[實用新型]一種相變混凝土早期水化性能測試裝置

有效

• 申請號: 201820191362.7
• 申請日: 2018-02-05
• 公開（公告）號: CN207730765U
• 公開（公告）日: 2018-08-14
• 發明（設計）人: 裴華富;宋懷博;楊鋼;楊慶;鄒德高;趙維;白麗麗;張思奇
• 申請（專利權）人: 大連理工大學
• 主分類號: G01N33/38
• 分類號: G01N33/38;G01N25/10
• 代理公司: 大連理工大學專利中心 21200
• 代理人: 溫福雪;侯明遠

本實用新型屬于巖土工程技術領域，公開了一種相變混凝土早期水化性能測試裝置，該裝置包括相變混凝土試樣和光纖光柵傳感器，所述相變混凝土試樣置于模型箱中，內部設置有光纖光柵應變傳感器和光纖光柵溫度傳感器。本實用新型通過在相變混凝土內部設置光纖光柵應變傳感器，可測得水化過程中應變變化規律；通過在相變混凝土內部布置光纖光柵溫度傳感器，可測得水化過程中溫度的變化規律；通過相變混凝土水化過程中應變和溫度的變化規律，可以此來確定最佳水灰比，為相變混凝土的配制選擇合理的相變材料種類和摻量范圍。本實用新型裝置，結構簡單，經濟適用，可操作性強，易于實現。

技術領域

本實用新型屬于巖土工程技術領域，涉及相變混凝土的性能測試的室內實驗，尤其涉及一種相變混凝土早期水化性能測試裝置。

背景技術

相變材料由固-液-氣相變轉化完成吸放熱過程，該過程已經被廣泛應用到各行業的能量暫時儲存，是一種有效且廉價的熱量調諧方式。相變材料被封存在微膠囊、硅藻土、陶粒等多孔介質中，形成具有優良物理力學性能的新型骨料。相變復合骨料被摻入到混凝土中，可吸收水泥水化熱，避免大體積混凝土水化熱積聚導致的內應力。該類技術已經被成功地應用到巖土工程領域。

作為一種新型的利用淺層地熱能的方式，能量樁將地源熱泵系統和樁基礎結合起來，具有經濟節約和環境友好的特點。傳統的能量樁樁體混凝土具有熱導率高、熱容較低的特點，而樁周土體則導熱系數低、比熱容高，因此，樁土之間熱傳輸效率較低，熱量難以由能量樁充分地傳輸到周邊土體，從而降低了能量樁的熱轉化效率和承載能力。

綜上所述，將相變混凝土引入到能量樁設計之中，根據設計需求，改變相變材料的摻量，改善相變混凝土材料的熱物理性質和力學特性，提高能量樁的熱轉化效率，改善能量樁在熱力耦合作用下的長期承載性能，對于能量樁技術發展具有重要的實際意義。因此，目前亟需精確測量相變混凝土早期水化性能的裝置和方法，以此來確定最佳水灰比，為相變混凝土的配制選擇合理的相變材料種類和摻量范圍。

實用新型內容

本實用新型目的在于克服現有測試裝置和手段的不足，提供一種相變混凝土早期水化性能測試裝置和方法，可通過研究早期水化過程中的溫度和應變變化規律，為相變混凝土的配制選擇合理的相變材料種類和摻量范圍。

本實用新型的技術方案：

一種相變混凝土早期水化性能測試裝置，包括相變混凝土試樣3和光纖光柵傳感器，所述的相變混凝土試樣3置于模型箱4中，內部設置有細銅管14；所述的光纖光柵傳感器包括光纖光柵溫度傳感器1和光纖光柵應變傳感器2，所述的光纖光柵應變傳感器2置于相變混凝土試樣3內部，沿其深度布置，測量相變混凝土試樣3水化過程的應變變化；所述的光纖光柵溫度傳感器1置于細銅管14內部，縱向布置，用于測量相變混凝土試樣3的水化過程的溫度變化；所述的光纖光柵溫度傳感器1和光纖光柵應變傳感器2末端均與光纖光柵解調儀11連接，所述的光纖光柵解調儀11和計算機12連接，進行相關測量數據的實時讀取和記錄；

所述的模型箱4在實驗過程中置于恒溫試驗箱6的恒溫箱9內；所述的模型箱4外部設置有一層隔熱材料5；所述的恒溫箱9底部安裝有四個萬向輪10；所述的光纖光柵解調儀11和計算機12均置于水平的操作平臺13上。

所述的相變混凝土試樣按照實驗需求，添加不同種類、性質和配比的相變材料和相變復合骨料，所述相變微膠囊由多孔陶粒封裝不同種類的相變材料組成。通過分析改變實驗中相變材料和相變復合骨料配比后的實驗結果，可為相變混凝土的配制選擇合理的相變材料種類和摻量范圍。

本實用新型的有益效果：通過在相變混凝土內部設置光纖光柵應變傳感器，可測得水化過程中應變變化規律；通過在相變混凝土內部布置光纖光柵溫度傳感器，可測得水化過程中溫度的變化規律；實驗過程中，試管置于真空隔熱箱內部，可避免環境溫度對于試驗結果的影響；通過相變混凝土水化過程中應變和溫度的變化規律，可以此來確定最佳水灰比，為相變混凝土的配制選擇合理的相變材料種類和摻量范圍。本實用新型裝置，結構簡單，經濟適用，可操作性強，易于實現。