[發明專利]一種早齡期混凝土熱膨脹系數的測定方法

有效

• 申請號: 200910095810.9
• 申請日: 2009-01-24
• 公開（公告）號: CN101482526A
• 公開（公告）日: 2009-07-15
• 發明（設計）人: 楊楊;許四法
• 申請（專利權）人: 浙江工業大學
• 主分類號: G01N25/16
• 分類號: G01N25/16;G01N1/44
• 代理公司: 杭州天正專利事務所有限公司
• 代理人: 王 兵;黃美娟

(一)技術領域

本發明涉及一種早齡期混凝土熱膨脹系數測定方法，屬土木建筑工程技術領 域。

(二)背景技術

不僅在討論溫度變形時，混凝土熱膨脹系數是必須的；在評價自收縮及干燥 收縮時，也首先要從實測的變形中利用混凝土的熱膨脹系數扣除溫度變形才能得 以進行。普通混凝土的熱膨脹系數通常被認為是一常數，其值不隨混凝土齡期變 化(通常取10×10^-6/℃)。然而，由于現代混凝土中混合材料和外加劑的摻入， 尤其是高性能混凝土的廣泛應用，混凝土中膠凝材料基體相數量多、混凝土自收 縮影響大，而且內部結構發展快，致使熱膨脹系數的變化也較大。研究表明，早 齡期處于硬化過程中的混凝土的熱膨脹系數比完全硬化時的常數值要大的多，無 視熱膨脹系數的時間依存性(隨齡期變化的特性)是不合理的。因此混凝土早齡 期(硬化過程中)的熱膨脹系數的測試方法成為研究早齡期混凝土的特性、尤其 是變形特性的重要前提。

由于早齡期的水化熱引起的混凝土溫度上升和下降與自收縮幾乎是同時發 生的，而且非密封的混凝土熱膨脹系數測試試件還伴隨有干燥收縮，現有的熱膨 脹系數的測定方法無法克服自收縮和干燥收縮的影響，難以獲得單純的溫度變 形，因而難以得到合理的熱膨脹系數。此外，早齡期熱膨脹系數測定時，混凝土 尚處于膠凝材料的水化硬化階段，混凝土內部結構狀態在測定過程中易發生變 化，因而現行方法難以獲得某一時點(齡期)的熱膨脹系數，尤其是早齡期的熱 膨脹系數。

(三)發明內容

針對上述技術問題，本發明的目的是要提供一種早齡期混凝土熱膨脹系數的 測定方法，該方法不但能測定混凝土在早齡期某一時點(齡期)的熱膨脹系數， 而且通過測定不同時點的熱膨脹系數來考察混凝土熱膨脹系數的時間依存性。

本發明的思路與原理為：利用低溫對膠凝材料水化反應的阻礙作用抑制自收 縮，利用試件的密封處理抑制干燥收縮的發生，以獲得單純的溫度變形。

本發明采用的具體技術方案如下：

一種早齡期混凝土熱膨脹系數測定方法，所述測定方法采用的裝置包括用以 固定混凝土試件的試件支持臺座、固定在試件支持臺座上可與混凝土試件連接的 位移傳感器、分別布置在試件支持臺座表面及位移傳感器上的熱電偶；內裝不凍 液的絕熱箱、加熱器、制冷器、循環泵、溫度控制和數據采集儀，加熱器、制冷 器置于絕熱箱不凍液中，熱電偶安裝在支持臺座鋼板表面及位移傳感器上，循環 泵置于絕熱箱外，循環泵與絕熱箱內液體通過循環水管構成循環回路，混凝土試 件預埋有熱電偶；熱電偶、位移傳感器、加熱器、制冷器、循環泵均與溫度控制 和數據采集儀連接；

所述測定方法包括如下步驟：當事先預埋有熱電偶的混凝土試件養護至某一 熱膨脹系數測定齡期的前30分鐘內對混凝土試件作全面密封處理；將混凝土試 件安裝在試件支持臺座上，將安裝了混凝土試件的支持臺座置于絕熱箱不凍液中 (一般使得不凍液面高出試件頂面2～3cm)，帶有熱電偶的位移傳感器安裝在混 凝土試件頂面，于-2～3℃的溫度范圍在規定的測定齡期開始降溫與升溫過程， 并同時采集溫度與變形值，經數據處理得到該齡期的熱膨脹系數，通常是根據變 形-溫度曲線計算斜率得到。

在上述測定方法的數據處理過程中，由于位移傳感器和試件支持臺座本身也 可能存在溫度變形，本領域技術人員可以通過常規方法對位移傳感器和試件支持 臺座作溫度變形補正。

優選的，本發明所述的試件支持臺座推薦使用殷鋼制作。因殷鋼的熱膨脹系 數極低，可以消除在數據采集過程中其溫度變形的影響，即在數據處理過程中無 需對試件支持臺座做溫度變形補正。

本發明所述的混凝土試件的密封處理可采用如下方法：混凝土試件用鋁箔膠 帶進行全面密封，膠帶接口處用石蠟封口。

本發明所述的測定方法推薦采用某一規定齡期的多個(比如三個)混凝土試 件的熱膨脹系數平均值作為該規定齡期的混凝土熱膨脹系數特征值。

本發明具體推薦所述的測定方法按照如下步驟進行：

(1)成型混凝土時在混凝土試件中心預埋熱電偶測定溫度，在支持試件臺座 鋼板表面粘貼熱電偶；

(2)將上述混凝土試件在規定條件下養護，本領域技術人員可以根據實際情 況規定齡期，如可規定為9、12、15、20、24、72、168小時齡期；