石膏胶凝材料凝结硬化时间检测方法
阅读说明：本技术 石膏胶凝材料凝结硬化时间检测方法 (Method for detecting setting and hardening time of gypsum cementing material ) 是由 黄滔 刘翔 邱峰 傅强 任雨 胡秀华 李静芯 张蒙 于 2021-07-22 设计创作，主要内容包括：本发明提供了一种石膏胶凝材料凝结硬化时间检测方法,该方法包括：步骤S1,连续检测石膏胶凝材料凝结硬化时的表面白度值数据,记录形成表面白度值数据序列；步骤S2,根据记录的所述表面白度值数据序列,计算序列的差分值,以所述差分值绘制曲线图；步骤S3,当所述差分值在所述曲线图中出现跃升并回落形成峰值时,记录所述峰值顶点后的时间点,判定所述峰值顶点后的时间点为初凝时间。本申请提供了一种可行的检测石膏胶凝材料初凝时间的方法,该方法为非接触式检测方法,劳动强度低,误差小,准确性高,可用于自动化判定,适应规模化生产。(The invention provides a method for detecting the setting and hardening time of a gypsum cementing material, which comprises the following steps: step S1, continuously detecting the surface whiteness value data of the gypsum cementing material when setting and hardening, and recording and forming a surface whiteness value data sequence; step S2, calculating the difference value of the sequence according to the recorded data sequence of the surface whiteness value, and drawing a curve chart by the difference value; and step S3, when the differential value jumps and falls back to form a peak value in the graph, recording the time point after the peak value, and judging the time point after the peak value is the initial setting time. The application provides a feasible method for detecting the initial setting time of the gypsum cementing material, which is a non-contact detection method, has low labor intensity, small error and high accuracy, can be used for automatic judgment and is suitable for large-scale production.)
技术领域
本发明涉及石膏凝结检测技术领域，具体涉及一种石膏胶凝材料凝结硬化时间检测方法。
背景技术
石膏胶凝材料是一种由二水石膏（CaSO4·2H2O）在不同温度和压力下经脱水制成的一种多功能的气硬性材料。以工业副产石膏为主要原材料的石膏砌体制品是一种主要的石膏的综合利用方式。目前石膏砌体制品主要以浇注模式进行生产。石膏胶凝材料的凝结硬化时间较快，但工业副产石膏由于其来源、类型、煅烧工艺、陈化工艺等不同，其物理性能差别较大，不同产地、批次材料的凝结硬化时间变化较大。石膏砌体制品生产过程中，当石膏凝结硬化到一定程度时，需要将摸具中的用于制品成型的固定芯抽出，这就是石膏砌体制品的初凝时间，该时间的确定对于石膏砌体制品的生产影响极大。
目前，石膏胶凝材料凝结硬化时间的检测方法主要有维卡仪针入度法和经验法。维卡仪针入度法来源于国家标准GB/T9776《建筑石膏》中石膏凝结时间的检测方法，该方法是将拌制好的石膏浆料装人标准尺寸锥模中，经插捣、轻振动数次，刮去多余的净浆，抹平后迅速放到试锥下面固定的位置上，将钢针降至净浆表面，拧紧螺丝1-2秒后，突然放松，让钢针垂直自由地插人石膏浆料中，每30秒重复一次。以钢针插入石膏浆料第一次碰不到玻璃底板所经历的时间为石膏浆料开始凝结硬化初始时间，即初凝时间。该方法为标准统一测试方法，数据准确，但是当用于规模化石膏制品生产时存在操作较为繁琐、劳动强度大、检测效率低的缺陷。经验法则是人员用手指对石膏浆料表面进行按压，按压人员通过自身施加在石膏浆料表面的力度，凭经验判断石膏胶凝材料是否开始凝结。这种方法对人员的经验要求较高，且不同人员的经验不同，同一石膏浆料的凝结时间判断也会有较大出入，即受人为因素影响较大。另外，也有采用石膏凝结过程中的温升情况判定石膏凝结情况的方法，该方法虽然可以判断石膏凝结情况，但是其结果普遍处于石膏凝结硬化后期，无法确定石膏胶凝材料初期凝结硬化，即初凝时间无法判断。
为此，我们急需研发一种操作简便、适应规模化生产，且判定准确的石膏胶凝材料凝结硬化时间检测方法。
发明内容
针对现有技术中石膏胶凝材料凝结硬化时间检测方法存在的上述技术问题，本发明提供了一种判定准确、操作简单、适应规模化生产的石膏胶凝材料凝结硬化时间检测方法。
本发明采用的技术方案如下：
石膏胶凝材料凝结硬化时间检测方法，包括如下步骤：
步骤S1，连续检测石膏胶凝材料凝结硬化时的表面白度值数据，记录形成表面白度值数据序列；
步骤S2，根据记录的所述表面白度值数据序列，计算序列的差分值，以所述差分值绘制曲线图；
步骤S3，当所述差分值在所述曲线图中出现跃升并回落形成峰值时，记录所述峰值顶点后的时间点，判定所述峰值顶点后的时间点为初凝时间。
在本申请的一种实施例中，所述步骤S1，连续检测石膏胶凝材料凝结硬化时的表面白度值数据，记录形成表面白度值数据序列，具体包括：
步骤S11，将所述石膏胶凝材料与水混合，搅拌均匀后浇注入模具内；
步骤S12，间隔相同时长，连续检测所述石膏胶凝材料凝结硬化时的表面白度值数据；
步骤S13，记录形成基于时间的表面白度值数据序列。
在本申请的一种实施例中，所述步骤S2，根据记录的所述表面白度值数据序列，计算序列的差分值，以所述差分值绘制曲线图，具体包括：
步骤S21，计算所述步骤S1中记录的所述表面白度值数据序列中任一相邻两个数据的后一个数据与前一个数据的差值，获得所述表面白度值数据序列的差分值；
步骤S22，以时间为横轴，表面白度变化值为纵轴，绘制坐标系，在所述坐标系中记录所述差分值，形成所述石膏胶凝材料凝结硬化时的表面白度变化率的曲线图。
在本申请的一种实施例中，所述步骤S3，当所述差分值在所述曲线图中出现跃升并回落形成峰值时，记录所述峰值顶点后的时间点，判定所述峰值顶点后的时间点为初凝时间，具体包括：
步骤S31，根据所述曲线图，对所述差分值进行跃升峰值分析，判断跃升峰值；
步骤S32，根据所述跃升峰值确定峰值顶点后的第一个时间点为TC，判定所述TC为初凝时间。
在本申请的一种实施例中，所述步骤S31，根据所述曲线图，对所述差分值进行跃升峰值分析，判断跃升峰值，具体包括：
步骤S311，对同类型、同批次、或者同来源的所述石膏胶凝材料进行凝结硬化白度值变化检测实验，获得所述类型、所述批次、或者所述来源的所述石膏胶凝材料的门限值；
步骤S312，根据所述门限值判断所述差分值的跃升峰值。
在本申请的一种实施例中，所述步骤S312，根据所述门限值判断所述差分值的跃升峰值，具体包括：
步骤S3121，当第一点的差分值大于所述门限值，且第二点差分值大于所述第一点差分值时，继续测量白度值数据，并根据所述步骤S21计算差分值；
步骤S3122，继续测量并计算的差分值在第x点时第一次小于所述门限值，则判断跃升峰值在所述第一点到第x点之间，判定所述第x点的时间点为初凝时间。
在本申请的一种实施例中，所述门限值小于等于所述跃升峰值的顶点值。
在本申请的一种实施例中，所述间隔相同时长为间隔0.1秒、0.2秒、0.5秒、1秒、2秒或5秒。
在本申请的一种实施例中，所述石膏胶凝材料为磷石膏、脱硫石膏、钛石膏、天然建筑石膏中的任意一种。
在本申请的一种实施例中，所述表面白度值数据为同一时间点，白度仪光圈同一区域内石膏胶凝材料表面白度值的平均值。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
1、本发明提供了一种准确、可行的检测石膏胶凝材料初凝时间的方法。
2、本发明的石膏胶凝材料凝结硬化时间检测方法，为基于石膏胶凝材料表面白度值变化的检测方法，该方法通过表面白度值变化可准确检测石膏胶凝材料的初凝时间，以便及时将模具中的固定芯抽出，保证石膏砌体制品的质量；该方法的检测结果与维卡仪实验方法结果对比，相差在±30秒范围内，准确性较高；该方法适应于规模化生产石膏胶凝材料制品如砌块、墙板等的初凝时间的自动判定，劳动强度低，误差小，可用于自动化判定，准确性高。且该方法为无接触式检测方法，可有效减少对石膏胶凝材料制品的损伤，进一步保证产品的质量。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明提供的石膏胶凝材料凝结硬化时间检测方法的流程示意图。
图2为一种实施例中的磷石膏凝结硬化时的表面白度变化率曲线图。
图3为另一种实施例中的磷石膏凝结硬化时的表面白度变化率曲线图。
图4为一种实施例中的脱硫石膏凝结硬化时的表面白度变化率曲线图。
图5为一种实施例中的天然石膏凝结硬化时的表面白度变化率曲线图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
参阅图1，为本发明实施例提供的一种石膏胶凝材料凝结硬化时间检测方法的流程示意图。该石膏胶凝材料凝结硬化时间检测方法包括如下步骤：
步骤S1，数据采集：连续检测石膏胶凝材料凝结硬化时的表面白度值数据，记录形成表面白度值数据序列；
步骤S2，数据处理：根据记录的该表面白度值数据序列，计算序列的差分值，以该差分值绘制曲线图；
步骤S3，数据分析及判定：当该差分值在该曲线图中出现跃升并回落形成峰值时，记录该峰值顶点后的时间点，判定该峰值顶点后的时间点为初凝时间。
该石膏胶凝材料凝结硬化时间检测方法，是基于石膏胶凝材料凝结硬化时表面白度值变化情况的检测方法，该方法采用白度仪等设备对表面白度值数据进行连续检测、比较，当表面白度值出现跃升变化时即可判断石膏胶凝材料初凝。该方法属于材料特性检测、判定方法，在检测过程中不接触石膏胶凝材料，检测结果准确，误差小，可适于大规模自动化检测判定，劳动强度小。
可选地，在该步骤S1中，连续检测石膏胶凝材料凝结硬化时的表面白度值数据，记录形成表面白度值数据序列，具体包括：
步骤S11，将该石膏胶凝材料与水混合，搅拌均匀后浇注入模具内；
步骤S12，间隔相同时长，连续检测模具内的该石膏胶凝材料凝结硬化时的表面白度值数据；
步骤S13，记录检测的数据形成基于时间的表面白度值数据序列。
间隔相同时长连续检测石膏胶凝材料凝结硬化时的表面白度值，并形成基于时间的表面白度值数据序列，可更准确的反应石膏胶凝材料凝结硬化时的表面白度值的变化情况，为准确判定初凝时间提供数据基础。
可选地，在该步骤S2中，根据记录的所述表面白度值数据序列，计算序列的差分值，以所述差分值绘制曲线图，具体包括：
步骤S21，计算上述步骤S1中记录的表面白度值数据序列中任一相邻两个数据的后一个数据与前一个数据的差值，获得该表面白度值数据序列的差分值；
步骤S22，以时间为横轴，表面白度变化值为纵轴，绘制坐标系，在该坐标系中记录上述差分值，形成该石膏胶凝材料凝结硬化时的表面白度变化率的曲线图。
将表面白度值数据序列中后一个数据减去前一个数据，获得的一组基于时间的差值序列为表面白度值数据序列的差分值，即为表面白度变化率。通过差分值可放大表面白度值数据的变化趋势，更准确的反应表面白度值的变化情况，进而更准确的判断初凝时间。
可选地，在步骤S3中，当上述差分值在上述曲线图中出现跃升并回落形成峰值时，记录该峰值顶点后的时间点，判定该峰值顶点后的时间点为初凝时间，具体包括：
步骤S31，根据该曲线图，对该差分值进行跃升峰值分析，判断跃升峰值；
步骤S32，根据该跃升峰值确定峰值顶点后的第一个时间点为TC，判定该TC为初凝时间。
可选地，在该步骤S31中，根据该曲线图，对该差分值进行跃升峰值分析，判断跃升峰值，具体包括：
步骤S311，对同类型、同批次、或者同来源的该石膏胶凝材料进行凝结硬化白度值变化检测实验，获得该类型、该批次、或者该来源的该石膏胶凝材料的门限值；
步骤S312，根据该门限值判断该差分值的跃升峰值。
因不同类型、不同批次、不同来源、不同煅烧工艺、或者不同陈化工艺的石膏胶凝材料的物理性能差别较大，凝结硬化时间不同，需对不同类型、批次、来源的石膏胶凝材料进行凝结硬化白度值变化检测实验，以确定其初凝时的表面白度值变化情况，即确定跃升峰值出现时差分值的大小范围。根据该跃升峰值出现时差分值的大小范围确定一个下限值，即门限值。当差分值大于该门限值时，表示差分值出现跃升，即表示石膏胶凝材料接近初凝。设置门限值，可增加初凝时间判定的准确性，避免错过初凝时间，确保石膏砌体制品的生产加工质量。
可选地，在该步骤S312中，根据上述门限值判断差分值的跃升峰值，具体包括：
步骤S3121，当第一点的差分值大于该门限值，且第二点差分值大于该第一点差分值时，则继续测量表面白度值数据，并根据上述的步骤S21计算差分值；
步骤S3122，继续测量并计算的差分值在第x点时第一次小于该门限值，则判断跃升峰值在该第一点到第x点之间，判定该第x点的时间点为初凝时间。
通过门限值判断差分值（即表面白度值的变化）的跃升峰值，并判定回落后的第一次小于门限值的第x点的时间为初凝时间，保证初凝时间判定的准确性。
可选地，门限值小于等于跃升峰值的顶点值。具体地，门限值的确定可通过多次检测该类型、该批次、或者该来源的该石膏胶凝材料凝结硬化过程中的表面白度值变化，分析处理获得多个差分值跃升峰的顶点值，以多个顶点值的平均值的80%确定为该石膏胶凝材料的门限值。根据该门限值判定跃升峰值的出现的操作准确可靠。
上述步骤S12中，间隔相同时长，连续检测所述石膏胶凝材料凝结硬化时的表面白度值数据。其间隔的时长可为1秒~10秒。具体地，可间隔0.1秒、0.2秒、0.5秒、1秒、2秒、5秒或10秒等。即每隔0.1秒、0.2秒、0.5秒、1秒、2秒、5秒或10秒检测并记录一次石膏胶凝材料的表面白度值数据。因此，为使初凝时间判定更准确，可适当缩短两次检测的间隔时长。
该实施例中的石膏胶凝材料可为天然建筑石膏、磷石膏、脱硫石膏、钛石膏等。
参阅图2至图5，为部分石膏胶凝材料凝结硬化时，对其表面白度值数据进行差分处理后形成的曲线图，即表面白度变化率曲线图。从图2至图5中可以看出，石膏胶凝材料初凝时白度值数据出现了明显的跃升，因此采用本实施例的检测方法进行无接触式检测、判定石膏胶凝材料初凝时间是确实可行的，且判定准确性高。
可选地，图2为一种磷石膏与水混合后，浇注入模具内，对其凝结硬化时表面白度值进行检测、记录、处理后形成的表面白度变化率曲线图。从图2中可知，该磷石膏的门限值为2.5，初凝时间判定为3.3 min。
图3为另一种磷石膏与水混合后，浇注入模具内，对其凝结硬化时表面白度值进行检测、记录、处理后形成的表面白度变化率曲线图。从图3中可知，该磷石膏的门限值为2.5，初凝时间判定为3.8 min。
图4为一种脱硫石膏与水混合后，浇注入模具内，对其凝结硬化时表面白度值进行检测、记录、处理后形成的表面白度变化率曲线图。从图4中可知，该脱硫石膏的门限值为3.0，初凝时间判定为6.9 min。
图5为一种天然建筑石膏与水混合后，浇注入模具内，对其凝结硬化时表面白度值进行检测、记录、处理后形成的表面白度变化率曲线图。从图5中可知，该天然建筑石膏的门限值为2.5，初凝时间判定为5.3 min。
由图2至图5可知，不同类型的石膏胶凝材料，其门限值和初凝时间均存在一定差异。
为保证检测的表面白度值准确可靠，各时间点的表面白度值为白度仪光圈同一区域内石膏胶凝材料表面白度值的平均值。当然也可采集石膏胶凝材料表面多个点位的表面白度值，以多个点位的表面白度值的平均值作为该时间点的表面白度值，准确性更高。
综上可知，本实施例的石膏胶凝材料凝结硬化时间检测方法，为基于石膏胶凝材料表面白度值变化的检测方法，该方法通过表面白度值变化可准确检测、判定石膏胶凝材料的初凝时间，以便及时将模具中的固定芯抽出，保证石膏砌体制品的质量；该方法的检测结果与维卡仪实验方法结果对比，相差在±30秒范围内，准确性较高；且可通过适当缩短两次检测表面白度值之间的间隔时间，来提高该方法判定初凝时间的准确性；该方法适应于规模化生产石膏胶凝材料制品如砌块、墙板等的初凝时间的判定，劳动强度低，误差小，可用于自动化判定，准确性高。且该方法为无接触式检测方法，可有效减少对石膏胶凝材料制品的损伤，进一步保证产品的质量。
需要说明的是，本实施例的石膏胶凝材料凝结硬化时间检测方法中的步骤顺序不是固定不变的，可以依次进行，也可根据具体情况改变进行顺序；可以某一时段单独进行某一步骤，也可多个步骤同时进行，或多个步骤部分时段重叠进行。
- 上一篇：一种医用注射器针头装配设备
- 下一篇：一种水平管内临界热流密度测量系统及调控方法