我国水泥胶砂试体养护箱行业标准制定情况介绍

 

 

宋立春、肖忠明、张大同、王文茹

 

（中国建筑材料科学研究院水泥科学与新型建筑材料研究所，北京10024）

            

（河北省泊头市科析仪器设备厂，河北062150）

 

 一、引言

         水泥胶砂试体养护箱是水泥胶砂强度试验过程中的必备设备之一，它的作用是保证水泥胶砂试体在比较稳定的温度、湿度条件下进行水化，以使水泥胶砂强度具有可比性。

       养护箱的结构发展也是我国养护箱技术的发展。最早，我国采用的是自行砌筑的养护箱。它的加热采用电加热管，置于养护箱底部的水槽中，同时在加热时提供水蒸气以满足湿度的要求；制冷则是依靠室温的调来保证养护箱内的温度不高于控制要求。它的缺点是只能控制温度不下限，而不能控制温度上限，当养护箱内的试体多时，由于试体水化的集中放热，有可能使养护箱内的温度冲出上限；同时由于加热管加热面积小，且在底部，使水的温度远远高于控制温度，造成养护箱上下的温度不均。二十世纪八十年代，随着我国电子工业的发展，我国出现了养护箱产品，采用底部加热、上部制冷的结构，此时温度传感器放置在养护箱的中部。这些改时虽然能控制了温度的上下限，以及温度传感器置中减小了底部与上部的温差，但上下的温差还是很大。九十年代虽增加了加湿器，但这一矛盾并没有解决。到二十世纪末二十一世纪初，由于我国采用ISO679作为我国的水泥胶砂强度检验方法，为了适应标准中对养护箱温度的要求，我国养护箱的结构有一个大的飞跃。其中具有代表性的有两种形式，一种采用恒温水幕循环方式，一种采用恒温风循环方式。它们的特点是在外部恒温介质，恒温后的介质再进入养护箱进行循环来保证养护箱的温度。

        虽然我国水泥胶砂养护箱的结构有了质的发展，但由于没有标准来规范水泥胶砂试体养护箱的生产和验收，因此现国内不同结构的养护箱并存。为了规范水泥胶砂养护箱的生产，保证养护空间的温度均匀性以使水泥胶砂强度准确可靠，原国家经贸委以经贸行业[2003]22号文下达了制定水泥胶砂养护箱行业标准的计划，由中国建筑材料科学研究院进行制定工作。为了让养护箱行业标准的计划，由中国建筑材料科学研究院进行制定工作。为了让大家了解我国水泥胶砂养护箱的现状和标准制定情况，现将行业标准的制定情况介绍。

二、水泥胶砂养护箱温度均匀性检验方法和检验仪器的研究

        水泥胶砂养护箱的作用是保证水泥胶砂试体在相同的温度范围内进行水化，以保证水泥强度检测的准确可靠，因此养护空间的温度均匀性是养护箱质量的重要组成之一。

        但于由没有标准和计量检定规程，对于养护箱没有标准的检测方法对其温度的均匀性进行检测。目前对养护箱的计量一般只标定控制用温度计和湿度计，即使检测温湿度，温湿度的检测也就用一支标准温度计或经计量的湿度计进行检测。这样的检测方法存在如下不足：1  透过玻璃不易清楚、准确读出读数，为了能清楚、准确读出读数，需将温湿度计取出进行读数，这样出于温湿度计改变了环境（虽然有可能时间很短）而出现读数不准的现象；2  要测出养护箱的整个温度场是一个时时变化的温度场，因此这种分先后次序的测不能正确描述养护箱内的某一时刻的温度场变化。

       为了克服此种不足，由中国建筑材料科学研究院水泥科学与新型建筑材料研究所和河北省泊头市科析仪器设备厂从2003年春开始联合研制养护箱温湿度测定仪。此仪器设计为可进行7点的温度测试和一点的湿度测试，温度测试精度0.2℃ ，湿度测试精度3%，以满足养护箱温湿度的检测要求。

三、温度技术指标和测点的研究

        为了确定养护箱的温度技术指标以及测点的分布，项目组对国内常用的自砌养护箱和一种采用体外恒温、体内循环技术的养护箱进行了测试 ，测试结果如下：

               （一）、自砌养护箱（养护箱为底部加热，顶部控温）

       从表1看出，对于自砌养护箱。由于采用底部加热且加热点集中，升温过程中在热气上升途中形成一高温带，其温度高于其他点的温度，温差接近5 ℃。稳定后，同层温差达1.1℃，上下层温差达1.2℃。从表2看出，对于扁状的水泥胶砂试体养护箱来讲，由于进深小，养护箱前后的温度差别不大，温度最大相差0.2℃。

 

   

工作状态	上左	上右	下左	下右
工作期间	19.3	19.5	19.2	19.2
	19.7	19.8	19.5	19.5
	19.9	20.0	19.7	19.7
	20.1	20.2	20.0	19.9
稳定期间	20.1	20.2	20.0	19.9
	19.8	19.9	19.7	19.4
	19.7	19.6	19.3	19.2
	19.7	19.6	19.2	19.1

  注：传感器在坚直面呈平面分布。

          从表3、4的数据看出，此产吕养护箱在环境温度16 ℃ 的时候其运行率为12.2%，同层工作、稳定其间的最大极差0.4℃，前后温度最大极差0.2℃。

         从表5产品养护箱上下层的温度测试情况来看，在工作其间，下下层之间的温差加大，在临界温度时，上下温差为0.6℃。

         大自砌养护箱和产品养护箱的测试结果看出：

         1、    由于温度控制结构不同，养护空间内的温度场的均匀性不同，采用底部加热的养护箱温度场均匀性差， 而采用介质外部恒温内部循环技术的养护箱温度场的均匀性较佳；

        2、       由于水泥试体养护箱的进深小，同层前后的温差很小，可以忽略不计，因此在水泥胶砂试体养护箱温度均匀性检测进只要检测位于养护箱中间竖直平面上左、上右、中间以及下左、下右五点即可。

       3、       国内采用先进控温技术的养护箱的上下层温差，测试值为0.6℃。也就是箱顶和箱度与控温传感器的温度分别相差0.3℃。而采用底部加热的养护箱由于加热的集中性会不利于温度的均匀性。

四、行标报批稿对水泥胶砂试体养护箱的部分规定  

        据此，2004年1月，我院初步起早了标准草案，寄发给标准起草的协作单位征求意见，事后根据协作单位的意思反馈起草了正式的征求意见稿，向养护箱的生产单位、省市质检站和部分水泥厂等到单位共40家征求意见，同时在《水泥标准化通迅》上刊登征求意见。2004年7月前，根据反馈意见，完成了《意见汇总及处理》、《工作报告》和《送审稿》。2004年10月在西安通过审议，形成最终的报批稿。报批稿对于水泥胶砂度试体养护箱的主要规定如下：

        1、  箱体的结构应能保证在取放试体时，能有效防止箱体外温湿度的影响。

        2、  箱壁应有隔热层。启动养护箱 ，温度平稀后，其隔热效果应达到如下要求之一：

         a、环境温度为0℃~ 35℃时，控制温度20℃±1℃空载运行率不得超过70%；

         b、环境温度为20℃±2℃时，控制温度20℃±1空载运行率不得超过过50%。

    3、空载运行24h，养护空间内无滴水现象。

    4、在0℃~35℃的环境下，养护空间的温度能自动控制在20℃±1℃，相对湿度≥90%。

    5、在一个控温工作周期内，同一层左右两侧距内壁50mm处在温度相差应小于0.5℃，最上层和最下层之间的温度极差应小于0.8℃。

    6、在养护空间内，在中间位置的竖直平面内分布5点对养护空间的温度场进行检测。