一种砂、石骨料坚固性测试用恒温养护设备设计

魏民

黄河水利科学研究院（450003）

一种砂、石骨料坚固性测试用恒温养护设备设计

魏民

黄河水利科学研究院（450003）

目前，砂、石骨料坚固性测试中应用的恒温养护设备多依靠水加热满足温湿度要求，养护过程产生的大量水蒸气会影响浸泡骨料的硫酸钠溶液浓度，影响测试精度；同时，硫酸钠溶液还会对养护设备产生一定腐蚀，为了保证测试精度，减少硫酸盐溶液对养护设备的腐蚀，设计一种新型养护设备满足工程材料检测需要。

砂、石骨料；坚固性；恒温养护设备

0 引言

骨料的坚固性反映了骨料在气候、外力或其他物理因素作用下抵抗崩解的能力,在试验室内一般使用硫酸盐浸泡法和冻融法，即利用水结冰或硫酸钠在岩石内部缝隙中结晶膨胀形成应力来鉴定骨料的抗胀裂能力[1]。不同类型混凝土工程均要求对砂石骨料坚固性进行测试以检验骨料是否达标，如《水工混凝土试验规程》（SL 352-2006）的规定[2]，坚固性试验是将已筛分好的不同粒径的砂、石骨料,浸入盛有硫酸钠溶液的恒温试验箱中，溶液的体积要不小于砂、石骨料的5倍，试验箱内溶液的温度要保持在20～25℃的范围内，在规定的试验步骤完成后，计算砂、石骨料的质量损失百分率确定能否满足施工要求。

目前，材料试验的恒温养护设备较多是依靠水加热满足温湿度要求的，这种方式会产生大量水蒸气，从而影响硫酸钠溶液纯度，硫酸钠溶液长期放置还会对养护箱产生氧化腐蚀，已有的养护设备或价格相对较高或要根据工程现场实际需求定制，为满足现场试验室砂、石骨料坚固性试验要求，同时兼顾经济与适用性要求，根据有关规程规范、石骨料坚固性试验原理，设计制作一种砂、石骨料坚固性测试用恒温养护设备。

1 工作原理

恒温养护设备主要包括温度控制系统、冷却系统、加热系统及附件，见图1。

1.1 温度控制系统

恒温养护设备温度调节是通过温度传感器采集数据，经温度控制器（微型信息处理器）调控加热系统和冷却系统，实现温度转换，以达到恒温养护所需的温度。温度控制器（SZC-2型）见图2，控温范围0～100℃，温度波动≤±0.5℃，均匀度±2℃。

图1 恒温养护设备

图2 温度控制器

1.2 冷却与加热系统

采用容积为70 L的2级能耗冰柜设计制作冷却与加热系统箱体（见图3），冷却过程通过冰柜自身降温功能实现，加热过程通过在冰柜底部布置加热盘加热实现（见图4），加热盘由不锈钢制作，采用多点加热方法，可使其温度均匀升高，加热盘上部有多个支点用于放置盛放硫酸钠溶液的容器，每个支点就是一个加热点，既保证了加热均匀，也保证了盛放硫酸钠溶液的容器稳定放置；温度感知通过温度传感器进行，传感器采用抗氧防腐材料制作以便于测定硫酸钠溶液温度（见图5）。通过线路控制，将冰柜与加热盘的电源线分别接在温控器的2个输出端口，通过温度传感器感知温度并由温控器控制温度从而实现了冷热交替控温。

图3 冷却与加热系统箱体

图4 加热盘

图5 温度传感器

图6 不锈钢容器

1.3 设备附件

恒温养护设备主要附件为盛放硫酸钠溶液的不锈钢容器（见图6）。

2 结语

该恒温养护设备满足了砂、石骨料坚固性测试对温度控制的要求，操作方便，控温效果好，实现了冷热控制一体化，适合各类建设工程现场试验室使用，为工程建设提供了必须的原始数据资料，同时能够较大程度减少设备费投入,节省外委检测费用，经济和社会效益明显。

[1]李光伟.人工骨料的特性与高拱坝混凝土人工骨料的选择[J].水电站设计,2008(3).

[2]SL 352-2006,中华人民共和国水利部.水工混凝土试验规程[S].北京:中国水利水电出版社,2006.