路面用水泥混凝土膨脹系數(shù)測試裝置及方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種路面用水泥混凝土膨脹系數(shù)測試裝置，包括：能放置測試支架和水泥混凝土試件的水槽；埋置于水泥混凝土試件中，且能測試水泥混凝土試件表面以內(nèi)溫度和水槽中水溫的溫度檢測器；固定于測試支架上端且與所要測試水泥混凝土試件上端面相連的線性差動位移傳感器；分別與溫度傳感器和線性差動位移傳感器相連的數(shù)據(jù)采集儀。本發(fā)明同時還公開了利用該測試裝置的測試方法。本發(fā)明能快速測定制備試件和路面現(xiàn)場取芯試件的熱膨脹系數(shù)，從而為路面設(shè)計、性能判斷和壽命預(yù)測提供計算和分析依據(jù)。
【專利說明】路面用水泥混凝土膨脹系數(shù)測試裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種路面用水泥混凝土膨脹系數(shù)測試裝置及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]水泥混凝土骨料是道路路面主要的組成材料，其膨脹性能因巖石礦物的成分不同而各不相同。對每一種巖石，其熱膨脹范圍依賴于化學(xué)組成、結(jié)構(gòu)和多孔性。國內(nèi)外研究表明，石英的熱膨脹系數(shù)是常見礦物中最高的，為12X10-6/°C。石英含量高的巖石的熱膨脹系數(shù)與石英相似；不含石英的巖石(石灰石、大理石)的系數(shù)大約是5X10-6/°C。
[0003]因為骨料是混凝土的主要組分，骨料的性能很大程度上決定著混凝土的性能?；炷猎跍囟壬吆徒档偷臈l件下所產(chǎn)生的膨脹和收縮量主要由集料的熱膨脹性能決定，對水泥混凝土路面的早期和長期使用性能產(chǎn)生巨大的影響，是水泥混凝土路面設(shè)計的重要參數(shù)。因普通的測試混凝土熱膨脹系數(shù)設(shè)備復(fù)雜，我國現(xiàn)行《公路水泥混凝土路面設(shè)計規(guī)范》(JTG D40-2002)和《城市道路設(shè)計規(guī)范》(CTT37-90)在進行路面結(jié)構(gòu)設(shè)計時，均建議采用I X 10-5/°C，忽視了因骨料的不同而造成的混凝土熱膨脹系數(shù)的差異。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是為克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種路面用水泥混凝土膨脹系數(shù)測試裝置及方法。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案:
[0006]一種路面用水泥混凝土膨脹系數(shù)測試裝置，包括:
[0007]能放置測試支架和水泥混凝土試件的水槽；
[0008]埋置于水泥混凝土試件中，且能測試水泥混凝土試件表面以內(nèi)溫度和水槽中水溫的溫度檢測器；
[0009]固定于測試支架上端且與所要測試水泥混凝土試件上端面相連的線性差動位移傳感器；
[0010]分別與溫度傳感器和線性差動位移傳感器相連的數(shù)據(jù)采集儀。
[0011]所述水槽中盛裝溫度范圍為10°C~50°C的水，并且水面能高出測試支架20mm以上。
[0012]所述測試支架包括用于支撐豎直撐桿的底座，豎直撐桿上設(shè)有能沿其上下移動的橫桿，線性差動位移傳感器的一頭通過螺栓固定在橫桿中部。
[0013]所述底座為直徑為250mm的圓形結(jié)構(gòu)。
[0014]所述底座上安裝有三個半球形支撐墊，三個半球形支撐墊通過等距排列形成直徑為50mm的圓形支撐結(jié)構(gòu)。
[0015]一種路面用水泥混凝土膨脹系數(shù)測試裝置的測試方法，包括以下步驟:
[0016]I)澆筑試件，把待測試的試件置于石灰水浸泡至少48小時；石灰水溫度為18-22°C，當(dāng)24小時間隔的試件的面干質(zhì)量差小于0.5%時，說明水泥水化達到穩(wěn)定，擦干試件表面水分；
[0017]2)把裝有線性差動位移傳感器的測試支架置于水槽中；
[0018]3)在室溫下測量擦干水分的試件的初始長度L，精確值0.1mm ；
[0019]4)把試件裝到水槽內(nèi)的測試支架上，試件底部置于支撐墊上，上端與線性差動位移傳感器相連；
[0020]5)啟動數(shù)據(jù)采集儀，開始度數(shù)，讀數(shù)時間間隔為I分鐘；
[0021 ] 6 )把水槽內(nèi)的水降至9-11 °C，并保持I小時；
[0022]7 )在2小時10分鐘內(nèi)把水溫升至49-51V，并保持I小時；
[0023]8)在2小時10分鐘內(nèi)把水溫降至9_11°C，并保持I小時；
[0024]9)循環(huán)步驟7)和步驟8)過程至完成3次試驗過程；
[0025]10)試驗對象換成標準棒，重復(fù)步驟I)至步驟9)；
[0026]11)根據(jù)所測試件長度和溫度數(shù)據(jù)繪制長度和溫度關(guān)系圖，找出長度增長和降低.￥
的區(qū)段，計算斜率
【權(quán)利要求】
1.一種路面用水泥混凝土膨脹系數(shù)測試裝置，其特征是，包括: 能放置測試支架和水泥混凝土試件的水槽； 埋置于水泥混凝土試件中，且能測試水泥混凝土試件表面以內(nèi)溫度和水槽中水溫的溫度檢測器； 固定于測試支架上端且與所要測試水泥混凝土試件上端面相連的線性差動位移傳感器； 分別與溫度傳感器和線性差動位移傳感器相連的數(shù)據(jù)采集儀。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征是，所述水槽中盛裝溫度范圍為10°C~50°C的水，并且水面能高出測試支架20mm以上。
3.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征是，所述測試支架包括用于支撐豎直撐桿的底座，豎直撐桿上設(shè)有能沿其上下移動的橫桿，線性差動位移傳感器的一頭通過螺栓固定在橫桿中部。
4.如權(quán)利要求3所述的裝置，其特征是，所述底座為直徑為250_的圓形結(jié)構(gòu)。
5.如權(quán)利要求3或4所述的裝置，其特征是，所述底座上安裝有三個半球形支撐墊，三個半球形支撐墊通過等距排列形成直徑為50mm的圓形支撐結(jié)構(gòu)。
6.一種利用權(quán)利要求5所述測試裝置的測試方法，其特征是，包括以下步驟: O澆筑試件，把待測試的試件置于石灰水浸泡至少48小時；石灰水溫度為18-22°C，當(dāng)24小時間隔的試件的面干質(zhì)量差小于0.5%時，說明水泥水化達到穩(wěn)定，擦干試件表面水分； 2)把裝有線性差動位移傳感器的測試支架置于水槽中； 3)在室溫下測量擦干水分的試件的初始長度L，精確值0.1mm ； 4)把試件裝到水槽內(nèi)的測試支架上，試件底部置于支撐墊上，上端與線性差動位移傳感器相連； 5)啟動數(shù)據(jù)采集儀，開始度數(shù)，讀數(shù)時間間隔為I分鐘； 6)把水槽內(nèi)的水降至9-11°C，并保持I小時； 7)在2小時10分鐘內(nèi)把水溫升至49-51°C，并保持I小時； 8)在2小時10分鐘內(nèi)把水溫降至9-ll°C，并保持I小時； 9)循環(huán)步驟7)和步驟8)過程至完成3次試驗過程； 10)試驗對象換成標準棒，重復(fù)步驟I)至步驟9)； 11)根據(jù)所測試件長度和溫度數(shù)據(jù)繪制長度和溫度關(guān)系圖，找出長度增長和降低的區(qū)
W段，計算斜率:
【文檔編號】G01N25/16GK103558246SQ201310553357
【公開日】2014年2月5日 申請日期:2013年11月8日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月8日
【發(fā)明者】孫仁娟, 陳達豪, 姚占勇, 葛智, 周志東, 郝庚任, 孫尚渠, 王麗娜 申請人:山東大學(xué)