一种放大机构以及混凝土体积变形测试方法技术

本发明专利技术公开了一种放大机构以及混凝土体积变形测试方法，属于混凝土体积变形测试技术领域

【技术实现步骤摘要】
一种放大机构以及混凝土体积变形测试方法


[0001]本专利技术涉及一种放大机构以及混凝土体积变形测试方法，属于混凝土体积变形测试

。

技术介绍

[0002]混凝土是消耗量最大的建筑材料，具备可塑性好
、
强度高等优点
。
然而，这种由水泥
、
水
、
骨料及其他外掺剂混合而成的材料，还存在一些“先天性不良”的问题，如韧性差
、
抗拉强度低
、
易收缩开裂等
。
开裂是导致实际混凝土结构耐久性和使用寿命降低的主要因素，也是当前各类混凝土结构面临的普遍问题
。
研究发现，混凝土材料开裂现象是多方面因素综合作用的结果，绝大多数开裂是因约束条件下的收缩变形引起的
。
混凝土的收缩可分为塑性收缩
、
自生收缩
、
干燥收缩和碳化收缩等
。
以下主要介绍我国三种混凝土收缩试验方法，具体为：
[0003](1)
混凝土干燥收缩
[0004]随着混凝土水化作用的进行，各种收缩变形主要发生的时间段并不相同，在混凝土不同阶段中占据主导地位的收缩类型也不相同
。
干燥收缩在整个混凝土结硬过程中持续存在，
28d
后依然进行，还有可能继续若干年甚至几十年
。
研究发现干缩往往是形成混凝土结构裂缝的关键因素，且干缩裂缝成因复杂，与施工
、
设计
>、
环境条件及材料方面联系紧密，使此类问题不易解决
。
[0005]混凝土干燥收缩主要发生在硬化脱模后，受到环境影响较大，持续时间较长
。
国内通常依照
GB/T50082—2009《
普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法
》
中指定的收缩试验装置来测量混凝土的干燥收缩值；即通过测试混凝土棱柱体试件
100mm
×
100mm
×
515mm
在干燥条件下不同龄期的长度进行评价，测试方法具体为：棱柱体试件拆模后测定初始长度，然后在温度为
20
±
2℃
，湿度为
95
％以上的标准养室养护至规定龄期后转移至干缩室中进行养护；试件送至干缩室后立即进行测长，此长度即为试件的基准长度，随后按龄期在干缩室测定试件的长度，测长时至少重复三次读数
。
由于试件需重复取出放置，易触碰表架及表杆，难以充分保证试件每次放置的位置与方向的一致性，且每次测量前需先用标准杆校正仪器的零点，故而任务量大，测量误差难以避免
。
[0006]也有研究者采用标架千分表测试混凝土棱柱体试件的干燥收缩，该方法将试块安装在千分表架上，在不同龄期读数，虽然避免了多次搬动试块或移动测量仪器产生扰动，但由于采用接触式，给混凝土试件增加了额外的荷载，这些误差可能会导致检测结果的偏差，采集得到的有效数据较为有限，需要进行校准和修正；且需人工频繁记录，耗时费力
。
[0007]由于传统监测技术的局限性，已有基于图像处理技术表征混凝土收缩的研究，然而从混凝土表面的图像中提取有关干燥收缩的特征具有一定困难，某些情况下，需要人工参与对图像进行标记
、
分类或筛选，这需要专业知识和经验，并且增加了人力成本和时间消耗；且对于光照
、
摄像机角度和环境条件等因素较为敏感
。
[0008]而如何准确
、
智能
、
省时省力的测量混凝土干燥收缩还是行业技术人员亟需解决
的问题
。
[0009](2)
混凝土自生收缩
[0010]混凝土自生收缩主要发生在混凝土成型后的
3d
内，是指初凝以后水泥水化形成水化硅酸钙与水化铝酸钙凝胶导致的表观体积减小，其与因自身物质增减
、
温湿度变化
、
外部加载或约束而引起的体积变化无关，是混凝土在恒温恒重且没有受到外力和约束的情况下，由混凝土材料自身的物理和化学变化而引起的体积形变
。
研究表明，自生收缩占总收缩的比例随着水灰比的下降而增长；现代混凝土为实现高性能而趋于采用低水胶比和高含量胶凝材料，使得混凝土自生收缩显著增大，在约束条件下往往形成较大的拉应力，因此现代混凝土结构开裂问题愈发严重，显著降低了混凝土的耐久性，缩短服役期
。
由此，自生收缩成为了当今混凝土材料和结构领域研究的热点与重点
。
[0011]混凝土的自生收缩测定不仅需要精确的测量方法，而且需要从初凝即开始测定，另外还需要保证被测试体系
(
试件
)
与外界无水分交换，因此给测试工作带来了很大的难度
。
国内通常依照
GB/T50082—2009《
普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法
》
中指定的收缩试验装置来测量混凝土的自生收缩值
。
标准推荐使用非接触法进行自由状态下早龄期混凝土与外界隔绝湿交换的条件下自生收缩变形的测定
。
该方法采用特定长度的棱柱体试件，将不锈钢测头预埋于端部，置于恒定温度
、
隔绝湿交换的环境中，采用反射靶与混凝土试件协同变形的方式表征混凝土试件的收缩
。
该方法只能测试硬化后的收缩变形，忽略了硬化前的早期自生收缩，且对硬件要求较高，如优质的探头及测头金属片等
。
[0012]我国
《
水工混凝土试验规程
》SL352
‑
2006
中的“混凝土自生体积变形试验”提供了测试混凝土自生收缩的参考方法
。
所用试件密封桶尺寸为直径
200mm、
高度
500mm
～
600mm
，实验前将应变计垂直固定在试件桶中心，试验时筛除拌和物中粒径超过
40mm
的骨料后，将剩余浆体分多次装入密封容器中，并借助人工插捣器或振动台密实成型，此后密封试件，将其转移到恒温环境静养
(
温度为
20
±
2℃)。
一般情形下，试验员应当在成型后
2h、6h、12h、24h
测试应变计的电阻参数，以
24h
测试值为基准值，此后的
14d
内每天测试1～2次，接着每周测量1～2次，半年之后每月量测1～2次，龄期为一年
。
但该方法中的浆体在早期不具备足够强度，弹性模量较低，无法与应变计同步移动，而此时恰是浆体收缩程度最大的阶段，最终导致所测数据精确度不足
。
[0013](3)
混凝土约束收缩
[0014]根据约束作用，混凝土收缩一般分为自由收缩本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种放大机构，其特征在于，所述放大机构为桥式放大机构，包括两个连接梁
、
固定端
、
输入端
、
输出端和限位板，所述输出端同时与两个连接梁的一端铰接，其中一个连接梁的另一端与固定端铰接，另一个连接梁的另一端与输入端铰接，所述固定端安装在限位板上，所述输入端与限位板滑动连接
。2.
根据权利要求1所述的一种放大机构，其特征在于，所述两个连接梁为柔性支链
。3.
根据权利要求1所述的一种放大机构，其特征在于，所述两个连接梁为刚性梁
。4.
一种放大机构，其特征在于，所述放大机构为杆式放大机构，包括输入端支架
、
输出端支架
、
输入端
、
输出端
、
摆杆机构及固定板，所述输入端支架和输出端支架需固定，所述输入端与输入端支架滑动连接，所述输出端与输出端支架滑动连接，所述摆杆机构的一端与固定板铰接，另一端与输出端铰接，输入端铰接于摆杆机构靠近于与固定板铰接点的一根摆杆上
。5.
一种混凝土体积变形测试方法，基于权利要求1‑4任一项所述的一种放大机构，其特征在于，所述混凝土体积变形测试方法包括以下步骤：
S100、
确定要进行的混凝土体积变形测试的方法，准备试验用模具
、
位移输出端和放大机构；
S200、
进行混凝土试样成型，位移输出端一端固定在混凝土试样上，位移输出端另一端连接到放大机构的输入端上；
S300、
放大机构的输出端侧放置显微尺，通过图像识别显微尺的读数，得到混凝土试样体积变形过程中放大机构的输出端的位移量，计算得到混凝土体积变形的实际位移值，进而得到混凝土的体积变化量
/
率；同时进行显微尺图片的拍摄并读数，进行位移数据的校准
。6.
一种混凝土体积变形测试方法，基于权利要求1‑4任一项所述的一种放大机构，其特征在于，所述混凝土体积变形测试方法包括以下步骤：
S100、
确定要进行的混凝土体积变形测试的方法，准备试验用模具
、
位移输出端和放大机构；
S200、
进行混凝土试样成型，位移输出端一端固定在混凝土试样上，位移输出端另一端连接到放大机构的输入端上；
S300、
对放大机构的输出端位移进行图像识别测距，并通过显微尺测距实现位移校准，对图像测距结果进行校准和比对，获得自校正后的...

【专利技术属性】
技术研发人员：吕建福，孙立仁，吕晓晨，张亚杰，郭昊霖，尤齐铭，
申请(专利权)人：哈尔滨工程大学，
类型：发明
国别省市：