我國(guó)水泥膠砂試體養(yǎng)護(hù)箱行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)制定情況介紹

宋立春、肖忠明、張大同、王文茹

（中國(guó)建筑材料科學(xué)研究院水泥科學(xué)與新型建筑材料研究所，北京10024）
（河北省泊頭市科析儀器設(shè)備廠(chǎng)，河北062150）

 一、引言
水泥膠砂試體養(yǎng)護(hù)箱是水泥膠砂強(qiáng)度試驗(yàn)過(guò)程中的必備設(shè)備之一，它的作用是保證水泥膠砂試體在比較穩(wěn)定的溫度、濕度條件下進(jìn)行水化，以使水泥膠砂強(qiáng)度具有可比性。
養(yǎng)護(hù)箱的結(jié)構(gòu)發(fā)展也是我國(guó)養(yǎng)護(hù)箱技術(shù)的發(fā)展。最早，我國(guó)采用的是自行砌筑的養(yǎng)護(hù)箱。它的加熱采用電加熱管，置于養(yǎng)護(hù)箱底部的水槽中，同時(shí)在加熱時(shí)提供水蒸氣以滿(mǎn)足濕度的要求；制冷則是依靠室溫的調(diào)來(lái)保證養(yǎng)護(hù)箱內(nèi)的溫度不高于控制要求。它的缺點(diǎn)是只能控制溫度不下限，而不能控制溫度上限，當(dāng)養(yǎng)護(hù)箱內(nèi)的試體多時(shí)，由于試體水化的集中放熱，有可能使養(yǎng)護(hù)箱內(nèi)的溫度沖出上限；同時(shí)由于加熱管加熱面積小，且在底部，使水的溫度遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于控制溫度，造成養(yǎng)護(hù)箱上下的溫度不均。二十世紀(jì)八十年代，隨著我國(guó)電子工業(yè)的發(fā)展，我國(guó)出現(xiàn)了養(yǎng)護(hù)箱產(chǎn)品，采用底部加熱、上部制冷的結(jié)構(gòu)，此時(shí)溫度傳感器放置在養(yǎng)護(hù)箱的中部。這些改時(shí)雖然能控制了溫度的上下限，以及溫度傳感器置中減小了底部與上部的溫差，但上下的溫差還是很大。九十年代雖增加了加濕器，但這一矛盾并沒(méi)有解決。到二十世紀(jì)末二十一世紀(jì)初，由于我國(guó)采用ISO679作為我國(guó)的水泥膠砂強(qiáng)度檢驗(yàn)方法，為了適應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)養(yǎng)護(hù)箱溫度的要求，我國(guó)養(yǎng)護(hù)箱的結(jié)構(gòu)有一個(gè)大的飛躍。其中具有代表性的有兩種形式，一種采用恒溫水幕循環(huán)方式，一種采用恒溫風(fēng)循環(huán)方式。它們的特點(diǎn)是在外部恒溫介質(zhì)，恒溫后的介質(zhì)再進(jìn)入養(yǎng)護(hù)箱進(jìn)行循環(huán)來(lái)保證養(yǎng)護(hù)箱的溫度。
雖然我國(guó)水泥膠砂養(yǎng)護(hù)箱的結(jié)構(gòu)有了質(zhì)的發(fā)展，但由于沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)來(lái)規(guī)范水泥膠砂試體養(yǎng)護(hù)箱的生產(chǎn)和驗(yàn)收，因此現(xiàn)國(guó)內(nèi)不同結(jié)構(gòu)的養(yǎng)護(hù)箱并存。為了規(guī)范水泥膠砂養(yǎng)護(hù)箱的生產(chǎn)，保證養(yǎng)護(hù)空間的溫度均勻性以使水泥膠砂強(qiáng)度準(zhǔn)確可靠，原國(guó)家經(jīng)貿(mào)委以經(jīng)貿(mào)行業(yè)[2003]22號(hào)文下達(dá)了制定水泥膠砂養(yǎng)護(hù)箱行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的計(jì)劃，由中國(guó)建筑材料科學(xué)研究院進(jìn)行制定工作。為了讓養(yǎng)護(hù)箱行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的計(jì)劃，由中國(guó)建筑材料科學(xué)研究院進(jìn)行制定工作。為了讓大家了解我國(guó)水泥膠砂養(yǎng)護(hù)箱的現(xiàn)狀和標(biāo)準(zhǔn)制定情況，現(xiàn)將行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的制定情況介紹。
二、水泥膠砂養(yǎng)護(hù)箱溫度均勻性檢驗(yàn)方法和檢驗(yàn)儀器的研究
水泥膠砂養(yǎng)護(hù)箱的作用是保證水泥膠砂試體在相同的溫度范圍內(nèi)進(jìn)行水化，以保證水泥強(qiáng)度檢測(cè)的準(zhǔn)確可靠，因此養(yǎng)護(hù)空間的溫度均勻性是養(yǎng)護(hù)箱質(zhì)量的重要組成之一。
但于由沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)和計(jì)量檢定規(guī)程，對(duì)于養(yǎng)護(hù)箱沒(méi)有標(biāo)準(zhǔn)的檢測(cè)方法對(duì)其溫度的均勻性進(jìn)行檢測(cè)。目前對(duì)養(yǎng)護(hù)箱的計(jì)量一般只標(biāo)定控制用溫度計(jì)和濕度計(jì)，即使檢測(cè)溫濕度，溫濕度的檢測(cè)也就用一支標(biāo)準(zhǔn)溫度計(jì)或經(jīng)計(jì)量的濕度計(jì)進(jìn)行檢測(cè)。這樣的檢測(cè)方法存在如下不足：1 透過(guò)玻璃不易清楚、準(zhǔn)確讀出讀數(shù)，為了能清楚、準(zhǔn)確讀出讀數(shù)，需將溫濕度計(jì)取出進(jìn)行讀數(shù)，這樣出于溫濕度計(jì)改變了環(huán)境（雖然有可能時(shí)間很短）而出現(xiàn)讀數(shù)不準(zhǔn)的現(xiàn)象；2 要測(cè)出養(yǎng)護(hù)箱的整個(gè)溫度場(chǎng)是一個(gè)時(shí)時(shí)變化的溫度場(chǎng)，因此這種分先后次序的測(cè)不能正確描述養(yǎng)護(hù)箱內(nèi)的某一時(shí)刻的溫度場(chǎng)變化。
為了克服此種不足，由中國(guó)建筑材料科學(xué)研究院水泥科學(xué)與新型建筑材料研究所和河北省泊頭市科析儀器設(shè)備廠(chǎng)從2003年春開(kāi)始聯(lián)合研制養(yǎng)護(hù)箱溫濕度測(cè)定儀。此儀器設(shè)計(jì)為可進(jìn)行7點(diǎn)的溫度測(cè)試和一點(diǎn)的濕度測(cè)試，溫度測(cè)試精度0.2℃ ，濕度測(cè)試精度3%，以滿(mǎn)足養(yǎng)護(hù)箱溫濕度的檢測(cè)要求。
三、溫度技術(shù)指標(biāo)和測(cè)點(diǎn)的研究
為了確定養(yǎng)護(hù)箱的溫度技術(shù)指標(biāo)以及測(cè)點(diǎn)的分布，項(xiàng)目組對(duì)國(guó)內(nèi)常用的自砌養(yǎng)護(hù)箱和一種采用體外恒溫、體內(nèi)循環(huán)技術(shù)的養(yǎng)護(hù)箱進(jìn)行了測(cè)試 ，測(cè)試結(jié)果如下：
（一）、自砌養(yǎng)護(hù)箱（養(yǎng)護(hù)箱為底部加熱，頂部控溫）
從表1看出，對(duì)于自砌養(yǎng)護(hù)箱。由于采用底部加熱且加熱點(diǎn)集中，升溫過(guò)程中在熱氣上升途中形成一高溫帶，其溫度高于其他點(diǎn)的溫度，溫差接近5 ℃。穩(wěn)定后，同層溫差達(dá)1.1℃，上下層溫差達(dá)1.2℃。從表2看出，對(duì)于扁狀的水泥膠砂試體養(yǎng)護(hù)箱來(lái)講，由于進(jìn)深小，養(yǎng)護(hù)箱前后的溫度差別不大，溫度最大相差0.2℃。

 

   

工作狀態(tài)	上左	上右	下左	下右
工作期間	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
穩(wěn)定期間	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：傳感器在堅(jiān)直面呈平面分布。
從表3、4的數(shù)據(jù)看出，此產(chǎn)呂養(yǎng)護(hù)箱在環(huán)境溫度16 ℃ 的時(shí)候其運(yùn)行率為12.2%，同層工作、穩(wěn)定其間的最大極差0.4 ℃，前后溫度最大極差0.2℃。
從表5產(chǎn)品養(yǎng)護(hù)箱上下層的溫度測(cè)試情況來(lái)看，在工作其間，下下層之間的溫差加大，在臨界溫度時(shí)，上下溫差為0.6℃。
大自砌養(yǎng)護(hù)箱和產(chǎn)品養(yǎng)護(hù)箱的測(cè)試結(jié)果看出：
1、 由于溫度控制結(jié)構(gòu)不同，養(yǎng)護(hù)空間內(nèi)的溫度場(chǎng)的均勻性不同，采用底部加熱的養(yǎng)護(hù)箱溫度場(chǎng)均勻性差， 而采用介質(zhì)外部恒溫內(nèi)部循環(huán)技術(shù)的養(yǎng)護(hù)箱溫度場(chǎng)的均勻性較佳；
2、 由于水泥試體養(yǎng)護(hù)箱的進(jìn)深小，同層前后的溫差很小，可以忽略不計(jì)，因此在水泥膠砂試體養(yǎng)護(hù)箱溫度均勻性檢測(cè)進(jìn)只要檢測(cè)位于養(yǎng)護(hù)箱中間豎直平面上左、上右、中間以及下左、下右五點(diǎn)即可。
3、 國(guó)內(nèi)采用先進(jìn)控溫技術(shù)的養(yǎng)護(hù)箱的上下層溫差，測(cè)試值為0.6℃。也就是箱頂和箱度與控溫傳感器的溫度分別相差0.3℃。而采用底部加熱的養(yǎng)護(hù)箱由于加熱的集中性會(huì)不利于溫度的均勻性。
四、行標(biāo)報(bào)批稿對(duì)水泥膠砂試體養(yǎng)護(hù)箱的部分規(guī)定
據(jù)此，2004年1月，我院初步起早了標(biāo)準(zhǔn)草案，寄發(fā)給標(biāo)準(zhǔn)起草的協(xié)作單位征求意見(jiàn)，事后根據(jù)協(xié)作單位的意思反饋起草了正式的征求意見(jiàn)稿，向養(yǎng)護(hù)箱的生產(chǎn)單位、省市質(zhì)檢站和部分水泥廠(chǎng)等到單位共40家征求意見(jiàn)，同時(shí)在《水泥標(biāo)準(zhǔn)化通迅》上刊登征求意見(jiàn)。2004年7月前，根據(jù)反饋意見(jiàn)，完成了《意見(jiàn)匯總及處理》、《工作報(bào)告》和《送審稿》。2004年10月在西安通過(guò)審議，形成最終的報(bào)批稿。報(bào)批稿對(duì)于水泥膠砂度試體養(yǎng)護(hù)箱的主要規(guī)定如下：
1、 箱體的結(jié)構(gòu)應(yīng)能保證在取放試體時(shí)，能有效防止箱體外溫濕度的影響。
2、 箱壁應(yīng)有隔熱層。啟動(dòng)養(yǎng)護(hù)箱 ，溫度平稀后，其隔熱效果應(yīng)達(dá)到如下要求之一：
a、環(huán)境溫度為0℃~ 35℃時(shí)，控制溫度20℃±1℃空載運(yùn)行率不得超過(guò)70%；
b、環(huán)境溫度為20℃±2℃時(shí)，控制溫度20℃±1空載運(yùn)行率不得超過(guò)過(guò)50%。
3、空載運(yùn)行24h，養(yǎng)護(hù)空間內(nèi)無(wú)滴水現(xiàn)象。
4、在0℃~35℃的環(huán)境下，養(yǎng)護(hù)空間的溫度能自動(dòng)控制在20℃±1℃，相對(duì)濕度≥90%。
5、在一個(gè)控溫工作周期內(nèi)，同一層左右兩側(cè)距內(nèi)壁50mm處在溫度相差應(yīng)小于0.5℃，最上層和最下層之間的溫度極差應(yīng)小于0.8℃。
6、在養(yǎng)護(hù)空間內(nèi)，在中間位置的豎直平面內(nèi)分布5點(diǎn)對(duì)養(yǎng)護(hù)空間的溫度場(chǎng)進(jìn)行檢測(cè)。