一种轴向完全约束应力的试验装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种轴向完全约束应力的试验装置和测试方法，其中试验装置包括约束框架、位移传感系统、约束试件、荷载传感器、作动器以及环境箱，所述约束框架、位移传感系统、约束试件、荷载传感器以及作动器均位于环境箱内，所述约束框架由试件模板、底板和球铰构成，所述试件模板包括固定模和活动模组成，所述固定模固定在所述底板上，所述作动器固定在底板上，在作动器的执行端通过荷载传感器与活动模连接，在活动模的端部设置所述球铰。与现有技术相比，本发明专利技术结构简单，测试精度高，测试方法简单。装置可实现试件100％约束度，并可通过环境箱控制试件温度。适用于科研及施工现场对混凝土早期约束应力的测定，具有广泛的市场应用前景。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术设计一种轴向完全约束应力的试验装置及测试方法，属于混凝土建筑领域。
技术介绍
随着高强混凝土的应用越来越广泛，混凝土的水灰比越来越低，导致约束状态下的高强混凝土早龄期的开裂现象越来越严重，而评价混凝土受约束条件下的早龄期开裂风险的必不可少的一个参数就是约束应力，但是现有的测量混凝土早龄期的约束应力的装置还存在着精度不够、步骤复杂等不足之处。目前常用的测试方法主要由平板法、圆环法和单轴约束法。其中圆环法因其装置简单且能保证混凝土受均匀的环向约束被广泛使用。然而传统的圆环试验装置提供约束较小且约束度不可变，混凝土不易开裂，敏感性较差，测试周期往往很长，严重影响试验的效率和准确性。现有的轴向约束应力试验是通过预埋拉力预埋件或者千斤顶来施加荷载，这两种方法不能保证施加荷载的精确度，荷载大小的可调节性也较差。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，而提供一种轴向完全约束应力的试验装置及测试方法。本装置结构简单，测试精度高，测试方法简单。装置可实现试件100％约束度，并可通过环境箱控制试件温度。适用于科研及施工现场对混凝土早期约束应力的测定。为了实现上述技术问题，本专利技术采用以下技术方案：一种轴向完全约束应力的试验装置，其特征是：包括约束框架、位移传感系统、约束试件、荷载传感器、作动器以及环境箱，所述约束框架、位移传感系统、约束试件、荷载传感器以及作动器均位于环境箱内，所述约束框架由试件模板、底板和球铰构成，所述试件模板包括固定模和活动模组成，所述固定模固定在所述底板上，所述作动器固定在所述底板上，在所述作动器的执行端通过所述荷载传感器与所述活动模连接，在所述活动模的端部设置所述球铰；位移传感系统由位移传感器、预埋件、传输导线构成，所述预埋件安装在所述约束试件测试段的两端，所述传感器通过传输导线与所述预埋件连接用于记录测量段试件的变形。所述试件模板端头为用于增加试件固定端锚固性能的锯齿骨头状。所述试件模板的固定模和底板通过螺栓连接在一起。所述位移传感器、荷载传感器以及作动器与一电脑相连，所述电脑按设置的时间间隔检测约束试件测量段的变形，当产生变形时，作动器产生拉或压，通过球铰将荷载传递至约束试件，使其恢复到原始长度，实现100％约束度。一种测试轴向完全约束应力的方法，其特征在于，步骤如下：第一步：混凝土浇筑前在试件模板上预先铺一层塑料薄膜以减小模板与试件之间的摩擦阻力；第二步：将搅拌好的混凝土直接浇筑进约束试件的试件模板中，浇筑振捣后立即用薄膜密封防止水分蒸发；第三步：在约束试件两端固定位置处插入预埋件，将传输导线与位移传感器相连，以实时记录约束试件测量段的长度变化；第四步：盖好环境箱上模板，将位移传感器调零并固定好后，打开电脑软件，根据试验需要，选择恒温模式。设置将约束试件拉回原位的时间间隔，实验开始后，无需人工操作，电脑自动采集有关约束试件变形及约束应力的数据，获得约束应力发展过程，直至试件断裂，试验停止。与现有的技术相比，本专利技术有益效果如下：(1)通过电脑及作动器控制混凝土约束试件位移和控制荷载的大小，精度高，可调节性强。(2)约束试件放置于环境箱中，环境箱实行控温使试件保持在恒温，减小了外界环境对混凝土温度的影响，同时可以忽略温度对变形的影响。(3)通过在约束试件两端设置预埋件并连接到位移传感器实时监测约束试件测量段长度，通过设置规定时间间隔对约束试件实现变形控制，实现100％约束度。(4)底板与固定部分采用螺栓连接，便于维修。(5)混凝土试件模板端部设置成锯齿骨头状，增加了试件固定端锚固性能。附图说明图1是本装置的结构示意图；图2是本装置的俯视图。图3是该装置及测试方法测得的约束应力发展示意图。附图标记列表：1-约束试件；2-试件模板；3-螺栓；4-底板；5-聚四氟乙烯板；6-预埋件；7-传输导线；8-位移传感器；9-荷载传感器；10-作动器；11-球铰；12-电脑；13-环境箱。具体实施方式下面结合附图，对本专利技术做进一步说明：一种轴向完全约束应力的试验装置，包括约束框架、高精度位移传感系统、聚四氟乙烯板5、荷载传感器9、作动器10、电脑12、环境箱13和约束试件1。约束框架由试件模板2、螺栓3、底板4和球铰11构成。高精度位移传感系统由位移传感器8、预埋件6和传输导线7构成。试件模板2和底板3通过螺栓3连接在一起，试件模板2固定在水平框架上。如图1所示，约束试件1一端被固定，另一端可以自由活动，聚四氟乙烯板5可自由伸缩。预埋件6插入约束试件1两端，通过传输导线7量取约束试件1测量段原始长度。位移传感器8记录约束试件1测量段的变形，测试数据可实时传输。作动器10可精确控制约束试件1可移动端的位移，达到精确控制荷载大小的效果。电脑12与位移传感器8、荷载传感器9以及作动器10相连，按规定的间隔时间检测约束试件1变形，当约束试件1产生变形时，作动器10产生拉或压，通过荷载传感器9与球铰11将荷载传递至约束试件1，使其恢复到原始长度，实现100％约束度。如图2所示，试件模板2端头为锯齿骨头状，用于增加试件固定端锚固性能。如图3所示，电脑可自动采集有关约束试件变形及约束应力的数据，获得约束应力发展过程，直至试件断裂，试验停止。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种轴向完全约束应力的试验装置，其特征是：包括约束框架、位移传感系统、约束试件(1)、荷载传感器(9)、作动器(10)以及环境箱(13)，所述约束框架、位移传感系统、约束试件(1)、荷载传感器(9)以及作动器(10)均位于环境箱(13)内，所述约束框架由试件模板(2)、底板(4)和球铰(11)构成，所述试件模板包括固定模和活动模组成，所述固定模固定在所述底板上，所述作动器固定在所述底板上，在所述作动器的执行端通过所述荷载传感器与所述活动模连接，在所述活动模的端部设置所述球铰；位移传感系统由位移传感器(8)、预埋件(6)、传输导线(7)构成，所述预埋件安装在所述约束试件测试段的两端，所述传感器通过传输导线与所述预埋件连接用于记录测量段试件的变形。

【技术特征摘要】
1.一种轴向完全约束应力的试验装置，其特征是：包括约束框架、位移传感系统、约束试件(1)、荷载传感器(9)、作动器(10)以及环境箱(13)，所述约束框架、位移传感系统、约束试件(1)、荷载传感器(9)以及作动器(10)均位于环境箱(13)内，所述约束框架由试件模板(2)、底板(4)和球铰(11)构成，所述试件模板包括固定模和活动模组成，所述固定模固定在所述底板上，所述作动器固定在所述底板上，在所述作动器的执行端通过所述荷载传感器与所述活动模连接，在所述活动模的端部设置所述球铰；位移传感系统由位移传感器(8)、预埋件(6)、传输导线(7)构成，所述预埋件安装在所述约束试件测试段的两端，所述传感器通过传输导线与所述预埋件连接用于记录测量段试件的变形。2.根据权利要求1所述的试验装置，其特征在于：所述试件模板(2)端头为用于增加试件固定端锚固性能的锯齿骨头状。3.根据权利要求书1所述的试验装置，其特征在于：所述试件模板(2)的固定模和底板(4)通过螺栓(3)连接在一起。4.根据权利要求书1所述的一种轴向完全约束应力的试验装置，其特征在于：所...

【专利技术属性】
技术研发人员：沈德建，王文婷，焦阳，周柏忠，刘凯奇，刘继伟，严晶晶，刘艳梅，
申请(专利权)人：河海大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32