[發(fā)明專利]一種用于不同溫度下水泥混凝土凍脹變形的測試裝置及方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711021542.7
• 申請日: 2017-10-27
• 公開（公告）號: CN108050983A
• 公開（公告）日: 2018-05-18
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 姜懷寶;楊樹立;尹國安
• 申請（專利權(quán)）人: 中國石油天然氣集團公司;大慶石油管理局;大慶油田水泥有限責(zé)任公司
• 主分類號: G01B21/32
• 分類號: G01B21/32
• 代理公司: 大慶知文知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 23115
• 代理人: 陳可鑫

本發(fā)明涉及一種用于不同溫度下水泥混凝土凍脹變形的測試裝置及方法。主要解決了現(xiàn)有方法存在測試結(jié)果受環(huán)境溫度影響大精度差的問題。其特征在于：所述容器內(nèi)冷凍液中置有橡膠密封袋，密封袋內(nèi)裝有測試樣品。所述測試方法包括：1）當(dāng)測試樣品達到一定養(yǎng)護時間后，將密封袋放入到冷凍液中；記錄流出冷凍液的質(zhì)量，測試樣品與密封袋的初始總體積；2）當(dāng)橡膠密封袋的外觀體積逐漸變大，記錄冷凍時間t時由于混凝土凍脹而被擠壓出的冷凍液質(zhì)量；3）記錄最終冷凍液流出質(zhì)量；4）計算出任意時刻t時混凝土因受凍而產(chǎn)生的體積膨脹率及最大膨脹量。該測試方法通過監(jiān)測混凝土早期凍脹量來評價凍害損傷程度，實時監(jiān)測混凝土受凍體積變形過程。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及工程材料應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種用于不同溫度下水泥混凝土凍脹變形的測試方法。

背景技術(shù)

水泥混凝土是目前使用最為廣泛的土木工程材料，力學(xué)強度與體積穩(wěn)定性是影響這類材料工程應(yīng)用的最重要性能指標(biāo)。眾所周知，混凝土之所以具有較高強度是由于其中的水泥顆粒與水發(fā)生水化反應(yīng)，而水泥水化反應(yīng)需要液態(tài)水的存在和較長時間養(yǎng)護才能達到設(shè)計強度要求；同時，低溫環(huán)境條件下即便有液態(tài)水的存在，水泥水化反應(yīng)速率也會顯著降低、強度增長緩慢。因此，當(dāng)新拌混凝土處于未經(jīng)預(yù)養(yǎng)護、預(yù)養(yǎng)護時間不足、氣溫急劇下降等條件下受到低溫環(huán)境作用時，由于水泥石結(jié)構(gòu)尚未完全形成導(dǎo)致混凝土中存在大量可凍結(jié)的自由水，而且水泥石強度較低不足以抵抗自由水凍結(jié)產(chǎn)生的膨脹力，便會導(dǎo)致混凝土中微裂縫形成擴展而影響混凝土強度和長期性能發(fā)展。為了預(yù)防混凝土早期受凍破壞，大量研究與實際應(yīng)用中主要通過摻入防凍劑降低水的冰點、摻早強劑加速水泥水化和強度發(fā)展、外部保溫養(yǎng)護或額外提供熱源以避免或延遲混凝土中自由水凍結(jié)等措施加以防范。即便如此，實際工程應(yīng)用中也會常常出現(xiàn)早期混凝土受凍破壞的現(xiàn)象，因此預(yù)防早期凍害是嚴(yán)寒地區(qū)混凝土材料領(lǐng)域的重要研究課題。綜合國家標(biāo)準(zhǔn)和相關(guān)文獻，國內(nèi)外目前普遍采用受凍后繼續(xù)標(biāo)準(zhǔn)養(yǎng)護混凝土的抗壓強度損失率、超聲波傳播速率和動彈性模量變化等測試方法與指標(biāo)評價早期凍害對混凝土的不利影響。這些評價方法存在測試過程繁瑣、實驗工作量大、測試周期長、測試結(jié)果受實驗操作者與實驗環(huán)境條件影響大而精度較差等不足之處。同時，從混凝土早期凍害的機理分析，受凍害程度主要與混凝土受凍過程中的體積膨脹量直接相關(guān)，因而可以通過監(jiān)測混凝土早期凍脹量來評價凍害損傷程度，目前國內(nèi)外尚未有關(guān)于這方面的測試方法報道。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明在于克服背景技術(shù)中目前混凝土早期凍害損傷測試方法存在測試過程繁瑣、測試結(jié)果受實驗操作者與環(huán)境溫度影響大而精度較差的問題，從而提供一種用于不同溫度下水泥混凝土凍脹變形的測試方法。該用于不同溫度下水泥混凝土凍脹變形的測試方法，通過監(jiān)測混凝土早期凍脹量來評價凍害損傷程度，能夠?qū)崟r監(jiān)測混凝土受凍體積的變形過程，具有操作簡單、快捷、精度高的優(yōu)點。

本發(fā)明解決其問題可通過如下技術(shù)方案來達到：一種用于不同溫度下水泥混凝土凍脹變形的測試裝置，包括容器，所述容器為帶有空腔的雙層容器，容器內(nèi)裝有冷凍液，冷凍液中置有橡膠密封袋，橡膠密封袋內(nèi)裝有測試的混凝土樣品； 所述橡膠密封袋的裝料口塞有橡膠密封塞；容器的靠近頂部位置處設(shè)置溢流管，所述溢流管出口端對向量筒，量筒置于精密天平上；容器內(nèi)壁上安裝溫度傳感器；容器外壁的上部和下部分別設(shè)有進口閥和出口閥，容器的頂部設(shè)有密封蓋；所述容器的外壁為塑料材質(zhì)，內(nèi)壁為金屬材質(zhì)。

本發(fā)明還提供一種用于不同溫度下水泥混凝土凍脹變形的測試方法，包括以下步驟：

1）將測試的混凝土樣品裝入柔性橡膠密封袋中，并反復(fù)搖晃；混凝土樣品裝滿后用橡膠密封塞塞緊橡膠密封袋的裝料口；裝有混凝土樣品的橡膠密封袋放置在恒溫室中待用；

2）將容器外壁上的進口閥和出口閥分別與低溫恒溫箱連接，使設(shè)定溫度的冷凍液流體介質(zhì)在容器的夾層內(nèi)腔中循環(huán)流動；同時，在容器的內(nèi)筒中裝入設(shè)定溫度的冷凍液，直到有冷凍液從溢流管中連續(xù)流出；

3）當(dāng)所有多余的冷凍液從溢流管流出后，將量筒中的殘留液體清理干凈，并放置在電子天平上并置于溢流管的出口的正下方位置，將電子天平的讀數(shù)清零；