混凝土开裂敏感性测试装置及抗裂能力评价方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种混凝土开裂敏感性测试装置，由一干燥收缩测试装置，一自收缩测试装置，及一约束收缩测试装置组合而成。本发明专利技术的混凝土开裂敏感性测试装置及评价方法，可在线计算混凝土经时弹性模量变化、混凝土收缩应力、抗裂因子以评价混凝土配合比及在配筋条件下的整体抗裂能力，主要用于控制现浇混凝土的开裂敏感性，特别是控制胶凝材料的开裂趋势，从而减少现浇混凝土的收缩应力，降低混凝土开裂风险。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种混凝土开裂敏感性的测试装置及评价方法，主要用于控制现浇混凝土的开裂敏感性，并评价混凝土配合比在配筋条件下的整体抗裂能力，提高混凝土工程开裂预控能力； 技术背景国内外针对不同胶凝体系混凝土材料体积稳定性的研究十分活跃，采用的研 究方法主要为干燥收縮、自生体积变形、热力学性能、徐变、约束开裂试验等。 根据设计模具尺寸的不同，测试的对象可在混凝土、砂浆及水泥浆体之间进行相 应的变化，测试的技术手段主要为千分表法、传感器法等，测试结果可通过位移、 长度、应力、重量、应变、热量、开裂时间等参数来表征。其测试的准确度、精 度以及可重复性与仪器设备参数、实验环境条件、试验构件的龄期等密切相关。在评价收縮、开裂方法的进展上,值得介绍的是德国幕尼黑技术大学 R.Springen schmid教授早在1969年开发的开裂试验架装置。这个装置可以模拟 混凝土在初龄期受约束条件下产生的应力，混凝土从半液半固态的粘塑性体开始 转变为粘弹性体过程，弹性模量迅速增长、徐变松弛作用减小都可以得到综合的 反映。由于混凝土变形很大程度上被刚性的构架所阻止,因此可以定量测得混凝 土的开裂趋势和水泥的开裂敏感性,适用于为工程选择抗裂性能较好、开裂趋势 较小的原材料和配合比,也可以用于预测已知结构参数、混凝土材料和浇注温度 等条件时开裂的可能性,因此能够采取必要的防范措施。国际上对混凝土抗裂性能常用的研究方法还有平板法，新平板法、椭圆法、 圆环法和棱柱体法。在后几种方法中常用的是圆环法，因为大圆环试验可以评价 混凝土自收縮和干燥收縮产生的自应力对混凝土的抗裂性能，虽然由于粗骨料的 存在使混凝土环表面水份蒸发受到一定的阻碍，从而使混凝土外表面不能沿环均 匀收縮，再加上粗骨料对裂缝限制分散作用，使混凝土表面产生微裂纹，从而释 放部分应力，使测出可见裂缝的最大宽度降低，影响了评价效果，但总的来说为 混凝土提供了完全均匀的约束，体现了混凝土在约束条件下收縮和应力松弛的综 合作用。在此基础上设计的小圆环法可以避开粗细骨料的限制收縮影响，通过提供一个稳定的等价内环的约束条件，在径向和切向应力共同作用下，能够直接 评价不同胶凝材料组成的早期开裂敏感性。目前在工程中用来评价混凝土抗裂性能的指标有以下几种，(1)抗拉强度、 极限拉伸率等。(2)测定混凝土的干縮值，并以其评定混凝土开裂的可能性。然而，研究发现，温度收縮和自身收縮也是引起开裂的主要原因，测定干縮值来评 价混凝土开裂的方法，对低水灰比混凝土就不适宜了。因此单一的从某一个性能 方面来评价混凝土材料配合比或者某种特种工程材料的应用对混凝土抗裂能力 的好与坏是不全面的，也是不科学的。有必要兼顾、综合分析与裂缝产生过程有 关的物理力学、变形等参数，可从定性角度评价其利弊、从定量角度分析其影响 程度。
技术实现思路
本专利技术的目的在于弥补现有技术的不足，提供一种混凝土开裂敏感性测试装置。为了实现上述专利技术目的，本专利技术采用了以下技术方案 一种混凝土开裂敏感 性测试装置，其特征在于由一干燥收縮测试装置， 一自收縮测试装置，及一约 束收縮测试装置组合而成，所述自动收縮装置，由一高精密数字位移计、 一混凝 土密封模具桶，及一用于测量混凝土温度的测温设备构成。进一步地，上述约束收縮装置包括一圆柱体两端留有孔口的钢模具、 一低弹 模纤维筋、 一差动变压数字位移测试系统及计算机系统，所述低弹模纤维筋轴向 贯穿过模具，所述差动变压数字位移测试系统的位移计连接弹模纤维筋两端，并 通过数据电缆连接于计算机系统。本专利技术的目的还在于提供一种对混凝土抗裂能力的评价方法。本专利技术采用的混凝土抗裂能力评价方法，包括以下步骤-(1) 测量并计算混凝土的极限拉伸率ep，徐变系数Vc，干燥收縮变形Sd,，自生 体积变形&，温差AT，线性膨胀系数ot及基础约束系数R;(2) 将上述测得的数值代入以下公式，计得抗裂因子Kac<formula>formula see original document page 5</formula>Ar - & - s。，s式中ep——混凝土极限拉伸率；VC——徐变系数；￡d,s^~干燥收縮变形；&^自生体积变形；AT~~温差；(X——线性膨胀系数；R——基础约束系数；0SR51。 (3)根据抗裂因子Kae的大小得知混凝土抗裂性能的强与弱。本专利技术的混凝土开裂敏感性测试装置及评价方法，主要用于控制现浇混凝土 的开裂敏感性，特别是控制混凝土中胶凝材料的开裂趋势，从而减少现浇混凝土 的收縮应力，降低混凝土开裂风险。该测试装置及开裂评价方法充分利用混凝土 的自由收縮、干燥收缩和温度收縮以及约束条件下总收縮的相互关系和作用特 点，集成先进电子测试、传感器技术、混凝土材料制备技术，可在线计算混凝土 经时弹性模量变化、计算混凝土收縮应力，计算抗裂因子以评价混凝土配合比及 在配筋条件下的整体抗裂能力。本专利技术采用的高精度位移传感器法具有以下特点:l)高精密数字位移计(传感器)测量精度高，可达0.1pm量级，较千分表精度高出10倍，2)由于传感器 不是埋入式的，没有和混凝土温度变形不同步的问题，所以测量不受混凝土弹性 模量的影响，可以测量早期的自生体积变形；3)密封桶具有良好的密封性，保证试 件的绝湿状态；4)通过对温度影响的修正，可消除温度对自生体积变形以及传感 器的影响；5)传感器可重复使用，长期试验成本相对较低；6)密封桶内衬以橡胶 皮、黄油和塑料薄膜，降低了模具对混凝土的约束作用。附图说明图1是高精度位移传感器测试装置示意图。 图2是混凝土体积变形约束力测试装置示意图。 图3是混凝土开裂分析模型方框图。 实施例1混凝土自收縮测试装置参照《水工混凝土试验规程》(DL/T5150-2001)自生体积变形试验方法，如图1所示，设计的这套测定装置包括固定于支架4上的高精密数字位移计(传感器)1、混凝土密封模具桶2以及测温设备3部分。混凝土密封模具桶2的顶部 水平放置有一平板玻璃，高精密数字位移计1的传感器11置于该平板玻璃的表 面，测温设备3用于测量密封模具桶2内外温度。高精密数字位移计1的测量范围为ilmm，分辨率为0.0001mm;差动变压 器(LVDT)的温度数-0.01%厂。 -0.05%化，具有较强的抗干扰能力。设计加工的 专用支架可消除传感器ll本身的松弛，适应不同尺寸试件的测量需要。混凝土 密封模具桶2用镀锌铁皮制作，用塑料布、黄油和2mm厚橡皮贴于铁桶内壁， 减小侧面变形约束。混凝土内部测温采用XJY-0162智能巡检仪，外部测温采用 数字温度计。试件成型后立即置于预先调好试验温度的恒温室中。测量试件的原始长度 LO，试件顶部放置玻璃板，传感器的探头和玻璃板保持垂直，以减少实验误差。 调零后读取位移初始值aO，同时读取混凝土内部的温度TOl、 T02、 T03，取3 个数的平均值作为混凝土内部的温度初值TO，并用数字温度仪记录试件外部初 始温度TIO。 3d内每天读4 5次数(ai,Til，Ti2，Ti3及Tli),以后每天读3个数。混凝土自生体积变形由下式计算:si=(ai-aO)/LO+C 1 (Ti-T0)+C2(Til-T10).式 中:e本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种混凝土开裂敏感性测试装置，其特征在于：由一干燥收缩测试装置，一自收缩测试装置，及一约束收缩测试装置组合而成，所述自动收缩装置，由一高精密数字位移计、一混凝土密封模具桶，及一用于测量混凝土温度的测温设备构成。

【技术特征摘要】
1、 一种混凝土开裂敏感性测试装置，其特征在于由一干燥收缩测试装置，一 自收縮测试装置，及一约束收縮测试装置组合而成，所述自动收縮装置，由一高 精密数字位移计、 一混凝土密封模具桶，及一用于测量混凝土温度的测温设备构 成。2、根据权利要求1所述的混凝土开裂敏感性测试装置，其特征在于所述约束 收缩装置包括一圆柱体两端留有孔口的钢模具、 一低弹模纤维筋、 一差动变压数 字位移测试系统及计算机系统，所述低弹模纤维筋轴向贯穿过模具，所述差动变 压数字位移测试系统的位移计连接弹模纤维筋两端，并通过数据电缆连接于计算 机系统。3、 ...

【专利技术属性】
技术研发人员：王胜年，王迎飞，黄雁飞，
申请(专利权)人：中交第四航务工程局有限公司，中交四航工程研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：81[]