一種快速制備不同含水飽和度試樣的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于巖樣和混凝±樣技術(shù)領(lǐng)域，具體設(shè)及一種快速制備不同含水飽和度試 樣的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 水對巖石和混凝±等工程材料的力學(xué)性質(zhì)影響非常顯著，所W在力學(xué)、建筑學(xué)、地 質(zhì)學(xué)等領(lǐng)域的研究中，往往要考慮水對試樣的影響，所W如何快速，精確的制備含水分布均 勻的不同含水飽和度試樣成了科研人員必須要考慮的問題，但是目前為止并沒有比較完備 的方法來制備不同含水飽和度的試樣，普遍存在著時間長，精度低，含水分布不均勻的等等 問題。因此迫切的需要一種比較完備的方法來制備不同含水飽和度的試樣。
[0003] W往制備不同含水飽和度試樣的方法主要有W下=種：
[0004] 1、自然浸泡法：將試樣烘干后，放入水中，通過控制浸泡的時間來制備不同含水飽 和度的試樣。該方法的缺點在于制取試樣的時間較長，一般浸泡30天左右才能達(dá)到飽水， 浸泡時間與試樣含水飽和度對應(yīng)的關(guān)系不明確，不易精確控制試樣的含水飽和度，水通過 自然滲透進(jìn)入試樣，水在試樣的分布不均勻； 陽〇化]2、真空抽氣法：將試樣烘干，放入裝有水的密封容器中，然后將容器抽至一定負(fù) 壓，通過控制浸泡時間來制備不同含水飽和度的試樣。該方法雖然加快了制取時間，6小時 左右試樣即可達(dá)到飽水，浸泡時間與試樣含水飽和度的對應(yīng)關(guān)系也比較明確，但該方法缺 點在于水分在試樣中的分布不均勻，影響試樣的力學(xué)性質(zhì)；
[0006] 3、常規(guī)的化學(xué)-熱力學(xué)方法：周輝等已公示的專利"一種不同含水率巖石試驗樣 品的制備方法"，公布號CN102393320A，研究了制備不同含水率巖石的常規(guī)的化學(xué)-熱力學(xué) 方法，該方法雖然可W制備含水分布均勻的巖樣，但是制備時間較長，一般3個月左右，時 間過長，會影響制備巖樣精度，不能滿足科研人員實驗時對制備不同含水飽和度試樣的需 求。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 發(fā)明目的：本發(fā)明的目的在于提供一種快速制備不同含水飽和度試樣的方法，不 僅快速精確，而且制備的試樣含水分布均勻。
[000引技術(shù)方案：為實現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用如下技術(shù)方案：
[0009] 一種快速制備不同含水飽和度試樣的方法，包括如下步驟：
[0010] 1)切割試樣，檢查恒濕器的密封性，防止漏氣，確定所需制備試樣的含水飽和度梯 度，將恒濕器調(diào)至所對應(yīng)的不同濕度；
[0011] 2)將切割的試樣放入烘箱中W65°c的溫度烘烤，每隔6小時，取出一次稱重直至 試樣質(zhì)量穩(wěn)定，保證試樣烘干，記錄下試樣烘干后質(zhì)量，得到烘干試樣；
[0012] 3)將烘干試樣放入對應(yīng)濕度的恒濕器中，在恒濕器各個部件的接合處均勻涂抹憐 月旨，用真空抽氣累將恒濕器內(nèi)抽至60kpa負(fù)壓，在抽真空的過程中憐脂壓密，將各個部件接 縫處密封，抽氣結(jié)束，關(guān)閉抽氣活塞，恒濕器密封，保證恒濕器內(nèi)濕度和負(fù)壓保持不變，然后 將恒濕器放入溫度穩(wěn)定的環(huán)境中；每隔12小時將恒濕器內(nèi)壓力釋放，取出試樣進(jìn)行稱重， 并計算試樣含水飽和度，然后將試樣再放入恒濕器中，重復(fù)W上步驟，直至試樣的質(zhì)量穩(wěn) 定，讓試樣達(dá)到相應(yīng)的含水飽和度，制得一定含水飽和度的試樣；
[0013] 在步驟3)中，通過抽真空，將試樣孔隙中的氣體抽出，將恒濕器密封，保持恒濕器 內(nèi)壓力和濕度恒定，由于試樣孔隙中氣體被抽出，水蒸氣進(jìn)入試樣的速度加快，顯著的縮短 了試樣中的水和外界水蒸氣達(dá)到平衡所需時間，快速制得所需含水飽和度的試樣。
[0014] 4)按照試驗方案，依次制得不同含水飽和度的試樣。
[0015] 步驟1)中的切割試樣是將試樣切割成直徑50mm*高度50mm的圓柱形試樣。
[0016] 在步驟3)中，直至試樣的質(zhì)量穩(wěn)定是指連續(xù)=次測量質(zhì)量偏差范圍在0.03g之 內(nèi)。
[0017]發(fā)明原理：根據(jù)飽和溶液氣-液平衡原理：試樣放入恒濕環(huán)境中，試樣中的水和外 界環(huán)境組成的體系會逐漸達(dá)到一種氣液平衡，試樣達(dá)到穩(wěn)定的含水飽和度，不同濕度下，試 樣會達(dá)到不同的含水飽和度，通過抽負(fù)壓，將試樣孔隙中的氣體抽出，水蒸氣進(jìn)入試樣的速 度加快，顯著的縮短了試樣中的水和和外界水蒸氣達(dá)到平衡所需時間，快速制得所需含水 飽和度試樣，該方法制得的試樣含水分布均勻，含水飽和度精確高且快速。
[0018] 有益效果：與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的一種快速制備不同飽和度試樣的方法，在負(fù) 壓的環(huán)境下，減少了試樣孔隙中的空氣，加快了水蒸氣在試樣中的滲透，縮短了制取時間； 通過控制恒濕器的濕度制取不同含水飽和度的試樣，得到的試樣含水飽和度比較精確；本 發(fā)明操作簡單，效率高，可W制得符合研究需要的高精度，含水分布均勻的試樣。
【附圖說明】
[0019] 圖1是恒濕器使用示意圖；
[0020] 圖2是真空抽氣累使用示意圖。
【具體實施方式】
[0021] W下結(jié)合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明做進(jìn)一步的說明。
[0022] 如圖1所示為本試驗使用的恒濕器，抽負(fù)壓前，恒濕器的上部和下部的接縫處均 勻涂抹憐脂，然后蓋上上蓋，左右移動上蓋，保證憐脂涂抹均勻，防止憐脂涂抹不均勻引起 漏氣，抽負(fù)壓時，憐脂壓密，密封更牢固，然后通過負(fù)壓活塞抽負(fù)壓，負(fù)壓抽完后旋轉(zhuǎn)活塞， 密封容器（負(fù)壓活塞與容器的接縫處也需要涂抹憐脂，并旋轉(zhuǎn)活塞保證憐脂涂抹均勻）；如 圖2所示為本試驗使用的真空抽氣累。
[0023] 本方案取紅砂巖作為試驗試樣，來制備不同含水飽和度的試驗試樣，具體包括如 下步驟：
[0024] 1)將試樣切割成直徑50mm*高度50mm的圓柱形試樣，檢查恒濕器的密封性，防止 漏氣，W免影響恒濕器內(nèi)壓強(qiáng)恒定，確定所需制備試樣的含水飽和度梯度，將恒濕器調(diào)至所 對應(yīng)的不同濕度；
[00對。將切割的試樣放入烘箱中W 65°C的溫度烘烤，每隔6小時，取出一次稱重直至 試樣質(zhì)量穩(wěn)定，保證試樣烘干，記錄下試樣烘干后質(zhì)量，得到烘干試樣；
[00%] 3)將烘干試樣放入對應(yīng)濕度的恒濕器中，在恒濕器各個部件的接合處均勻涂抹憐 月旨，用真空抽氣累將恒濕器內(nèi)抽至60kpa負(fù)壓，在抽真空的過程中憐脂壓密，將各個部件接 縫處密封，抽氣結(jié)束，關(guān)閉抽氣活塞，恒濕器密封，保證恒濕器內(nèi)濕度和負(fù)壓保持不變，然后 將恒濕器放入溫度穩(wěn)定的環(huán)境中；每隔12小時將恒濕器內(nèi)壓力釋放，取出試樣進(jìn)行稱重， 并計算試樣含水飽和度，然后將試樣再放入恒濕器中，重復(fù)W上步驟，直至試樣的質(zhì)量穩(wěn) 定，讓試樣達(dá)到相應(yīng)的含水飽和度，制得一定含水飽和度的試樣；
[0027] 4)按照試驗方案，依次制得不同飽和度的試樣。
[0028] 步驟1)中的切割試樣是將試樣切割成直徑50mm*高度50mm的圓柱形試樣。在步 驟3)中，直至試樣的質(zhì)量穩(wěn)定是指連續(xù)=次測量質(zhì)量偏差范圍在0. 03g之內(nèi)。 陽〇29] 實施例1
[0030] 按照上述步驟將恒濕器濕度調(diào)成42%，得到的初次巖樣試驗數(shù)據(jù)如表1 :
[0031] 表1恒濕器濕度為42%時的試驗數(shù)據(jù)
陽〇3引 實施例2
[0034] 將實施例1中對應(yīng)的初次巖樣在烘箱中烘干，將恒濕器濕度調(diào)至75%，得到二次 巖樣，試驗數(shù)據(jù)如下表2:
[0035]表2初次巖樣烘干后在恒濕器濕度為75%時的二次試驗數(shù)據(jù)
[0037] 實施例3
[0038] 將實施例2中對應(yīng)的二次巖樣在烘箱中烘干，將恒濕器濕度調(diào)至98%，得到=次 巖樣，試驗數(shù)據(jù)如下表3:
[0039] 表3二次巖樣烘干后在濕器濕度為98%時的試驗數(shù)據(jù)
[0040] L/IN丄^心丄丄心<30A<" ? *U/UX
[0042] 由實施例1~3的試驗結(jié)果可知，在42%的濕度下巖樣分別在10化，132h達(dá)到 穩(wěn)定質(zhì)量，含水飽和度分別是12. 486%，11. 839%，僅相差0. 647% ;在75%濕度下巖樣分 別在14地，15化達(dá)到質(zhì)量穩(wěn)定，含水飽和度分別是22. 377% ,21. 25 %，僅相差1. 127% ;在 98%濕度下巖樣分別在19化，16化達(dá)到質(zhì)量穩(wěn)定，含水飽和度分別是33. 89% ,34. 253%， 僅相差0. 363%?？梢姡帽景l(fā)明的方法制備不同含水飽和度的試樣，較目前別的方法，大幅 縮短了制備時間；可W通過控制恒濕器濕度精確制備不同含水飽和度的試樣；制的得試樣 含水分布均勻，符合試驗要求。
【主權(quán)項】
1. 一種快速制備不同含水飽和度試樣的方法，其特征在于，包括如下步驟： 1) 切割試樣，檢查恒濕器的密封性，防止漏氣，確定所需制備試樣的含水飽和度梯度， 將恒濕器調(diào)至所對應(yīng)的不同濕度； 2) 將切割的試樣放入烘箱中以65°C的溫度烘烤，每隔6小時，取出一次稱重直至試樣 質(zhì)量穩(wěn)定，保證試樣烘干，記錄下試樣烘干后質(zhì)量，得到烘干試樣； 3) 將烘干試樣放入對應(yīng)濕度的恒濕器中，在恒濕器各個部件的接合處均勻涂抹磷脂， 用真空抽氣栗將恒濕器內(nèi)抽至60kpa負(fù)壓，在抽真空的過程中磷脂壓密，將各個部件接縫 處密封，抽氣結(jié)束，關(guān)閉抽氣活塞，恒濕器密封，保證恒濕器內(nèi)濕度和負(fù)壓保持不變，然后將 恒濕器放入溫度穩(wěn)定的環(huán)境中；每隔12小時將恒濕器內(nèi)壓力釋放，取出試樣進(jìn)行稱重，并 計算試樣含水飽和度，然后將試樣再放入恒濕器中，重復(fù)以上步驟，直至試樣的質(zhì)量穩(wěn)定， 讓試樣達(dá)到相應(yīng)的含水飽和度，制得一定含水飽和度的試樣； 4) 按照試驗方案，依次制得不同含水飽和度的試樣。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種快速制備不同含水飽和度試樣的方法，其特征在于：步 驟1)中的切割試樣是將試樣切割成直徑50mm*高度50mm的圓柱形試樣。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種快速制備不同含水飽和度試樣的方法，屬于巖樣和混凝土樣技術(shù)領(lǐng)域，其包括如下步驟：1)切割試樣；2)將切割的試樣放入烘箱中得到烘干試樣；3)在負(fù)壓恒濕環(huán)境下制得含水飽和度試樣；4)按照試驗方案，依次制得不同含水飽和度的試樣。本發(fā)明的一種快速制備不同含水飽和度試樣的方法，在負(fù)壓的情況下，減少了試樣孔隙中的空氣，加快了水蒸氣在試樣中的滲透，縮短了制取時間；通過控制恒濕器的濕度精確制取不同含水飽和度的試樣。本發(fā)明操作簡單，效率高，可以快速制得符合研究需要的高精度，含水分布均勻的試樣。
【IPC分類】G01N1/28
【公開號】CN105115793
【申請?zhí)枴緾N201510364803
【發(fā)明人】巢志明, 王環(huán)玲, 徐衛(wèi)亞, 冉少鵬, 滕志強(qiáng), 林志南, 賈朝軍, 丁堅
【申請人】河海大學(xué)
【公開日】2015年12月2日
【申請日】2015年6月26日