一种泡沫混凝土孔结构强度测试方法及其应用技术

本发明专利技术公开了一种泡沫混凝土孔结构强度测试方法及其应用，测试方法包括以下步骤：S1.在样块顶面通过光学显微镜得到平均孔径d和平均孔壁厚度h；S2.在样块顶面选定n个测试区域，对各测试区域进行孔结构破坏压力F

【技术实现步骤摘要】
一种泡沫混凝土孔结构强度测试方法及其应用


[0001]本专利技术涉及泡沫混凝土强度检测，具体地指一种泡沫混凝土孔结构强度测试方法及其应用。

技术介绍

[0002]泡沫混凝土是将发泡剂用机械方式充分发泡，并将泡沫与水泥浆均匀混合，然后经过发泡机的泵送系统进行现浇施工或模具成型，经自然养护所形成的一种含有大量封闭气孔的新型轻质保温材料。
[0003]泡沫混凝土作为一种多孔材料，孔径一般为0.1
‑
3mm，其强度表征目前大多采用宏观强度，比如钻芯取样法：在混凝土构件上截取边长为100mm立方体的混凝土样品，在混凝土压力试验机下测得抗压强度。该方法具有以下缺点：(1)直接大面积破坏混凝土结构构件，需要后期进行加固补强处理；(2)由于要避免混凝土构件重要部位不被破坏，取样有一定的局限性。
[0004]上述方法测定的抗压强度仅表示泡沫混凝土的整体性能，并不能判定其局部强度。根据多孔材料的结构特点，其宏观强度是由搭接孔的孔壁强度所构成的，而由于多孔材料的成型特点，其内部孔壁结构并不是完全均相分布的，孔结构或多或少存在缺陷，不同区域的缺陷程度可能存在较大差异。目前，关于多孔材料孔结构与孔强度之间的关系分析，大多是从孔隙率、孔径、圆度等参数入手，但这些参数对材料的强度影响只能进行定性或半定量分析，并不能建立起直接的数值关系。
[0005]因此，需要开发出一种操作简单、非整体性破坏的泡沫混凝土孔结构强度测试方法，并将该测试方法在泡沫混凝土产品的局部缺陷分析或宏观强度预测方面进行实际应用。
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技术实现思路

[0006]本专利技术的目的就是要解决上述
技术介绍
的不足，提供一种操作简单、非整体性破坏的泡沫混凝土孔结构强度测试方法，并将该测试方法在泡沫混凝土产品的局部缺陷分析或宏观强度预测方面进行实际应用。
[0007]本专利技术的技术方案为：
[0008]本专利技术的目的之一是提供一种泡沫混凝土孔结构强度测试方法，其特征在于，包括以下步骤：
[0009]S1.取边长L尺寸满足0.5cm≤L≤1.5cm的正方体样块，在样块顶面通过光学显微镜得到平均孔径d和平均孔壁厚度h；
[0010]S2.在样块顶面选定n个测试区域，n为≥4的正整数，选择直径D满足d<D<2d的压头对各测试区域进行孔结构破坏压力F
i
的测定，i＝1,2,3
…
,n，具体测定包括：将压头对准各测试区域进行下压直到孔结构被破坏，监测压头下压过程所受压力，取所受压力最大值为孔结构破坏压力F
i
；
[0011]S3.计算各测试区域的孔结构强度δ
i
，
[0012][0013]其中，δ
i
＝孔结构强度，单位为MPa；
[0014]F
i
＝孔结构破坏压力，单位为N；
[0015]S＝破坏接触面积，单位为mm2；
[0016]h＝平均孔壁厚度，单位为mm；
[0017]d＝平均孔径，单位为mm；
[0018]D＝压头直径，单位为mm；
[0019]S4.将所有孔结构强度δ
i
取平均值，i＝1,2,3
…
,n，得到样块的平均孔结构强度δ。
[0020]优选的，所述步骤S1中，得到样块的平均孔径d和平均孔壁厚度h具体步骤包括：
[0021]在样块顶面通过光学显微镜随机测定N个孔结构的孔径和孔壁厚度，N为≥3的正整数，对所有测得的孔径取平均值得到平均孔径d，对所有测得的孔壁厚度取平均值得到平均孔壁厚度h。
[0022]优选的，N取值范围为3
‑
10。
[0023]优选的，所述步骤S1中L＝1cm。
[0024]优选的，所述步骤S2中n取值范围为4
‑
16。
[0025]优选的，所述步骤S2中压头下压速率为5
‑
50mm/min。
[0026]本专利技术目的之二是提供一种以上任一所述的泡沫混凝土孔结构强度测试方法的应用，其特征在于，用于泡沫混凝土待测产品的局部缺陷分析或宏观强度预测。
[0027]优选的，所述局部缺陷分析包括以下步骤：
[0028]a.选取多个泡沫混凝土合格产品，对各合格产品测定平均孔结构强度，对所有合格产品的平均孔结构强度取平均值得到标准孔结构强度δ0；
[0029]b.在泡沫混凝土待测产品选取多处局部位置，对各局部位置进行平均孔结构强度测定得到局部平均孔结构强度δ
’
；
[0030]c.比较δ
’
与δ0大小，根据比较结果进行各局部位置的孔结构缺陷判定：
[0031]若δ
’
≥δ0，则判定局部位置的孔结构缺陷符合标准水平；
[0032]若δ
’
＜δ0，则判定局部位置的结构缺陷不符合标准水平。
[0033]优选的，宏观强度预测包括以下步骤：
[0034]a.选取多个泡沫混凝土合格产品，对各合格产品测定宏观强度和平均孔结构强度，对所有合格产品的宏观强度取平均值得到标准宏观强度Φ0、对所有合格产品的平均孔结构强度取平均值得到标准孔结构强度δ0，计算标准放大系数K0＝Φ0/δ0；
[0035]b.在泡沫混凝土待测产品上取样测定平均孔结构强度δ，计算预测宏观强度Φ
’
＝δ
×
K0。
[0036]本专利技术的有益效果为：
[0037]1.取样体积较小，对泡沫混凝土构件几乎无损伤，便于在泡沫混凝土构件各个局部位置取样。
[0038]2.采用了直径d＜D＜2d的压头对样品进行下压，如此设置的目的为了保证压头至少对一个完整孔进行破坏，同时避免压头对多个孔进行破坏时产生的误差。
[0039]3.将泡沫混凝土待测产品的局部平均孔结构强度δ
’
与标准孔结构强度δ0进行比较，即可快速、准确地判定此处孔结构缺陷是否满足要求，实现局部位置孔结构的检测和评估。
[0040]4.通过待测混凝土产品上随机一处取样得到的平均孔结构强度δ，与标准混凝土产品的标准放大系数K0相乘即可快速得到预测宏观强度，避免了大体积取样对泡沫混凝土构件造成的破坏性损伤。
附图说明
[0041]图1为测试中孔结构在压头作用下的受压示意图
[0042]图2为本专利技术泡沫混凝土孔结构强度测试装置结构示意图
[0043]图3为数显控制器结构示意图
[0044]图4为压杆结构和压头零件示意图
[0045]其中：1
‑
水平横梁、2
‑
传感器、3
‑
支架、4
‑
数显控制器、5
‑
压杆(51
‑
凸台)、6
‑
压头(61
‑
中心压头611
‑
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种泡沫混凝土孔结构强度测试方法，其特征在于，包括以下步骤：S1.取边长L尺寸满足0.5cm≤L≤1.5cm的正方体样块，在样块顶面通过光学显微镜得到平均孔径d和平均孔壁厚度h；S2.在样块顶面选定n个测试区域，n为≥4的正整数，选择直径D满足d<D<2d的压头对各测试区域进行孔结构破坏压力F
i
的测定，i＝1,2,3
…
,n，具体测定包括：将压头对准各测试区域进行下压直到孔结构被破坏，监测压头下压过程所受压力，取所受压力最大值为孔结构破坏压力F
i
；S3.计算各测试区域的孔结构强度δ
i
，其中，δ
i
＝孔结构强度，单位为MPa；F
i
＝孔结构破坏压力，单位为N；S＝破坏接触面积，单位为mm2；h＝平均孔壁厚度，单位为mm；d＝平均孔径，单位为mm；D＝压头直径，单位为mm；S4.将所有孔结构强度δ
i
取平均值，i＝1,2,3
…
,n，得到样块的平均孔结构强度δ。2.如权利要求1所述的泡沫混凝土孔结构强度测试方法，其特征在于，所述步骤S1中，得到样块的平均孔径d和平均孔壁厚度h具体步骤包括：在样块顶面通过光学显微镜随机测定N个孔结构的孔径和孔壁厚度，N为≥3的正整数，对所有测得的孔径取平均值得到平均孔径d，对所有测得的孔壁厚度取平均值得到平均孔壁厚度h。3.如权利要求2所述的泡沫混凝土孔结构强度测试方法，其特征在于，N取值范围为3
‑
10。4.如权利要求1所述的泡沫混凝土孔结构强度测试方法，其特征在于，所述步骤S1中L＝1cm。5.如权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：金浪，张国志，刘可心，陈飞翔，明鑫，肖蓟，王伟光，王敏，彭成明，郑和晖，田飞，李刚，
申请(专利权)人：中交公路长大桥建设国家工程研究中心有限公司，
类型：发明
国别省市：