本发明专利技术提供一种早期混凝土裂缝诱导测试装置，包括：一块矩形钢制底板、底板两端的六棱钢柱、凹字型钢制侧模板、若干个长方体块和带有刀口的长方体块。底板中部沿着长边方向有凹槽，用来放置长方体块和带有刀口的长方体块。底板上六棱钢柱之间以及带有刀口的长方体块之间的间距、数量和刀口角度可以自由调节，带有刀口的长方体块与混凝土试件上表面的距离也可以调节以反应不同约束形式对混凝土开裂的影响。试验时可在混凝土上表面与刀口之间纵向布置不同于传统电阻应变片的光纤光栅温度和应变传感器，其测量精度高稳定性好可以准确完整监测到混凝土浇筑后的收缩、温度变形及开裂情况。
【技术实现步骤摘要】
早期混凝土裂缝诱导测试装置
本专利技术涉及早龄期混凝土约束收缩开裂的测试装置以及诱导混凝土开裂的方法。
技术介绍
随着时代的发展和社会的进步，超高层、大跨度、复杂结构形式等土木建设需求对混凝土材料的各项性能提出了更高的要求。因此，掺入各种掺合料和外加剂的高强高性能混凝土应运而生。但是研究者和施工人员发现，高强高性能混凝土在早期更容易产生裂缝，严重影响了结构的耐久性。混凝土开裂主要是由于混凝土内部或表面的湿度梯度和温度梯度在水化过程中不断变化引起变形应力，应力受到约束的影响时会在混凝土结构局部产生应力集中，当变形应力的发展超过抗拉强度的发展时，便导致混凝土结构早期裂缝的产生。同时由于现如今混凝土材料中的水泥细度增加、水灰比较低、超细矿物掺合料的应用使得结构具有更强的开裂敏感性。有专家指出开裂以后的混凝土,其渗透系数会提高几个等级。所以，为了避免或减少实际工程中混凝土的开裂现象，前期对混凝土的抗裂性能进行评价就显得尤为重要。针对测试混凝土早龄期收缩开裂的方法,各国并无统一标准。目前混凝土在限制条件下开裂性能的测试方法主要分为平板法、圆环法和棱柱体法。这些测试方法可以从定性方面对建筑结构工程中混凝土材料的开裂趋势和规律进行评价，预测其抗裂性能的优劣，也可以量化具体评价指标，虽然可以解决某些问题但是各自仍有不足，存在很大的局限性。棱柱体法是目前用于评价混凝土早期约束收缩开裂性能的理想手段，但是试验设备造价较高，对仪器的灵敏度要求严格，而且不方便于在现场试验。圆环法使用最为广泛，简单易操作，但是开裂敏感性较差且裂缝产生无规律。平板法是我国规范中推荐的使用方法，但是裂缝的产生也比较随机，在裂缝的量化和观测方面仍有不足。本专利技术所涉及的混凝土开裂诱导装置不仅大致可以控制裂缝产生的位置和数量还可准确观测到混凝土收缩和温度变形的大小，增加对试件裂缝观测和开裂评估的准确性。试验方法简单有效，操作方便。
技术实现思路
本专利技术提供一种操作简单，所测数据准确，可方便于施工现场实地测量的早期混凝土开裂诱导试验装置和方法。对试件端部和底部同时施加约束，且约束形式可以调节，不止定性的观测试件裂缝的分布情况还可以定量分析其应变产生规律。早期混凝土裂缝诱导测试装置，其特征在于，包括：一块矩形钢制底板(1)，钢柱(9)，四块凹字型钢制侧模板，螺栓(6)，长方体块(13)，带有刀口的长方体块(8)，光栅应变传感器(10)，光栅温度传感器(14)，光纤(11)，解调仪(12)。该早期混凝土裂缝诱导测试装置为工字型，中间细长，两端局部扩大且所有装置均为钢制。四块侧模板彼此之间以及与底板(1)之间均通过螺栓(6)连接。底板(1)的中间开有凹槽(7)，并在底板(1)两端布置有约束钢柱(9)，钢柱(9)的高度、侧模板的高度均与混凝土试件的高度一致。在底板(1)中部凹槽(7)处可以放置长方体块(13)和带有刀口的长方体块(8)。长方体块(13)和带有刀口的长方体块(8)长度方向与凹槽(7)长度方向相同，长方体块(13)和带有刀口的长方体块(8)宽度方向与凹槽(7)的开口宽度相同。在底板(1)中部凹槽(7)处可以放置不同高度的长方体块(13)。在不需要布置带有刀口的长方体块(8)处的凹槽(7)处放置高度与凹槽(7)的高度相同且与底板(1)的上表面相平的长方体块(13)；在需要布置带有刀口的长方体块(8)处的凹槽(7)处，可以在带有刀口的长方体块(8)的下面放置不同高度的长方体块(13)。依据凹槽(7)中所放置长方体块(13)的高度h不同，带有刀口的长方体块(8)距离混凝土试件上表面的间距调节为不同的高度形式进而反应其诱导混凝土试件开裂的程度；底板(1)两端配有钢柱(9)其作用为给混凝土提供端部约束，底板(1)中部凹槽(7)用于放置带有刀口的长方体块(8)以对混凝土提供中部约束，或者是放置高度与底板(1)的上表面相平的长方体块(13)以对混凝土无诱导开裂的作用。混凝土浇筑前，在不需要布置带有刀口的长方体块(8)处的凹槽(7)处放置高度与凹槽(7)的高度相同且与底板(1)的上表面相平的长方体块(13)；在需要布置带有刀口的长方体块(8)处的凹槽(7)处，通过在带有刀口的长方体块(8)的下面放置不同高度的长方体块(13)调整带有刀口的长方体块(8)的刀口与混凝土试件上表面的距离。然后将四块侧模板拼装完成后，在试模底部与内侧涂抹矿物油脂，保证混凝土试件除了受钢柱(9)和刀口约束外，底板(1)和侧模板不限制试件的收缩变形。在浇筑混凝土至刀口上方与侧模板顶面相距二分之一高度处暂停浇筑，将其振捣密实后在混凝土表面放置软质透明胶管(15)。胶管(15)内提前穿入焊接有光栅应变传感器(10)和光栅温度传感器(14)的光纤(11)。光纤(11)均是沿着试件纵向布置，距试件顶面高度依据试验需求选取，大致在刀口与混凝土试件顶面距离三分之一至二分之一高度处。继续浇筑混凝土至与侧模板平齐，待混凝土振捣密实后，将胶管(15)拔出。稍加振捣用抹子刮平试件表面后在上铺塑料薄膜养护至所需龄期，拆除侧模板将混凝土试件放到试验条件下进行裂缝的观测和计算。通过将解调仪(12)中的数据导入计算机中观测试件埋有传感器位置处的应变值，通过裂缝观测仪读取裂缝宽度。带有刀口的长方体块(8)顶部刀口的角度α即刀口顶点连接处两斜面之间的夹角可以为不同规格，通过刀口角度的大小不同反应其诱导混凝土试件产生裂缝的规律。同时带有刀口的长方体块(8)的数量和间距也可自由调节，进一步反应其影响混凝土试件开裂的情况。本专利技术底板(1)两端为钢柱(9)并在底部中间开有凹槽(7)。本专利技术侧模板(2)、(3)、(4)、(5)为四块凹字型钢制侧模板。本专利技术钢柱(9)的高度、侧模板(2)、(3)、(4)、(5)的高度均与试件的高度一致。本专利技术底板(1)中部均匀布置若干个凹槽(7)。本专利技术钢柱(9)为等边六棱柱，其边长、数量和间距布置可自由调节，进而反应其对混凝土试件约束程度的大小。本专利技术底板(1)中部凹槽(7)处放置的长方体块(13)长度方向与凹槽(7)长度方向相同，长方体块(13)宽度方向与凹槽(7)的开口宽度相同。本专利技术长方体块(13)的高度选择依据试验需求选取。在不需要布置带有刀口的长方体块(8)处的凹槽(7)处放置高度与凹槽(7)的高度相同且与底板(1)的上表面相平的长方体块(13)；在需要布置带有刀口的长方体块(8)处的凹槽(7)处，可以在带有刀口的长方体块(8)的下面放置不同高度的长方体块(13)。本专利技术依据凹槽(7)中所放置长方体块(13)的高度h不同，带有刀口的长方体块(8)距离混凝土试件上表面的间距可以调节为不同的高度形式进而反应其诱导混凝土试件开裂的程度。本专利技术带有刀口的长方体块(8)顶部刀口的角度α(刀口顶点连接处两斜面之间的夹角)可以为不同规格，通过刀口角度的大小不同反应其诱导混凝土试件产生裂缝的规律。同时带有刀口的长方体块(8)的数量和间距也可自由调节，进一步反应其影响混凝土试件开裂的情况。本专利技术底板(1)两端配有钢柱(9)用来给混凝土提供端部约束，底板(1)中部凹槽(7)用来放置带有刀口的长方体块(8)以给混凝土提供中部约束，或者是放置高度与底板(1)的上表面相平的长方体块(13)以对混凝土无诱导开裂的本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.早期混凝土裂缝诱导测试装置，其特征在于，包括：一块矩形钢制底板(1)，钢柱(9)，四块凹字型钢制侧模板，螺栓，长方体块(13)，带有刀口的长方体块(8)，光栅应变传感器(10)，光栅温度传感器(14)，光纤(11)，解调仪(12)；该早期混凝土裂缝诱导测试装置为工字型，中间细长，两端局部扩大且所有装置均为钢制；四块侧模板与底板(1)之间均通过螺栓连接；底板(1)的中间开有凹槽(7)，并在底板两端布置有约束钢柱(9)，钢柱(9)的高度、侧模板的高度均与混凝土试件的高度一致；在底板(1)中部凹槽(7)处放置长方体块(13)或/和带有刀口的长方体块(8)；长方体块(13)和带有刀口的长方体块(8)长度方向与凹槽(7)长度方向相同；长方体块(13)和带有刀口的长方体块(8)宽度方向与凹槽(7)的开口宽度相同；在底板(1)中部凹槽(7)处能放置不同高度的长方体块(13)，在不需要布置带有刀口的长方体块(8)处的凹槽(7)处放置高度与凹槽(7)的高度相同且与底板(1)的上表面相平的长方体块(13)；在需要布置带有刀口的长方体块(8)处的凹槽(7)处，在带有刀口的长方体块(8)的下面放置不同高度的长方体块(13)或者只放置带有刀口的长方体块(8)；依据凹槽(7)中所放置长方体块(13)的高度不同，带有刀口的长方体块(8)距离混凝土试件上表面的间距调节为不同的高度形式进而反应其诱导混凝土试件开裂的程度；底板(1)两端配有钢柱(9)为给混凝土提供端部约束，底板(1)中部凹槽(7)用于放置带有刀口的长方体块(8)以对混凝土提供中部约束；或者是仅仅放置高度与底板(1)的上表面相平的长方体块(13)以对混凝土无诱导开裂的作用。...
【技术特征摘要】
1.早期混凝土裂缝诱导测试装置，其特征在于，包括：一块矩形钢制底板(1)，钢柱(9)，四块凹字型钢制侧模板，螺栓，长方体块(13)，带有刀口的长方体块(8)，光栅应变传感器(10)，光栅温度传感器(14)，光纤(11)，解调仪(12)；该早期混凝土裂缝诱导测试装置为工字型，中间细长，两端局部扩大且所有装置均为钢制；四块侧模板与底板(1)之间均通过螺栓连接；底板(1)的中间开有凹槽(7)，并在底板两端布置有约束钢柱(9)，钢柱(9)的高度、侧模板的高度均与混凝土试件的高度一致；在底板(1)中部凹槽(7)处放置长方体块(13)或/和带有刀口的长方体块(8)；长方体块(13)和带有刀口的长方体块(8)长度方向与凹槽(7)长度方向相同；长方体块(13)和带有刀口的长方体块(8)宽度方向与凹槽(7)的开口宽度相同；在底板(1)中部凹槽(7)处能放置不同高度的长方体块(13)，在不需要布置带有刀口的长方体块(8)处的凹槽(7)处放置高度与凹槽(7)的高度相同且与底板(1)的上表面相平的长方体块(13)；在需要布置带有刀口的长方体块(8)处的凹槽(7)处，在带有刀口的长方体块(8)的下面放置不同高度的长方体块(13)或者只放置带有刀口的长方体块(8)；依据凹槽(7)中所放置长方体块(13)的高度不同，带有刀口的长方体块(8)距离混凝土试件上表面的间距调节为不同的高度形式进而反应其诱导混凝土试件开裂的程度；底板(1)两端配有钢柱(9)为给混凝土提供端部约束，底板(1)中部凹槽(7)用于放置带有刀口的长方体块(8)以对混凝土提供中部约束；或者是仅仅放置高度与底板(1)的上表面相平的长方体块(13)以对混凝土无诱导开裂的作用。2.根据权利要求1所述的装置，其特征在于，带有刀口的长方体块(8)顶部刀口的角度α即刀口顶点连接处两斜面之间的夹角能为不同规格，通过刀口角度的大小不同反应其诱导混凝土试件产生裂缝的规律；同时带有刀口的长方体块(8)的数量和间距能自由调节，进一步反应其影响混凝土试件开裂...
【专利技术属性】
技术研发人员：李悦，李敏，李亚强，王子赓，李战国，
申请(专利权)人：北京工业大学，
类型：发明
国别省市：北京,11
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