；抽出隔棒，注意不破壞磚縫，除去邊緣多余的泥漿，啟動秒表，沿230mm長度方向來回揉動上面一塊磚，揉動時不能破壞泥漿接縫，當磚不能再揉動時，記錄所用時間，單位為秒。

該標準所述的測試方法是一種完全依靠人工的試驗方法，手動揉動磚的幅度和頻率、揉動時泥漿層厚度的控制、何種情況下認為磚不能再揉動，都只能憑試驗者的感覺確定。因為耐火泥漿粘接時間測定結果與上述各項因素都有密切關系，而這些因素都是受試驗者的操作手法和感覺來控制的，直接導致了不同實驗室、不同試驗者得到的測試結果存在非常大的偏差；尤其是當測試的耐火泥漿有觸變性的時候，測試結果偏差就更大，最大偏差會達到1-2分鐘甚至更長。而對耐火泥漿粘接時間的要求通常為1-3分鐘，因此如此大的檢測結果偏差是不能允許的。

技術實現要素：

本發明提供了一種耐火泥漿粘接時間測試儀及測試方法，采用專用儀器進行耐火泥漿粘接時間測試，且測試過程完全符合國家標準規定；其消除了測試中的人為不確定因素，大大提高了測試精度；試驗條件可量化，能夠更準確地反映耐火泥漿的實際使用狀態；應用本發明還可對耐火泥漿粘接干涸過程中泥漿流變學特性進行觀測和分析，確定其是否具有觸變性，從而更準確地評價耐火泥漿的施工性能。

為了達到上述目的，本發明采用以下技術方案實現：

一種耐火泥漿粘接時間測試儀，包括機架、下磚安放車、上磚固定架、驅動裝置及走紙記錄儀；所述機架上部平面設有軌道，下磚安放車可沿軌道往復移動，測試用下磚通過鎖緊機構一固定在下磚安放車上；下磚安放車兩端對稱地設有重力砣裝置；上磚固定架安裝在下磚安放車上方，測試用上磚通過鎖緊機構二固定在上磚固定架上；上磚固定架兩側設分別設滑動托架，滑動托架底部分別設支撐架；滑動托架由托架和滑動桿組成，滑動桿可沿支撐架上的滑套滑動；其中一個滑動桿連接驅動裝置；走紙記錄儀由記錄筆和自動走紙器組成，記錄筆固定在上磚固定架或滑動托架上，下磚安放車上與記錄筆對應的位置設有自動走紙器。

所述重力砣裝置由重力砣、定滑輪、鋼絲繩、撥片和固定擋板組成，撥片與下磚安放車固定連接并可隨之移動，定滑輪固定在支撐架上，鋼絲繩一端連接重力砣，另一端依次穿過定滑輪、撥片后與固定擋板固定連接；軌道兩側的機架上分別設立板，立板上開設通槽供撥片通過，固定擋板設置在立板內側。

所述鎖緊機構一和鎖緊機構二均為螺旋鎖緊鈕。

所述驅動裝置為曲柄連桿機構，曲柄連接機構由圓盤和連桿組成；圓盤上沿周向開設多個鉸接孔，每個鉸接孔具有不同的回轉半徑；連桿一端與滑動桿鉸接，另一端與圓盤上的一個鉸接孔鉸接；圓盤采用馬達驅動或人工驅動。

所述托架為U形，上磚固定架兩側與托架插接。

所述重力砣設有多個重量規格供選擇，或采用可組合疊加重量的結構形式。

基于一種耐火泥漿粘接時間測試儀的耐火泥漿粘接時間測試方法，包括如下步驟：

a)取2塊烘干后的標形磚A和B；

b)將A磚230×114mm一面放置在下磚安放車上；

c)在A磚朝上的磚面上擺放兩根金屬隔棒，金屬隔棒直徑與泥縫要求厚度一致；金屬隔棒平行于A磚114mm的棱，且距兩棱各30mm；

d)將B磚230×114mm一面對應放在A磚上面的金屬隔棒上，將B磚四角與A磚的四角對齊；

e)將上磚固定架從上方套在B磚外側，上磚固定架的兩側分別插入托架中；

f)擰緊上磚固定架上的鎖緊機構二將上磚固定架與B磚牢固固定在一起；

g)將上磚固定架與B磚整體從托架上取下，撤走A磚上的兩根金屬隔棒；

h)通過試驗時上磚所需揉動幅度，選擇連桿與圓盤上某一回轉半徑的鉸接孔鉸接；

i)在A磚上平面均勻涂抹攪拌好的耐火泥漿，泥漿厚度大于泥縫要求厚度；

j)將兩根金屬隔棒按步驟c)重新壓放在A磚上面的泥漿層上；

k)將固定有B磚的上磚固定架兩側重新插入托架中固定，固定好后，B磚230×114mm的磚面壓在A磚上面的泥漿上；

l)用手輕輕推動上磚固定架，揉動按壓B磚使其壓到金屬隔棒上，并使B磚與A磚的四角對齊；停止按壓，抽出金屬隔棒，刮除磚縫外面擠出的泥漿；

m)啟動驅動裝置、走紙記錄儀和秒表，連桿通過上磚固定架帶動B磚往復移動，觀察A磚的擺動狀態；

n)記錄A磚開始出現擺動的時間、A磚與B磚相對位移為零的時間或A磚與B磚相對位移接近零且在其后長時間內保持不變的起始時間；通常情況下以相對位移為零的時間作為耐火泥漿的粘接時間；如果A磚與B磚間的相對位移減小到一定值并在其后長時間內保持該位移值不再變化，說明該耐火泥漿干涸后具有觸變性，以起始時間作為耐火泥漿的粘接時間，具體時間根據自動記錄儀上的位移變化曲線確定。

與現有技術相比，本發明的有益效果是：

1)本發明完全符合GB/T 22459.3-2008(ISO 13765-3:2004)關于耐火泥漿粘接時間(粘接穩定性，Joint stability)測試的原理和技術要求；

2)本發明消除了GB/T 22459.3-2008(ISO 13765-3:2004)規定的測試條件中人為的不確定因素，大大提高了耐火泥漿粘接時間測試的精確度；

3)本發明可用于對耐火泥漿粘接干涸過程中泥漿流變學特性的觀測和分析，確定耐火泥漿干涸后是否具有觸變性，能夠更準確地評價耐火泥漿的施工性能。

附圖說明

圖1是本發明所述耐火泥漿粘接時間測試儀的結構示意圖。

圖2是本發明所述重力砣裝置的結構示意圖。

圖中：1.圓盤 2.連桿 3.滑動桿 4.托架 5.金屬隔棒 6.上磚 7.下磚 8.上磚固定架 9.鎖緊機構二 10.支撐架 11.鎖緊機構一 12.下磚安放車 13.軌道 14.機架 15.重力砣裝置 16.自動走紙器 17.記錄筆 18.重力砣 19.定滑輪 20.鋼絲繩 21.撥片 22.固定擋板 23.立板

具體實施方式

下面結合附圖對本發明的具體實施方式作進一步說明：

如圖1所示，本發明所述一種耐火泥漿粘接時間測試儀，包括機架14、下磚安放車12、上磚固定架8、驅動裝置及走紙記錄儀；所述機架14上部平面設有軌道13，下磚安放車12可沿軌道13往復移動，測試用下磚7通過鎖緊機構一11固定在下磚安放車12上；下磚安放車12兩端對稱地設有重力砣裝置15，使下磚安放車12在無其它外力作用時固定不動；上磚固定架8安裝在下磚安放車12上方，測試用上磚6通過鎖緊機構二9固定在上磚固定架8上；上磚固定架8兩側設分別設滑動托架，滑動托架底部分別設支撐架10；滑動托架由托架4和滑動桿3組成，滑動桿3可沿支撐架10上的滑套滑動；其中一個滑動桿3連接驅動裝置；走紙記錄儀由記錄筆17和自動走紙器16組成，記錄筆27固定在上磚固定架8或滑動托架上，下磚安放車12上與記錄筆17對應的位置設有自動走紙器16。

所述重力砣裝置15由重力砣18、定滑輪19、鋼絲繩20、撥片21和固定擋板22組成，撥片21與下磚安放車12固定連接并可隨之移動，定滑輪19固定在支撐架10上，鋼絲繩20一端連接重力砣18，另一端依次穿過定滑輪19、撥片21后與固定擋板22固定連接；軌道13兩側的機架14上分別設立板23，立板23上開設通槽供撥片21通過，固定擋板22設置在立板內側。

所述鎖緊機構一11和鎖緊機構二9均為螺旋鎖緊鈕。

所述驅動裝置為曲柄連桿機構，曲柄連接機構由圓盤1和連桿2組成；圓盤1上沿周向開設多個鉸接孔，每個鉸接孔具有不同的回轉半徑；連桿2一端與滑動桿3鉸接，另一端與圓盤1上的一個鉸接孔鉸接；圓盤1采用馬達驅動或人工驅動。

所述托架4為U形，上磚固定架8兩側與托架4插接。

所述重力砣18設有多個重量規格供選擇，或采用可組合疊加重量的結構形式。

基于一種耐火泥漿粘接時間測試儀的耐火泥漿粘接時間測試方法，包括如下步驟:

a)取2塊烘干后的標形磚A和B；

b)將A磚230×114mm一面放置在下磚安放車12上；

c)在A磚朝上的磚面上擺放兩根金屬隔棒5，金屬隔棒5直徑與泥縫要求厚度一致；金屬隔棒5平行于A磚114mm的棱，且距兩棱各30mm；

d)將B磚230×114mm一面對應放在A磚上面的金屬隔棒5上，將B磚四角與A磚的四角對齊；

e)將上磚固定架8從上方套在B磚外側，上磚固定架8的兩側分別插入托架4中；

f)擰緊上磚固定架8上的鎖緊機構二9將上磚固定架8與B磚牢固固定在一起；

g)將上磚固定架8與B磚整體從托架4上取下，撤走A磚上的兩根金屬隔棒5；

h)通過試驗時上磚所需揉動幅度，選擇連桿2與圓盤1上某一回轉半徑的鉸接孔鉸接；

i)在A磚上平面均勻涂抹攪拌好的耐火泥漿，泥漿厚度大于泥縫要求厚度；

j)將兩根金屬隔棒5按步驟c)重新壓放在A磚上面的泥漿層上；

k)將固定有B磚的上磚固定架8兩側重新插入托架4中固定，固定好后，B磚230×114mm的磚面壓在A磚上面的泥漿上；

l)用手輕輕推動上磚固定架8，揉動按壓B磚使其壓到金屬隔棒5上，并使B磚與A磚的四角對齊；停止按壓，抽出金屬隔棒5，刮除磚縫外面擠出的泥漿；

m)啟動驅動裝置、走紙記錄儀和秒表，連桿2通過上磚固定架8帶動B磚往復移動，觀察A磚的擺動狀態；

n)記錄A磚開始出現擺動的時間、A磚與B磚相對位移為零的時間或A磚與B磚相對位移接近零且在其后長時間內保持不變的起始時間；通常情況下以相對位移為零的時間作為耐火泥漿的粘接時間；如果A磚與B磚間的相對位移減小到一定值并在其后長時間內保持該位移值不再變化，說明該耐火泥漿干涸后具有觸變性，以起始時間作為耐火泥漿的粘接時間，具體時間根據自動記錄儀上的位移變化曲線確定。

本發明所述一種耐火泥漿粘接時間測試儀的特點如下：

1)在整個試驗過程中始終通過重力砣裝置15用一設定大小恒定的力將下磚7約束起來，即使上磚6通過火泥帶動下磚7作往復運動時，其約束力也不發生改變；

2)上、下磚6.7只在水平方向移動，因此上、下磚6.7之間的泥漿層厚度在揉動過程中始終保持不變；

3)設定好圓盤1與連桿2鉸接點的回轉半徑后，揉動上磚6的幅度始終保持恒定，揉動頻率在采用機械驅動的情況下也能保持恒定；

4)上、下磚6.7之間的相對位移能夠連續記錄。

施加在下磚安放車12上的約束力，可以通過增加或減少重力砣18的重量或數量進行調整，不同種類的耐火泥漿可設定不同的約束力。約束力大小的設定依據是：揉動上磚6時，干涸泥漿的粘結力能牽動下磚7擺動但不會破壞耐火泥漿對兩磚的粘接。一般情況下，可以根據輕質磚用、重質磚用、普通結合、化學結合等幾個不同類別的耐火泥漿分別設置不同的約束力。

往下磚7上表面涂抹耐火泥漿前，先用2根金屬隔棒5設定上磚6與下磚7之間的最小磚縫尺寸，上磚固定架8通過托架4支撐定位，在下磚7上涂上耐火泥漿并將上磚6壓到設定的位置后，在整個揉動過程中，上、下磚6.7間的泥縫厚度將保持設定的厚度不變，無須人工進行控制。

本發明所述測試儀器上安裝有可記錄兩磚相對位移的走紙記錄儀，試驗過程中上、下兩磚6.7間的位移變化能被連續記錄。走紙記錄儀的原理是：在下磚安放車12上安裝微型自動走紙器16，在上磚固定架8或滑動托架上安裝裝能在自動走紙的記錄紙上畫上痕跡的記錄筆17，上、下磚6.7間不同步擺動時就會記下一個振幅變化的正弦曲線，上、下磚6.7間同步擺動時就會記下一條直線。該走紙記錄儀不僅能幫助試驗者精確確定粘接時間，還能幫助試驗者分析耐火泥漿的觸變特性。

采用本發明進行火泥粘接時間試驗時，先在下磚7上涂上耐火泥漿，再壓好上磚6，兩磚之間的間距在試驗過程中將不會再發生改變。剛開始揉動上磚6時，由于耐火泥漿的粘接力小于重力砣裝置15施加在下磚7上的約束力，下磚7將保持不動，兩磚之間的相對位移為最大值，即為揉動上磚6的振幅。隨著時間的推移，處于兩磚之間的耐火泥漿中的水分被磚吸收，耐火泥漿的粘度逐漸增大，耐火泥漿對兩磚的粘接力也逐漸增大。當耐火泥漿的粘接力大于重力砣裝置15施加在下磚7上的約束力時，下磚7將隨上磚6的揉動一起開始擺動，兩磚之間的相對位移開始減小。之后隨著耐火泥漿粘度增大，上磚6的擺動幅度會逐漸增大，兩磚之間的相對位移逐漸減小，最終兩磚會同步擺動，兩磚之間的相對位移等于0。

由于整個試驗過程中所有試驗參數的均可量化控制，試驗條件的不確定性和人為因素完全得以消除，之前常規試驗時同一樣品出現很大試驗結果偏差的情況將不再發生。另外，由于可以量化設定試驗條件，也可以做到試驗條件完全模擬實際施工條件，能夠使檢測結果更準確地反映耐火泥漿在實際使用時的粘接情況。

以上所述，僅為本發明較佳的具體實施方式，但本發明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術領域的技術人員在本發明揭露的技術范圍內，根據本發明的技術方案及其發明構思加以等同替換或改變，都應涵蓋在本發明的保護范圍之內。