一種約束度可變的混凝土抗裂性能測試裝置及測試方法
【專利說明】一種約束度可變的混凝土抗裂性能測試裝置及測試方法
[0001]背景領域
本發(fā)明涉及一種約束度可變的混凝土抗裂性能測試裝置及測試方法，屬于混凝土建筑領域。
【背景技術】
[0002]近幾十年來，現澆混凝土樓板、梁、地下室墻體等，這些尺寸并不大的混凝土結構開裂現象時有發(fā)生?；炷恋目沽研阅苁悄壳巴聊竟こ填I域的研究熱點之一。傳統(tǒng)的試驗研究集中于混凝土的抗壓強度、抗拉強度、彈性模量等基本的力學性能，然而對于抗裂性能并沒有形成統(tǒng)一而有效地評價方法，因此研究測試混凝土抗裂性能的測試裝置具有現實意義。
[0003]目前常用的測試方法主要有平板法，圓環(huán)法和單軸約束法，其中圓環(huán)法因其裝置簡單且能保證混凝土受均勻的環(huán)向約束被廣泛使用。然而傳統(tǒng)的圓環(huán)試驗裝置提供約束較小且約束度不可變，混凝土不易開裂，敏感性較差，測試周期往往很長，嚴重影響試驗的效率和準確性。

【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明所要解決的技術問題是針對上述現有技術的不足，而提供有一種約束度可變的混凝土抗裂性能測試裝置及測試方法，該裝置組裝簡單，操作方便，試驗所需儀器少，可以在澆筑現場進行測量，只要進行局部拆模，不需移動試件，操作方便可重復使用。
[0005]為了實現上述技術問題，本發(fā)明采用以下技術方案:
一種約束度可變的混凝土抗裂性能測試裝置，包括具有內環(huán)和外環(huán)的混凝土模，在所述內環(huán)和外環(huán)之間形成混凝土的圓環(huán)腔，其特征在于:還包括一約束控制器，該約束控制器包括熱源以及通過所述熱源加熱使所述內環(huán)受熱膨脹并作用在混凝土內表面的溫度控制加熱腔，該溫度控制加熱腔位于所述內環(huán)內。
[0006]所述熱源為熱水箱和冷水箱，所述溫度控制腔為環(huán)形水箱，在所述環(huán)形水箱上設置有進水口和出水口，所述熱水箱和冷水箱并聯在所述環(huán)形水箱的進水口和環(huán)形水箱的出水口上，在所述述熱水箱和冷水箱的出水口均設置有一用于調節(jié)所述環(huán)形水箱內進水水溫的電磁閥。
[0007]在所述環(huán)形水箱的出水口上還設置有一水栗。
[0008]在所述的熱水箱內設置有加熱器。
[0009]所述熱源為高溫氣體，所述溫度控制腔為環(huán)形氣體分布箱。
[0010]所述熱源為加熱器，所述溫度控制腔為環(huán)形熱量分布箱，所述加熱器位于該環(huán)形熱量分布箱內。
[0011]所述外環(huán)由兩個半圓環(huán)組成，在半圓環(huán)的邊緣設置有肋條，兩個半圓環(huán)通過所述肋條可拆分連接。
[0012]一種約束度可變的混凝土抗裂性能測試方法，步驟如下: 第一步:安裝具有內環(huán)和外環(huán)的混凝土模，并在混凝土模的內環(huán)和外環(huán)之間澆筑混凝土圓環(huán)；
第二步:待混凝土圓環(huán)初凝后拆除外環(huán)，通過在內環(huán)內加熱內環(huán)使內環(huán)受熱膨脹的方式增加混凝土圓環(huán)的約束度，加快混凝土圓環(huán)開裂；
第三步、記錄并比較不同混凝土開裂時間即得出不同混凝土的抗裂性能。
[0013]與現有技術相比，本發(fā)明有益效果如下:
1、本發(fā)明測試裝置和測試方法均通過對拆去外環(huán)的混凝土在內環(huán)進行加熱的方式進行。內環(huán)在加熱后受熱膨脹并作用在混凝土圓環(huán)的內表面，同時也能通過熱傳導加熱圓環(huán)的內表面使圓環(huán)內表面同步膨脹，通過內環(huán)熱膨脹和圓環(huán)的自身膨脹改變圓環(huán)的約束度，同時伴隨混凝土在凝結硬化過程中水泥的水化作用和干燥收縮，大大增加了混凝土圓環(huán)上的拉應力，使得混凝土能夠快速開裂。記錄并比較不同混凝土開裂時間即得出不同混凝土的抗裂性能。
[0014]2、本發(fā)明測試裝置的采用水作為熱源，通過水栗使得約束度控制器流出的溫度較低的水循環(huán)流回到溫度控制部分，形成循環(huán)系統(tǒng)，節(jié)約能源，提高實驗效率。
[0015]3、該裝置組裝簡單，操作簡單，實驗所需儀器少，可以在澆筑現場進行測量，只要進行局部拆模，不需移動試件，操作方便可重復使用且節(jié)約能源。
【附圖說明】
[0016]圖1是本發(fā)明裝置結構示意圖；
圖2是圓環(huán)部分裝置示意圖；
圖3是圓環(huán)部分剖面圖；
附圖標記:I一底板，2—外環(huán)，3—內環(huán)，4一溫度控制加熱腔，5—進水口，6—出水口，7—肋條，8—螺檢孔，9—冷水箱，10—熱水箱，11—電加熱管，12—熱水溫度傳感器，13—冷水溫度傳感器，14 一出水溫度傳感器，15—熱水電磁閥，16—冷水電磁閥，17—控制器，18—水栗。
【具體實施方式】
[0017]下面結合附圖，對本發(fā)明做進一步說明:
一種約束度可變的混凝土抗裂性能測試裝置。由圓環(huán)狀的混凝土模部分和約束控制器部分組成，如圖2所示，凝土模部分由底板1、外環(huán)2和內環(huán)3構成。約束控制器部分包括溫度可調的熱源以及溫度控制加熱腔。熱源可采用水、氣或者其他方式，也可以直接用加熱器在內環(huán)3內形成的溫度控制加熱腔內加熱。
[0018]如圖1所示，本實施例采用水作為熱源，對本發(fā)明的約束控制器部分作詳細說明:溫度控制加熱腔4為環(huán)形水箱，在環(huán)形水箱上有進水口 5和出水口 6。
[0019]熱源由冷水箱9、熱水箱10、電加熱管11、熱水溫度傳感器12、冷水溫度傳感器13、出水溫度傳感器14、熱水電磁閥15、冷水電磁閥16、控制器17、水栗18構成。電加熱管11設置在熱水箱10內，熱水溫度傳感器12設置在熱水箱10內，冷水溫度傳感器13設置在冷水箱9內，出水溫度傳感器14設置在出水口處。熱水電磁閥15設置在熱水箱10出口處，冷水電磁閥設置在冷水箱9出口處。水栗18設置在約束度控制器出水口 6與溫度控制部分進水口之間。測試時，通過電加熱管11加熱熱水箱10中冷水，將控制器17上的溫度設定到指定溫度，控制器通過熱水溫度傳感器12和冷水溫度傳感器13分別檢測熱水箱10和冷水箱9的水溫，同時通過出水溫度傳感器14檢測出水口水溫，然后通過檢測到的三個水溫分別控制熱水電磁閥15和冷水電磁閥16的開度，以控制熱水箱10和冷水箱9的流量，從而使得熱源部分流出的水溫達到設定的溫度。
[0020]如圖3所示，外環(huán)2由兩個半圓環(huán)通過肋條7上的螺栓孔8連接固定。
[0021]采用水作為熱源的約束度可變的混凝土抗裂性能測試方法，包括以下步驟: 第一步:將內環(huán)、外環(huán)固定于底板上，將熱源的出水口和環(huán)形水箱進水口相連，將環(huán)形水箱的出水口和水栗相連。
[0022]第二步:將混凝土澆筑于外環(huán)和內環(huán)之間，設定好溫度控制部分的水溫，同時啟動水栗。
[0023]第三步:待混凝土初凝后拆除外環(huán)，此時圓環(huán)部分的內環(huán)在熱水作用下升溫膨脹，增加了圓環(huán)的約束度，同時伴隨混凝土在凝結硬化過程中水泥的水化作用和干燥收縮，大大增加了混凝土環(huán)上的拉應力，使得混凝土能夠快速開裂。記錄并比較不同混凝土開裂時間即得出不同混凝土的抗裂性能。
【主權項】
1.一種約束度可變的混凝土抗裂性能測試裝置，包括具有內環(huán)和外環(huán)的混凝土模，在所述內環(huán)和外環(huán)之間形成混凝土的圓環(huán)腔，其特征在于:還包括一約束控制器，該約束控制器包括熱源以及通過所述熱源加熱使所述內環(huán)受熱膨脹并作用在混凝土內表面的溫度控制加熱腔，該溫度控制加熱腔位于所述內環(huán)內。2.根據權利要求書I所述一種約束度可變的混凝土抗裂性能測試裝置，其特征在于:所述熱源為熱水箱和冷水箱，所述溫度控制腔為環(huán)形水箱，在所述環(huán)形水箱上設置有進水口和出水口，所述熱水箱和冷水箱并聯在所述環(huán)形水箱的進水口和環(huán)形水箱的出水口上，在所述述熱水箱和冷水箱的出水口均設置有一用于調節(jié)所述環(huán)形水箱內進水水溫的電磁閥。3.根據權利要求書2所述一種約束度可變的混凝土抗裂性能測試裝置，其特征在于:在所述環(huán)形水箱的出水口上還設置有一水栗。4.根據權利要求書2或3所述一種約束度可變的混凝土抗裂性能測試裝置，其特征在于:在所述的熱水箱內設置有加熱器。5.根據權利要求書I所述一種約束度可變的混凝土抗裂性能測試裝置，其特征在于:所述熱源為高溫氣體，所述溫度控制腔為環(huán)形氣體分布箱。6.根據權利要求書I所述一種約束度可變的混凝土抗裂性能測試裝置，其特征在于:所述熱源為加熱器，所述溫度控制腔為環(huán)形熱量分布箱，所述加熱器位于該環(huán)形熱量分布箱內。7.根據權利要求書1、2、5或6所述一種約束度可變的混凝土抗裂性能測試裝置，其特征在于:所述外環(huán)由兩個半圓環(huán)組成，在半圓環(huán)的邊緣設置有肋條，兩個半圓環(huán)通過所述肋條可拆分連接。8.—種約束度可變的混凝土抗裂性能測試方法，其特征在于:步驟如下: 第一步:安裝具有內環(huán)和外環(huán)的混凝土模，并在混凝土模的內環(huán)和外環(huán)之間澆筑混凝土圓環(huán)； 第二步:待混凝土圓環(huán)初凝后拆除外環(huán)，通過在內環(huán)內加熱內環(huán)使內環(huán)受熱膨脹的方式增加混凝土圓環(huán)的約束度，加快混凝土圓環(huán)開裂； 第三步、記錄并比較不同混凝土開裂時間即得出不同混凝土的抗裂性能。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種約束度可變的混凝土抗裂性能測試裝置及測試方法。其中測試裝置包括具有內環(huán)和外環(huán)的混凝土模，在所述內環(huán)和外環(huán)之間形成混凝土的圓環(huán)腔，其特征在于：還包括一約束控制器，該約束控制器包括熱源以及通過所述熱源加熱使所述內環(huán)受熱膨脹并作用在混凝土內表面的溫度控制加熱腔，該溫度控制加熱腔位于所述內環(huán)內。與現有技術相比，本發(fā)明結構簡單，拆卸方便，可重復使用。裝置可按照預先設定改變內環(huán)約束度，大大縮短混凝土開裂時間，通過比較混凝土開裂時間的不同而評價混凝土的抗裂性能，且整套裝置可形成自循環(huán)系統(tǒng)，節(jié)約能源。適用于科研及施工現場對混凝土早期抗裂性能的測定，具有廣泛的應用前景。
【IPC分類】G01N33/38
【公開號】CN105044315
【申請?zhí)枴緾N201510468419
【發(fā)明人】姜國慶, 何瑞, 張怡, 逯紹慧
【申請人】南京建工集團有限公司
【公開日】2015年11月11日
【申請日】2015年8月3日