[發明專利]一種測試高溫下高性能混凝土熱應變的方法

在審

• 申請號: 201710437194.5
• 申請日: 2017-06-12
• 公開（公告）號: CN107270844A
• 公開（公告）日: 2017-10-20
• 發明（設計）人: 杜紅秀;張茂林
• 申請（專利權）人: 太原理工大學
• 主分類號: G01B17/04
• 分類號: G01B17/04;G01N25/00
• 代理公司: 太原市科瑞達專利代理有限公司14101
• 代理人: 申艷玲

技術領域

本發明涉及一種測試高溫下高性能混凝土熱應變的方法，具體涉及一種運用振弦應變計來檢測高溫下高性能混凝土熱應變的方法，屬于建筑工程技術領域。

背景技術

高性能混凝土（簡稱HPC）是一種新型混凝土，是在大幅度提高普通混凝土性能的基礎上采用現代混凝土的各項技術制作的混凝土，隨著時代的發展，各種超高層、大跨度橋梁和各種超大型構筑物的不斷增加，對混凝土的性能提出了更高的要求。高性能混凝土不僅能夠節約水泥，改善環境，還可以提高經濟效益，更重要的是能解決性能提出了更嚴格的要求，這也促進了高性能混凝土的持續發展和進步。但是較之傳統混凝土，高性能混凝土由于更加密實，滲透性更低，脆性更大，在發生火災后更容易引起爆裂，使混凝土承載力大幅下降，迅速破壞，造成無法挽回的損失，這也成為制約其發展應用的最主要原因。為確保高性能混凝土結構的火災安全，提高高性能混凝土火災后的承載力，通過對高性能混凝土結構高溫過程中熱應變規律的研究，可以通過改良高性能混凝土的摻合料等方面來改善高性能混凝土火災后的各項性能，這對于建筑行業技術進步以及社會經濟發展具有重要意義。

對于火災下混凝土的熱應變，傳統上采用電阻式應變片檢測，但其存在如下缺點：一、只能測量構件表面的應變，而不能測構件內部的應變；二、一個應變片只能測定構件表面一個點沿某個方向的應變，不能進行全域性的測量；三、只能測得電阻應變片柵長范圍內的平均應變值，故對應變梯度大的應力場無法進行測量。近些年，隨著應力分析技術的開展，振弦式應變計逐漸被廣泛使用。振弦應變計有著獨特的機械結構形式并以振弦頻率的變化量來表征受力的大小，因此具有長期零點穩定的性能，這是電阻應變計所無法比擬的。在長期、靜態測試應變計的選擇中，振弦應變計已成為取代電阻應變計，而廣泛應用于工程、科研的長期原觀的測試手段。國外一些學者通過在大體積混凝土早期溫度應變的試驗中采用了振弦應變計，并通過數值模擬驗證了實驗結果，證明結果比較可靠。相較國外，我國國內也進行了大量的實驗，證明了相較傳統的電阻應變檢測而言，振弦應變計應用振弦式應變計進行測量的精度較高。在建筑混凝土、鋼結構表面以及水泥混凝土路面和橋梁的檢測以及加固中均有一定的應用。

但是國內外很少有將振弦應變計用于測試高溫下高性能混凝土熱應變的實驗。

發明內容

本發明旨在提供一種測試高溫過程中高性能混凝土熱應變的方法，具體是通過將振弦應變計埋入混凝土板內來測定高溫過程中混凝土板內部熱應變值。相較傳統的電阻應變檢測而言，振弦應變計測量的精度高，在操作過程中簡單快捷、易于操作，粘貼較電阻式應變計更為簡單且對環境要求較低。

本發明提供了一種測試高溫下高性能混凝土熱應變的方法，具體步驟如下：

（1）準備試件：

①準備原料：

高性能混凝土采用與工程中相同的原材料，混凝土和易性根據施工工藝要求確定：

水泥：選取普通硅酸鹽水泥P.O 42.5級水泥；

骨料：粗骨料一般使用碎石或卵石，連續級配，粒徑在5~25mm之內。砂為細度模數3.0~2.3、級配良好的豆羅砂；

礦物摻合料：粉煤灰為Ⅰ級粉煤灰，細度為8%~9%，需水量不大于95%，28d 活性指數不小于70%；粒化高爐礦渣粉采用S105 級礦渣微粉，28d 活性指數不小于105%；

外加劑：采用萘系高效減水劑；

拌合水：符合《混凝土用水標準》JGJ 63-2006規定；

②試件制備：

試件采用C60混凝土試塊，尺寸為390mm×390mm×120mm，在距混凝土底面1/5H、2/5H、3/5H位置的混凝土板內部，分別埋置振弦應變計，用于檢測距離試塊受火面不同距離的熱應變（H為試件高度）。

③試塊養護：

試件在養護室中進行標準養護28天，然后移出養護室。養護時注意提前用塑料薄膜將應變計的接頭處綁緊，防止受潮。

（2）模擬火災試驗并檢測混凝土熱應變