[發(fā)明專利]一種測試塑性混凝土/砂漿應(yīng)力應(yīng)變的裝置及其使用方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410504486.2
• 申請日: 2014-09-26
• 公開（公告）號: CN104280290B
• 公開（公告）日: 2017-04-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉斯鳳;王培銘;萬婷婷
• 申請（專利權(quán)）人: 同濟(jì)大學(xué)
• 主分類號: G01N3/00
• 分類號: G01N3/00;G01N3/06;G01L5/00;G01B11/16
• 代理公司: 上海科盛知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司31225
• 代理人: 王小榮

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于土木工程技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種測試塑性混凝土或砂漿應(yīng)力應(yīng)變的裝置及其使用方法。

背景技術(shù)

塑性混凝土或砂漿的收縮和膨脹是造成開裂的主要原因。混凝土/砂漿的裂紋又與其變形的受約束條件有關(guān)：不受約束的自由收縮使混凝土/砂漿內(nèi)部的顆粒互相靠近，對混凝土/砂漿性能無不利影響，也不會產(chǎn)生裂紋。不受約束的自由膨脹也不會產(chǎn)生開裂，但混凝土/砂漿內(nèi)部顆粒間距增大，使結(jié)構(gòu)疏松，這對混凝土/砂漿強(qiáng)度不利。

在實際情況下，混凝土/砂漿的收縮和膨脹都受到不同程度的外部和內(nèi)部約束。在受外部約束條件下，混凝土/砂漿的收縮變形過程中所產(chǎn)生的拉應(yīng)力σ與應(yīng)變ε之間的關(guān)系為σ＝εE，式中，E為混凝土/砂漿的彈性模量。而收縮變形包括干縮、塑性收縮、自收縮以及溫度變形。當(dāng)拉應(yīng)力大于抗拉強(qiáng)度(f_P)時，混凝土/砂漿開裂。在混凝土/砂漿的水化、硬化過程中，f_P和E以各自的速率增長。各種混凝土/砂漿在其硬化時間過程中的抗裂性不僅取決于f_P及收縮變形的大小，還取決于f_P與E的比，即f_P/E。

了解早齡期這些力學(xué)性能的重要目的是以材料科學(xué)為基礎(chǔ)來預(yù)測混凝土/砂漿的早期開裂，并最終服務(wù)于結(jié)構(gòu)工程。早期力學(xué)性能的測試往往會比早齡期水化過程的測試更難，因為測試期間各力學(xué)參數(shù)會經(jīng)常不停地發(fā)生變化。由于早期混凝土/砂漿的應(yīng)變能力很小，其對內(nèi)部應(yīng)力的變化更為敏感，早期收縮容易誘發(fā)裂紋的產(chǎn)生。然而，目前在對早期混凝土/砂漿應(yīng)力應(yīng)變測試的研究甚少，相關(guān)測試裝置鮮有報道。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的就是為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的缺陷而提供一種測試塑性混凝土/砂漿應(yīng)力應(yīng)變的裝置及其使用方法，主要是利用非接觸式激光位移傳感器及測力裝置來測試早期混凝土/砂漿塑性狀態(tài)的應(yīng)力-應(yīng)變曲線。

本發(fā)明的目的可以通過以下技術(shù)方案來實現(xiàn)：

一種測試塑性混凝土/砂漿應(yīng)力應(yīng)變的裝置，該裝置包括測力計a、測力計b、激光位移傳感器c、激光位移傳感器d、傳力單元、激光靶單元、數(shù)據(jù)采集器及模具，所述的模具左右兩側(cè)分別設(shè)有測力計a、測力計b，所述的激光靶單元、傳力單元均設(shè)置在模具的內(nèi)腔中，所述的模具頂部的左右兩端分別設(shè)有激光位移傳感器c和激光位移傳感器d，所述的數(shù)據(jù)采集器通過電路分別與測力計a、測力計b、激光位移傳感器c及激光位移傳感器d相連接。

所述的激光靶單元包括激光靶e及激光靶f，所述的激光靶e、激光靶f分別對稱設(shè)置在模具內(nèi)腔的左右兩端。

所述的激光靶e、激光靶f上均對稱布設(shè)有多個圓形孔，用以減少激光靶e及激光靶f的放置對混凝土/砂漿整體的影響。

所述的傳力單元包括傳力板m、傳力板n、傳力桿h及傳力桿k，所述的傳力板m通過傳力桿h與測力計a相連接，所述的傳力板n通過傳力桿k與測力計b相連接。

所述的傳力板m設(shè)置在激光靶e與模具左側(cè)板之間，所述的傳力板n設(shè)置在激光靶f與模具右側(cè)板之間。

所述的傳力桿h一端設(shè)置在傳力板m上，另一端穿過模具左側(cè)板與測力計a相連接，所述的傳力桿k一端設(shè)置在傳力板n上，另一端穿過模具右側(cè)板與測力計b相連接。

所述的傳力桿與測力計連接時，先用銅絲將傳力桿與測力計拉桿綁定，并用速凝膠水粘牢，測力計固定在底座上，以防止滑動。

所述的傳力板m、傳力板n上均對稱布設(shè)有多個圓形孔，用以減少傳力板m及傳力板n的放置對混凝土/砂漿整體的影響。

一種測試塑性混凝土/砂漿應(yīng)力應(yīng)變裝置的使用方法，該方法具體包括以下步驟：

(A)先在模具的內(nèi)腔中鋪設(shè)一層塑料薄膜，將傳力板m、傳力板n分別固定在模具內(nèi)腔的左右兩端，并將傳力桿h、傳力桿k分別安裝在傳力板m與傳力板n上；

(B)將激光靶e、激光靶f分別對稱設(shè)置在模具內(nèi)腔的左右兩端，并記錄下激光靶e與激光靶f之間的距離；

(C)將待測的漿料均勻填入模具的內(nèi)腔中，并不斷插搗漿料使其均勻密實，用抹刀抹平后，再蓋上一層塑料薄膜，以防止?jié){料失水；

(D)將測力計a、測力計b置于底座上并固定，再分別與傳力桿h、傳力桿k相連接；

(E)將激光位移傳感器c、激光位移傳感器d通過螺釘分別固定在模具頂部的左右兩端，并通過電路與數(shù)據(jù)采集器接通，調(diào)節(jié)激光位移傳感器c、激光位移傳感器d使兩者光源分別照射在激光靶e和激光靶f上，同時，將測力計a和測力計b的讀數(shù)清零；