详情

原文传递混凝土试件温度抗裂试验装置及试验方法

专利名称：	混凝土试件温度抗裂试验装置及试验方法
摘要：	本发明公开了一种混凝土试件温度抗裂试验装置，包括用于混凝土试件成型的温度膨胀加载组件和用于对混凝土试件进行养护的养护装置，以及用于对混凝土试件的抗裂性能进行检测并用于对养护装置进行监控的智能测控系统；温度膨胀加载组件包括温度膨胀圆环内模和圆环状外模，以及底板，温度膨胀圆环内模与圆环状外模之间构成圆环形空间。该试验装置通过设置温度膨胀加载组件、养护装置和智能测控系统，能够有效、快速的完成温度作用条件下混凝土试件温度抗裂试验。本发明公开了一种混凝土试件温度抗裂试验方法，该试验方法能够准确、可靠的进行在温度作用下混凝土试件的抗裂试验。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	陕西;61
申请人：	中国水利水电第三工程局有限公司
发明人：	焦凯;陈晨;赵文升;李磊;史迅;王永
专利状态：	有效
申请日期：	2019-04-24T00:00:00+0800
发布日期：	2019-07-05T00:00:00+0800
申请号：	CN201910333904.9
公开号：	CN109975346A
代理机构：	北京万贝专利代理事务所(特殊普通合伙)
代理人：	马斌
分类号：	G01N25/00(2006.01);G;G01;G01N;G01N25
申请人地址：	710024 陕西省西安市浐灞区世博大道4069号
主权项：	1.混凝土试件温度抗裂试验装置，其特征在于：包括用于混凝土试件(3)成型的温度膨胀加载组件(1)和用于对所述混凝土试件(3)进行养护的养护装置(2)，以及用于对混凝土试件(3)的抗裂性能进行检测并用于对所述养护装置(2)进行监控的智能测控系统(4)；所述温度膨胀加载组件(1)包括用于随温度变化而发生膨胀的温度膨胀圆环内模(11)和用于套装在所述温度膨胀圆环内模(11)外围的圆环状外模(12)，以及用于承载所述温度膨胀圆环内模(11)和所述圆环状外模(12)的底板(14)，所述温度膨胀圆环内模(11)与所述圆环状外模(12)之间构成用于盛装混凝土试件(3)的圆环形空间。 2.根据权利要求1所述的混凝土试件温度抗裂试验装置，其特征在于：所述温度膨胀圆环内模(11)的温度膨胀系数大于20×10-6/℃且弹性模块不小于72GPa。 3.根据权利要求1所述的混凝土试件温度抗裂试验装置，其特征在于，所述养护装置(2)包括：养护箱(21)，用于盛放成型有混凝土试件(3)的混凝土温度膨胀加载组件(1)；温度调节装置(25)，用于对养护箱(21)内的温度进行调节进而对所述混凝土试件(3)实现温度调节，所述温度调节装置(25)输出的冷风或热风从所述养护箱(21)的左侧和右侧均匀进入养护箱(21)；湿度调节装置(26)，用于对养护箱(21)内的湿度进行调节进而对混凝土试件(3)实现湿度调节，所述湿度调节装置(26)通过由上而下的方式向所述养护箱(21)内喷洒水蒸汽。 4.根据权利要求3所述的混凝土试件温度抗裂试验装置，其特征在于：所述养护箱(21)的左侧板(21a)上开设有左进风口(21c)，所述养护箱(21)的右侧板(21b)上开设有右进风口(21d)，所述左侧板(21a)上设置有用于将所述温度调节装置(25)输出的冷风或热风输送至所述左进风口(21c)的左进风管(21e)，所述右侧板(21b)上设置有用于将所述温度调节装置(25)输出的冷风或热风输送至所述右进风口(21d)的右进风管(21f)，所述左侧板(21a)内侧设置有左隔板(21g)，所述右侧板(21b)内侧设置有右隔板(21h)，所述左侧板(21a)与左隔板(21g)之间以及所述右侧板(21b)与右隔板(21h)之间均具有间隙，所述左隔板(21g)和所述右隔板(21h)上均开设有多个送风孔(21j)，所述养护箱(21)的后侧板上设置有出风口(21k)，所述养护箱(21)内设置有用于盛放混凝土温度膨胀加载组件(1)和混凝土试件(3)的盛放板(21u)。 5.根据权利要求4所述的混凝土试件温度抗裂试验装置，其特征在于：所述温度调节装置(25)包括制冷装置(25a)、加热装置(25b)和二位三通电磁阀(25c)，所述制冷装置(25a)的冷气出口通过第一进风管(25d)与所述二位三通阀(25c)的一个入口相连通，所述加热装置(25b)的出口通过第二进风管(25e)与所述二位三通阀(25c)的另一个入口相连通，所述二位三通阀(25c)的出口通过第三进风管(25f)与所述左进风管(21e)相连通，所述二位三通阀(25c)的出口通过第四进风管(25g)与所述右进风管(21f)相连通；所述养护箱(21)上的出风口(21k)连接有排风管(25h)，所述排风管(25h)通过第一回风管(25j)与所述制冷装置(25a)的回风口相连通，所述排风管(25h)通过第二回风管(25k)与所述加热装置(25b)的回风口相连通，所述第一回风管(25j)上设置有第一电磁二通阀(25m)，所述第二回风管(25k)上设置有第二电磁二通阀(25n)；所述左进风管(21e)上设置有左风机(25s)，所述右进风管(21f)上设置有右风机(25t)。 6.根据权利要求5所述的混凝土试件温度抗裂试验装置，其特征在于：所述湿度调节装置(26)包括水箱(26a)、与所述水箱(26a)相连通的电加湿器(26b)和布设在所述养护箱(21)内的水平分布管(26c)，所述水平分布管(26c)通过蒸汽管(26f)与所述电加湿器(26b)的输出口相连通，所述水平分布管(26c)上设置有多个用于将蒸汽由上而下喷出的蒸汽喷头(26d)。 7.根据权利要求6所述的混凝土试件温度抗裂试验装置，其特征在于：所述湿度调节装置(26)还包括第一电磁三通阀(26p)、第二电磁三通阀(26q)和用于对所述排风管(25h)内的气体进行除湿的除湿装置(26r)，所述第一电磁三通阀(26p)和第二电磁三通阀(26q)均串接在所述排风管(25h)上，所述第一电磁三通阀(26p)与所述除湿装置(26r)的入口相连通，所述第二电磁三通阀(26q)与所述除湿装置(26r)的出口相连通。 8.根据权利要求7所述的混凝土试件温度抗裂试验装置，其特征在于：所述养护装置(2)还包括用于对温度调节装置(25)和湿度调节装置(26)进行控制的温湿度调节控制系统(23)，所述温湿度调节控制系统(23)包括主控制器模块(23a)，所述主控制器模块(23a)的输入端接有参数输入电路模块(23b)和信号采集电路模块(23c)，所述信号采集电路模块(23c)的输入端接有用于对所述养护箱(21)内的温度进行实时检测的温度传感器(23d)和用于对所述养护箱(21)内的湿度进行实时检测的湿度传感器(23e)，所述主控制器模块(23a)的输出端接有显示模块(23f)，所述主控制器模块(23a)的输出端与制冷装置(25a)、加热装置(25b)、电加湿器(26b)和除湿装置(26r)相接，所述左风机(25s)、右风机(25t)、二位三通电磁阀(25c)、第一电磁三通阀(26p)、第二电磁三通阀(26q)、第一电磁二通阀(25m)和第二电磁二通阀(25n)均与主控制器模块(23a)相接。 9.根据权利要求8所述的混凝土试件温度抗裂试验装置，其特征在于：所述智能测控系统(4)包括设置在温度膨胀圆环内模(11)的内壁且用于对混凝土试件(3)开裂时使温度膨胀圆环内模(11)产生的应力应变进行检测的微应变传感器(4a)、与微应变传感器(4a)相接并用于对微应变传感器(4a)检测到的信号进行调理的信号调理电路模块(4b)和与所述信号调理电路模块(4b)相接并用于对所述信号调理电路模块(4b)输出的信号进行分析处理的微处理器模块(4c)，以及与微处理器模块(4c)相接且用于对微处理器模块(4c)处理得到的数据进行分析处理的计算机(4d)，所述信号调理电路模块(4b)由依次相接的放大电路模块(4ba)、滤波电路模块(4bb)、信号分时复用电路模块(4bc)和A/D转换电路模块(4bd)构成。 10.一种利用如权利要求9所述的试验装置进行混凝土试件温度抗裂试验的方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、混凝土试件(3)成型：将多个微应变传感器(4a)均匀地粘贴在温度膨胀圆环内模(11)的内壁上，并将所述温度膨胀圆环内模(11)放置在底板(14)上，接着将圆环状外模(12)套装在所述温度膨胀圆环内模(11)的外围，然后，将组装好的温度膨胀加载组件(1)放在标准振动台上，并将搅拌好的混凝土倒入温度膨胀圆环内模(11)与圆环状外模(12)之间的圆环形空间内；最后，开动标准振动台进行振动成型；步骤二、试验装置组装：首先，将多个成型后的混凝土试件(3)连同混凝土温度膨胀加载组件(1)整体移入养护箱(21)内；接着，将所述温度膨胀圆环内模(11)内壁上的多个微应变传感器(4a)的输出端均连接到信号调理电路模块(4b)的输入端，将所述信号调理电路模块(4b)的输出端连接到微处理器模块(4c)的输入端；然后，将所述微处理器模块(4c)的输出端连接到计算机(4d)上；步骤三、分别按以下两种温度变化情况进行混凝土试件(3)的养护和抗裂试验：情况一、匀速升温条件下混凝土试件抗裂性能试验：保持养护箱(21)内温度为20℃±2℃、相对湿度大于95％按不同龄期的要求进行标准养护，所述不同龄期为1d、3d、7d或28d；拆模后，将混凝土试件(3)与温度膨胀圆环内模(11)、底板(14)重新放置于养护箱(21)中，设置使得所述养护箱(21)内的湿度一直保持在95％，起始温度为20℃，使得所述养护箱(21)内的温度每一小时升高1℃，直至所述养护箱(21)内的温度达到60℃；情况二、模拟大体积混凝土温度变化时的混凝土试件抗裂性能试验：通过温湿度调节控制系统(23)对养护箱(21)内的温湿度进行自动调节，首先，使得所述养护箱(21)内的湿度保持在95％，并使得所述养护箱(21)内的温度在14.8℃保持一个小时，接着，使得所述养护箱(21)内的温度每一小时升高1℃，直至所述养护箱(21)内的温度升高到22.8℃并保持一个小时，然后，使得所述养护箱(21)内的温度依次升高到23.6℃、26℃、29℃、30.5℃、35.8℃并各自保持160分钟、440分钟、2小时、24小时和21小时；以上温湿度变化过程中，当所述混凝土试件(3)在养护箱(21)内的时间达到24h～48h时，拆去混凝土试件(3)外围的圆环状外模(12)，保留凝固为一体的混凝土试件(3)和温度膨胀圆环内模(11)；以上两种不同的温湿度变化情况下，多个微应变传感器(4a)实时对温度变化时使圆环状外模(12)产生的应力应变进行周期性检测并将所检测到的信号输出给信号调理电路模块(4b)，信号调理电路模块(4b)对微应变传感器(4a)所输出的信号进行放大、滤波和A/D转换处理后输出给微处理器模块(4c)，首先，所述微处理器模块(4c)调用中位值滤波模块且按照中位值滤波法，对经信号调理电路模块(4b)处理后的各个微应变传感器(4a)所检测到的信号进行中位值滤波处理，得到经滤波处理后的各个微应变传感器(4a)所检测到的温度膨胀圆环内模(11)产生的应力应变数据；然后，所述微处理器模块(4c)将其获得的经滤波处理后的各个微应变传感器(4a)所检测到的温度膨胀圆环内模(11)产生的应力应变数据输出给计算机(4d)进行显示；最后，所述计算机(4d)调用数据综合分析处理模块对其接收到的所述温度膨胀圆环内模(11)产生的应力应变数据进行综合分析处理，得到所述温度膨胀圆环内模(11)产生的应力应变数据随时间变化的曲线，当所述温度膨胀圆环内模(11)产生的应力应变数据发生突变时，说明混凝土试件(3)发生了开裂，此时，记录下混凝土试件(3)发生开裂的时间，若混凝土试件(3)未发生开裂，通过计算机(4d)处理得到的数据记录混凝土试件(3)在试验过程中产生的应变值。
所属类别：	发明专利