[发明专利]柱塞式挤出流变性能试验装置及试验方法

说明书

技术领域

本发明涉及测试水泥基浆体材料挤出流变性能的试验装置及试验方法，特别涉及一种柱塞式挤出流变性能试验装置及试验方法。

背景技术

挤出流变性能是描述浆体材料在挤出过程中力学行为的重要参数，是挤出成型工艺在实际应用中的理论基础。挤出流变性能是可挤出浆体的弹、粘、塑等综合力学性能的表征，而鉴于水泥基浆体材料的特殊性质，现有的流变仪测试装置均不能够直接适用于水泥基浆体材料挤出流变性能的测试。

目前，用于评价浆体挤出流变性能的试验装置，主要为自制的柱塞式挤出试验装置，利用Benbow方程拟合计算相关参数来评价浆体材料的挤出流变性能。然而，柱塞式挤出装置存在下列几方面的问题：同类柱塞式挤出装置的模口使用螺栓连接，承载力有限且稳定性差；模口只有长度可变，但内径不可变；模具形状单一，不能进行不同形状模入口的挤出流变性能测试；只利用Benbow线性方程(四参数)，但线性方程只适用牛顿流体，而忽视了大多数浆体材料在挤出过程中明显表现出的剪切稀化特性，导致拟合结果与实际相差较大；对Benbow方程的运用通常采用截距—斜率法来进行相关参数的计算，其计算过程较复杂，而且结果的可靠性较差。

发明内容

为了克服现有技术的上述缺点与不足，本发明的目的在于提供一种柱塞式挤出流变性能试验装置，它能够通过传力杆结合力加载系统，进行挤出流变力学性质试验，实现对浆体材料的流变性能测试，采用本发明装置可以有效地评价水泥基浆体材料的挤出流变性能。

本发明的另一目的在于提供基于上述柱塞式挤出流变性能试验装置的试验方法，采用Benbow非线性方程(六参数)，使测试结果更接近真实情况，并且简化了测试流程，对运用方程拟合计算的过程进行了优化。

本发明的目的通过以下技术方案实现：

柱塞式挤出流变性能试验装置，包括传力杆、试样桶、柱塞、上承载平台、挤出模口、承载立柱、下承载平台，所述上承载平台和下承载平台互相平行，上承载平台通过承载立柱支撑在下承载平台的上方；所述试样桶以螺栓方式固定于上承载平台之上；所述挤出模口以套筒套入的方式安装于上承载平台中心的预制套孔内；试样桶与挤出模口中心轴一致，传力杆上部与可变速力加载系统连接，传力杆下部与柱塞固定相连。

所述试样桶内底部设置有锥角垫片，所述锥角垫片为环状，下表面为水平面，上表面为锥面。

所述传力杆下部与柱塞以螺栓方式相连。

所述的柱塞式挤出流变性能试验装置的柱塞式挤出流变性能试验方法，包括以下步骤：

(1)安装试样桶和挤出模口，记录此时试样桶的直径、挤出模口长度、挤出模口直径；

(2)将待测浆体材料装入到试样桶内，然后开启力加载系统进行挤出，通过程序控制挤出速率，待挤出压力趋于稳定后，记录当次试验所对应的挤出压力；

(3)改变挤出速率，重复步骤(2)多次；

(4)更换挤出模口，重复步骤(1)～(3)多次；

(5)将步骤(1)～(4)记录到的测试数据带入代入Benbow非线性方程，对表征浆体材料挤出流变性能的初始屈服应力、屈服应力影响因子、屈服应力非线性指数、初始剪切应力、剪切应力影响因子、剪切应力非线性指数采用Benbow非线性方程进行拟合计算；

所述Benbow非线性方程如下：