[實用新型]一種測量水泥混凝土抗干縮開裂性能的三維約束試驗裝置

無效

• 申請號: 200920047537.8
• 申請日: 2009-07-17
• 公開（公告）號: CN201535771U
• 公開（公告）日: 2010-07-28
• 發明（設計）人: 邢曉明;蔣亞清
• 申請（專利權）人: 河海大學
• 主分類號: G01N33/38
• 分類號: G01N33/38
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 樓高潮

技術領域

本實用新型涉及水泥混凝土試驗裝置，具體地說是涉及一種測量水泥混凝土在硬化階段的抗干縮開裂性能的三維約束試驗裝置。

背景技術

目前，國內外有不少對于水泥混凝土塑性收縮開裂的研究。然而，往往對實驗設備要求太高或成本較高，如電容式測微儀法，為三維約束；或試驗設備簡單但測量較粗略準確性不足，如圓環法，為二維約束。圓環法將水泥混凝土澆注在內筒(7)和外筒(1)之間(附圖3)，豎直方向并未對水泥混凝土進行約束。而水泥混凝土水化過程中會產生干縮導致裂紋的出現，如果只是簡單的二維約束，試件會在豎直方向產生形變直接導致裂紋數量少、裂縫小，甚至觀測不到裂紋。

發明內容

本實用新型的目的在于提供一種測量水泥混凝土抗干縮開裂性能的三維約束試驗裝置。

為實現上述目的，在深入了解了現有的水泥混凝土干縮檢測儀器，仔細剖析影響其開裂的根本原因之后，本實用新型結合了水泥水化化學和鋼筋混凝土力學原理，對原有的圓環測量法進行了改進。本實用新型使圓環法中的水泥混凝土試件由二維約束上升為三位約束，提高了測量的準確性，從而可以更準確的判定水泥混凝土的抗干縮開裂性能。通過在水泥混凝土中布置鋼筋，并由螺母使鋼筋固定在圓環兩端的頂板和底板上，從而達到試件縱向自由端約束的目的。此裝置不僅可以起到三維約束作用，而且試驗裝置簡單、成本較低、操作方便。

一種測量水泥混凝土抗干縮開裂性能的三維約束試驗裝置，其特征是該裝置的頂板(3)和底板(4)均為圓環形，在圓環上均勻等距離鉆有6個圓孔(6)，先把6根鋼筋(2)分別穿過底板(4)上的6個圓孔(6)中，分別用6個套裝螺母(5)套在6根鋼筋(2)的下端，旋緊固定6根鋼筋，將內筒(7)和外筒(1)分別放置在底板(4)的圓環上，在內筒(7)和外筒(1)之間的筒腔(8)內澆注水泥混凝土，并振搗密實，再將頂板(3)平放在內筒(7)和外筒(1)的頂部，分別將6根鋼筋(2)穿插入頂板(3)上6個圓孔(6)中，分別用6個套裝螺母(5)套在鋼筋的上端部，擰緊固定6根鋼筋。

所述的套裝螺母(5)是由內螺母(9)、外螺母(11)和螺絲釘所構成，其中內螺母(9)的螺母頭的外側面中央由一個插入鋼筋(2)的圓洞，側面上有一個螺釘孔(10)，并與圓洞相通，螺母頭的內側面為帶螺紋的螺母桿，將外螺母(11)套在內螺母(9)的螺母桿上，并旋緊。

本實用新型系一種測量水泥混凝土抗干縮開裂性能的三維約束試驗裝置，其主要解決的問題是如何消除水泥混凝土試件縱向塑性收縮。在具體實施過程中，針對傳統圓環試驗裝置不能對試件進行縱向約束的缺陷，進行改善。結合水泥化學原理計算出水泥收縮內應力，結合鋼筋混凝土力學原理計算出合理的配筋率。將鋼筋均勻的分布在環狀水泥混凝土中，保證了試件承受均勻的內應力。水泥混凝土的塑性形變內力通過鋼筋傳遞給內筒和外筒，從而對試件縱向塑性形變進行有效約束，加之內筒和外筒的約束，確保了三維約束。此外，此裝置應用套裝螺母將鋼筋固定在頂板和底板上。該套裝螺母的應用，避免了對鋼筋本身進行復雜的螺紋處理工藝，增強了該裝置的實用性。

該裝置從三個方向對水泥混凝土的塑性變形起到約束作用，從而可以通過觀測裂紋的產生更準確的判定水泥混凝土的抗干縮開裂性能。對研究及觀測水泥混凝土的抗收縮開裂性能具有指導意義。

附圖說明

圖1為測量水泥混凝土抗干縮開裂性能的三維約束試驗裝置的正視圖。

圖2為底板或頂板的俯視圖。

圖3為裝置主體——外筒、內筒及筒腔的俯視圖。

圖4為套裝螺母。其中，(a-1)為套裝螺母的主視圖，(a-2)為套裝螺母的側視圖，(b-1)為套裝螺母的外螺母的主視圖，(b-2)為套裝螺母的俯視圖。

附圖標記：1——外筒

2——鋼筋

3——頂板

4——底板

5——套裝螺母

6——圓孔，用于鋼筋穿過

7——內筒

8——筒腔，用于澆注水泥混凝土

9——內螺母

10——螺絲孔

11——外螺母。

具體實施方式

本實用新型在降低試驗觀測誤差的同時試圖最大程度提高實驗裝置的方便性和重復使用性。本實用新型在設計時考慮了水泥混凝土水灰比及強度的波動，計算出經濟并符合要求的配筋率，并采用鋼筋對稱分布，保證了水泥混凝土內應力的均勻分布。