Аппарат для испытания тепловыделения при гидратации цемента (метод раствора) используется для точного измерения количества тепла, выделяемого цементом при гидратации, что позволяет контролировать качество цементных смесей и прогнозировать их схватывание и прочность в строительных и лабораторных исследованиях.

Прибор для определения теплоты гидратации цемента (метод теплоты растворения)

Модель: SN2025-ACC004

I. Описание:

Данная установка для определения теплоты гидратации цемента (метод теплоты растворения) спроектирована и изготовлена в соответствии с соответствующими требованиями метода теплоты растворения (альтернативный метод), изложенными в национальном стандарте GB/T 12959 «Определение теплоты гидратации цемента», и полностью отвечает техническим спецификациям новой редакции этого стандарта — GB/T 12959-2024. Кроме того, данное оборудование соответствует требованиям международного стандарта ISO 29582-1:2009, что позволяет использовать его для экспортных поставок и в рамках различных международных проектов. Установка предназначена для определения теплоты гидратации среднетермичного портландцемента, низкотермичного шлакопортландцемента, обычного портландцемента, шлакопортландцемента, пуццоланового портландцемента, портландцемента с зольной добавкой и других видов цемента на любой стадии гидратации. Данный прибор также может применяться для испытания иных типов цемента в тех случаях, когда для определения теплоты гидратации предусмотрено использование метода теплоты растворения.

II. Технические параметры прибора для определения теплоты гидратации цемента SN2025-ACC004

Температура водяной бани: 20 ℃ ± 0,1 ℃

Объем вакуумного сосуда: около 650 мл

Скорость охлаждения (после заполнения водой, температура которой на 5 ℃ выше комнатной, и выдержки в течение 30 минут): ≤ 0,001 ℃/мин

Скорость вращения мешалки для кислоты: 400–500 об/мин

Электропитание: 2500 Вт / ~220 В / 50 Гц

Дифференциальный термометр Бекмана

Диапазон измерений разности температур: 5–6 ℃

Цена деления: 0,01 ℃

Габариты прибора (длина × ширина × высота, мм)

Основной блок: 800 × 500 × 760

Термостатирующий блок: 730 × 420 × 500

Масса нетто: 130 кг

III. Структурное описание прибора для определения теплоты гидратации цемента SN2025-ACC004

Данное изделие состоит преимущественно из следующих частей:

1) Термостатическая водяная баня:

Термостатическая водяная баня представляет собой емкость глубиной около 30 см и объемом приблизительно 60 литров. Она оснащена основанием для размещения внутреннего испытательного цилиндра, переливной трубой для регулирования уровня воды, а также сливной трубой со сливным клапаном, расположенным в ее выходном отверстии.

Водяная баня с поддержанием постоянной температуры размещена внутри корпуса и соединена с внешним термостатирующим блоком посредством водяного насоса и трубопроводов. После предварительной установки рабочей температуры, когда температура воды в бане превышает 20°C, постоянство температуры поддерживается за счет циркуляции воды между внутренней частью бани и внешним блоком. Внешний термостатирующий блок также подает воду в охлаждающую рубашку электродвигателя. При снижении температуры воды ниже 20°C активируется нагревательный элемент для повышения температуры воды. Дно бани оснащено высокоэффективным теплоизоляционным слоем, а верхняя часть закрывается крышкой.

2) Внутренний испытательный цилиндр:

Внутренний испытательный цилиндр состоит из корпуса, крышки, пенопластового теплоизоляционного кожуха, вакуумного сосуда, дифференциального термометра Бекмана и загрузочной воронки. Внутренний испытательный цилиндр может перемещаться вверх и вниз вдоль паза, расположенного на основании цилиндра. При достижении нижнего положения фиксация цилиндра осуществляется путем его поворота на определенный угол. На верхней поверхности основания цилиндра расположены три установочных блока, предназначенных для точной регулировки положения внутреннего испытательного цилиндра (данная регулировка выполняется на заводе-изготовителе и, как правило, не требует последующего изменения). Корпус, крышка и основание цилиндра изготовлены из нержавеющей стали. Внутри цилиндра размещены теплоизоляционная гильза и вакуумный сосуд. Вакуумный сосуд оснащен кислотостойким вкладышем, предназначенным для размещения экспериментального раствора кислоты; после очистки данный вкладыш может быть использован повторно. Вакуумный сосуд и вкладыш герметизируются и теплоизолируются с помощью корковой пробки, закрепленной под крышкой цилиндра. В пробке предусмотрены три отверстия, предназначенные для установки термометра Бекмана, стержня для перемешивания кислоты и загрузочной воронки соответственно. Между корпусом цилиндра и крышкой установлено уплотнительное кольцо; затягивание гайки-барашка на крышке обеспечивает герметичность соединения, предотвращая попадание воды из водяной ванны внутрь цилиндра.

3) Силовой блок:

Каждая мешалка в составе силового блока состоит из двигателя, втулки двигателя, поперечной балки, большого и малого шкивов, охлаждающих трубок, мешалки для резервуара с водой, мешалки для резервуара с кислотой, главного вала, патрона и зубчатого ремня.

Втулка двигателя закреплена на крышке секции резервуара для воды. Сам двигатель установлен внутри полости втулки; в верхней его части размещен малый шкив. Поперечная балка охватывает внешнюю поверхность втулки двигателя и может вращаться вокруг оси двигателя, позволяя регулировать положение мешалки. После выполнения регулировки фиксация поперечной балки на месте осуществляется поворотом расположенной на ней стопорной рукоятки. На другом конце поперечной балки, внутри отверстия для главного вала, размещены подшипник и втулка шпинделя. Внутри втулки шпинделя находится шпиндель, способный перемещаться в вертикальном направлении. Регулировка крепежных винтов на шпинделе обеспечивает его вертикальное перемещение, позволяя тем самым изменять высоту расположения мешалки внутри вакуумной колбы. На нижнем конце шпинделя установлен патрон, который зажимает мешалку, проходящую сквозь отверстие в крышке колбы. На верхнем конце втулки шпинделя закреплен большой шкив, приводимый в движение посредством синхронного ремня. Для охлаждения двигателя вокруг него проложены охлаждающие трубки.

4) Control Section

The control section consists of a controller, a temperature sensor, and a heating element. The heating element is installed in a constant-temperature water bath, and the temperature sensor is inserted into a hole in the water bath cover. The controller displays the temperature, pre-adjusted to 20℃±0.1℃ at the factory, generally requiring no further adjustment by the user. The controller includes switches for controlling the rotation of the left and right water bath stirring rods and the acid stirring rod, which can be switched on and off as needed.

IV. Установка и эксплуатация прибора для определения теплоты гидратации цемента SN2025-ACC004

Прибор необходимо разместить в камере с постоянной температурой (20±1 °C) на ровном рабочем столе, установив его на резиновую подкладку толщиной 4–5 мм.

Подсоедините входной и выходной патрубки, расположенные на задней панели прибора, к внешнему блоку терморегулирования с помощью гибких резиновых или пластиковых трубок. Подключите переливной и сливной патрубки к канализации. Закройте сливной клапан. Убедитесь в том, что все трубки свободны от засоров. Наполняйте резервуар водой до тех пор, пока вода не начнет вытекать из переливного патрубка.

В начале испытания поднимите внутренний испытательный цилиндр из резервуара в положение над поверхностью воды и зафиксируйте его. Откройте крышку внутреннего цилиндра, поместите внутрь вакуумный сосуд, кислотостойкую вставку и мешалку для кислоты; затем закройте крышку цилиндра, затяните гайку-барашек, герметизируйте крышку и медленно погрузите внутренний цилиндр в воду.

Установите датчик температуры в соответствующий разъем на крышке резервуара и подключите его к контроллеру. Подключите все остальные разъемы к соответствующим гнездам на контроллере. Подключите питание и проверьте надежность заземления. Включите выключатель питания контроллера.

Установите рабочую температуру термостата на уровне 20±0,1 °C и запустите устройство. Включите водяной насос. Когда температура воды в резервуаре превысит 20,1 °C, насос системы охлаждения начнет подавать холодную воду для замещения воды в резервуаре. Подача прекратится, как только температура опустится немного ниже 20 °C; далее система будет автоматически поддерживать постоянную температуру воды.

Ослабьте фиксирующую рукоятку на поперечной балке. Поверните балку в такое положение, при котором главный вал и стержень мешалки для кислоты окажутся на одной оси. Ослабьте зажимной патрон, поднимите стержень мешалки вверх и вставьте его в патрон. Отрегулируйте высоту стержня мешалки и затяните патрон. Выполните точную регулировку угла наклона поперечной балки, чтобы обеспечить соосность стержня мешалки с отверстием в крышке цилиндра. Зафиксируйте рукоятку на поперечной балке. Установите дифференциальный термометр Бекмана и загрузочную воронку.

Испытание следует проводить в соответствии с соответствующими процедурами, установленными национальным стандартом GB/T12959-2008 «Определение теплоты гидратации цемента (метод теплоты растворения)».

По завершении испытания сначала поочередно отключите все отдельные компоненты оборудования, а затем выключите главный выключатель питания. Отсоедините сетевой шнур, после чего извлеките дифференциальный термометр Бекмана, загрузочную воронку, кислотостойкую мешалку, кислотостойкую футеровку и другие элементы; тщательно очистите их и разместите на хранение надлежащим образом для дальнейшего использования. Закрыв внутренний испытательный цилиндр, установите его под основанием цилиндра и закройте подвижную крышку водяной ванны. Выключите термостат.

V. Меры предосторожности при работе с прибором для определения теплоты гидратации цемента SN2025-ACC004

Во избежание несчастных случаев не включайте питание испытательной установки, если резервуар для воды пуст.

Перед наполнением резервуара убедитесь, что внутренний испытательный цилиндр герметично закрыт и надежно установлен в основании цилиндра; это необходимо для предотвращения перелива воды в случае, если после наполнения резервуара сливная трубка не сможет обеспечить отвод жидкости.

Соблюдайте осторожность при установке и извлечении стержня для перемешивания кислоты из патрона шпинделя, чтобы не допустить его падения в вакуумную колбу и последующего повреждения последней.

Часть термометра Бекмана, погружаемая в раствор кислоты, а также поверхность корковой пробки должны быть равномерно покрыты кислотостойким покрытием, например парафином. Перед проведением испытания кислотостойкое покрытие следует тщательно проверить, чтобы убедиться в его целостности.