【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种混凝土干燥收缩测试用模具以及基于机构放大的混凝土干燥收缩测试方法，属于混凝土体积变形测试。
技术介绍
1、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。
2、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。
3、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/t 50082—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
4、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，但由于采用接触式而给混凝土试件增加了额外的荷载，这些因素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。
5、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干燥收缩的研究，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。
6、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。
7、目前，市面上采用激光位移传感器的测试设备测试混凝土的早期体积变形，虽然激光测试具有较高的精度，但同时仍存在一些缺陷：1)激光测试对环境要求极高。粉尘是影响激光位移传感器精度的重要因素之一。这是因为粉尘会附着在传感器镜头上，导致反射光直接射向接收器，从而干扰传感器的测量结果。这种影响可能会使传感器的准确度下降，或者在极端情况下使其无法工作。混凝土体积变形的实验环境中往往具有较多的灰尘，日积月累必然会导致其精度下降以及加快激光位移传感器到达使用寿命；2)精度误差较大。市面上常见的激光位移传感器所宣传的精度多为最小重复精度，具有一定的偶然性，多数激光位移传感器的重复精度在实际使用时无法达到所标精度。如果将其应用到实际测量中，引起的误差会远远大于计算所得。此外，激光探头即使近几年技术取得突破，国产的产品逐渐赶超国外的水平，但是其价格仍很高，一支高精度的传感器一般都在5000元以上，甚至更高。此外，设备仍没有在测试过程中进行实验数据校准的能力。
8、参照图1所示，误差校准是精密仪器应具备的一项重要功能。误差源主要来自以下三个方面：1)时间漂移误差，这一误差是由测量系统的时间稳定性所决定的；2)替换性误差，测量系统中零部件的个体批次差异会影响传感器测量精准度；3)环境条件误差，测量系统会受外界环境电磁场、温度、湿度等因素的干扰而产生较大误差，这通常是测试结果出现问题的主要原因。每个混凝土体积变形测定设备出厂时都进行校准，个别设备在测试前对传感器进行校准，而在测试过程中则没有实时校准的先例。即目前针对环境条件引起的误差并没有合适的解决办法。实验室或实际工程的环境条件处于持续变化状态，在使用过程中突发的电磁干扰会影响电涡流信号的反射与传输；激光技术的应用受到环境光线、灰尘、表面粗糙曲度的干扰。此外，温度、湿度的改变同样会影响探头灵敏度。由于当前缺乏一种实时误差校准的技术，混凝土体积变形测定设备得不到及时校准，以至于测定结果的准确性很难得到保障。
技术实现思路
1、本专利技术提出了一种混凝土干燥收缩测试用模具以及基于机构放大的混凝土干燥收缩测试方法，根据混凝土干燥收缩的测试类型，设计了相应的模具，从而减少了由模具产生的结果误差，且公开了基于机械放大机构的混凝土干燥收缩测试方法，解决了现有技术中存在的混凝土体积变形的微米级位移测量难度大、受干扰大导致误差大的问题。
2、一种混凝土干燥收缩测试用模具，应用于一种放大机构，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；
3、所述混凝土干燥收缩测试用模具包括底板、两块大侧板、两块小侧板、标靶和测头，所述两块大侧板和两块小侧板分别相对固定安装在所述底板上形成槽体，其中一块小侧板上开有贯穿孔；
4、当混凝土注模时，所述标靶的一端外露，另一端穿过所述贯穿孔埋置于槽体中，且标靶与小侧板固定连接；
5、模具拆除后，所述测头与标靶的一端固定连接，测头作为待测混凝土的位移输出端与放大机构的输入端固定连接。
6、一种混凝土干燥收缩测试用模具，应用于一种放大机构，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；
7、所述混凝土干燥收缩测试用模具包括底板、两块大侧板、两块小侧板、标靶和测头，所述两块大侧板和两块小侧板分别相对固定安装在所述底板上形成槽体，其中一块小侧板上开有贯穿孔；
8、当混凝土注模时，所述标靶的一端外露，另一端穿过所述贯穿孔埋置于槽体中，且标靶与小侧板固定连接；
9、模具拆除后，所述测头与标靶的一端固定连接，测头作为待测混凝土的位移输出端与放大机构的输入端固定连接。
10、进一步的，所述标靶为刚性杆件，一侧与测头连接。
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1.一种混凝土干燥收缩测试用模具，应用于一种放大机构，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；
2.一种混凝土干燥收缩测试用模具，应用于一种放大机构，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；
3.根据权利要求1或2所述的一种混凝土干燥收缩测试用模具，其特征在于，所述标靶为刚性杆件，一侧与测头连接。
4.根据权利要求1或2所述的一种混凝土干燥收缩测试用模具，其特征在于，所述贯穿孔设有多个，用于测试不同深度混凝土的干燥收缩或者混凝土不同表面密封情况下混凝土的干缩梯度。
5.根据权利要求1或2所
6.一种基于机构放大的混凝土干燥收缩测试方法，基于权利要求1-5任一项所述的一种混凝土干燥收缩测试用模具，其特征在于，所述基于机构放大的混凝土干燥收缩测试方法包括以下步骤：
7.一种基于机构放大的混凝土干燥收缩测试方法，基于权利要求1-5任一项所述的一种混凝土干燥收缩测试用模具，其特征在于，所述基于机构放大的混凝土干燥收缩测试方法包括以下步骤：
8.根据权利要求7所述的一种基于机构放大的混凝土干燥收缩测试方法，其特征在于，在S300中，图像识别测距方法包括以下步骤：
9.根据权利要求8所述的一种基于机构放大的混凝土干燥收缩测试方法，其特征在于，在S310中，图像采集频率为：4小时～72小时。
10.根据权利要求8所述的一种基于机构放大的混凝土干燥收缩测试方法，其特征在于，在S320中，所述边缘特征点包括圆心、弧心、半径、线宽、夹角、距离和交点。
...【技术特征摘要】
1.一种混凝土干燥收缩测试用模具，应用于一种放大机构，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；
2.一种混凝土干燥收缩测试用模具，应用于一种放大机构，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；
3.根据权利要求1或2所述的一种混凝土干燥收缩测试用模具，其特征在于，所述标靶为刚性杆件，一侧与测头连接。
4.根据权利要求1或2所述的一种混凝土干燥收缩测试用模具，其特征在于，所述贯穿孔设有多个，用于测试不同深度混凝土的干燥收缩或者混凝土不同表面密封情况下混凝土的干缩梯度。
【专利技术属性】
技术研发人员：郭昊霖，尤齐铭，何高爽，李恒民，苗子琦，吕建福，
申请(专利权)人：哈尔滨工程大学，
类型：发明
国别省市：
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