[發明專利]一種水泥基材料收縮應力檢測裝置及其全溫度檢測方法

在審

• 申請號: 201911379211.X
• 申請日: 2019-12-27
• 公開（公告）號: CN110887958A
• 公開（公告）日: 2020-03-17
• 發明（設計）人: 楊英姿;陳智韜;呂承博;王夢雪
• 申請（專利權）人: 哈爾濱工業大學
• 主分類號: G01N33/38
• 分類號: G01N33/38;G01L5/00
• 代理公司: 深圳匯策知識產權代理事務所(普通合伙) 44487
• 代理人: 遲芳

一種水泥基材料收縮應力檢測裝置及其全溫度檢測方法。由于混凝土變形產生收縮或膨脹應力檢測精度要求高難度大、效率低、準確度差，導致了在施工前快速評定混凝土收縮或膨脹應力的試驗裝置和方法的匱乏，應用高性能水泥基材料的土木工程建設質量受到嚴重影響，急需得到快速解決。本發明的檢測裝置中套管可拆卸連接在模具內，模具的兩端分別設置有第一連接件和第二連接件，第二連接件內設有測力傳感器，圓盤式柱體的圓盤端與第一連接件可拆卸連接，圓盤式柱體的柱體端穿過套管與測力傳感器的探測端相貼緊，圓盤式柱體的柱體端與套管間隙設置，套管和模具間填充有混凝土。本發明的檢測方法為基于該檢測裝置實現。本發明用于水泥基材料收縮應力檢測。

技術領域

本發明屬于土木工程技術領域，具體涉及一種水泥基材料收縮應力檢測裝置及其全溫度檢測方法。

背景技術

水泥基材料會發生體積變化，有自生的，也有外部因素如溫度、濕度及荷載導致的。如混凝土強度發展過程中因水化反應的自干燥作用、水分蒸發等引起的體積變化稱為混凝土收縮。它是一種與時間相關的變形性質，可在不受外力影響的情況下混凝土體積減少。體積變化是影響水泥基材料長期強度和耐久性的重要因素之一，自收縮是混凝土在與外界水分隔絕的條件下水泥水化反應引起毛細孔負壓和內部相對濕度降低而導致的宏觀體積的減小，而收縮應力的產生可以認為是體積收縮變形受到一定程度的限制所致。對于實際工程來說，當混凝土所受的收縮拉應力大于此時刻的抗拉強度，混凝土就會開裂。高性能混凝土早期收縮應力主要有自收縮應力、溫度應力和干燥收縮應力，其中自收縮應力最為顯著。因為高性能混凝土配合比的顯著特點是低的水膠比、更多的膠結料以及摻加大量的超細礦物摻料等，快速的自干燥作用導致了高性能混凝土較普通混凝土有更大的體積變化，早期高性能混凝土受到約束包括內部約束和外部約束，約束的存在會導致混凝土內部產生自收縮應力，自收縮應力的大小除了與自收縮應變有關外，還受混凝土力學性能如抗拉強度的影響。

目前自收縮應力的實驗評價方法有單軸約束試驗、圓環法等，就約束形式而言，軸向約束試驗可分為兩種形式，一種是端部約束，一種是鋼筋內部連續約束。鋼筋內約束收縮實驗用來模擬鋼筋對混凝土收縮的限制，屬于不完全約束。當試件長度遠遠大于橫截面尺寸時，可近似地認為只發生軸向收縮，若受到限制,其橫截面內將產生均勻分布的拉應力，即收縮應力，試件越細長，軸向約束實現起來越容易，裂縫開展比較充分，實驗效果也越好?；炷潦湛s應力測定儀中的一種就是基于細長的收縮后混凝土試件被拉力系統拉回到混凝土試件的初始位置，此時系統的拉應力即為混凝土的收縮應力，試驗裝置復雜，精度要求高。教學中采用軸向約束收縮實驗是將成型埋入鋼筋的混凝土試件和同樣尺寸的自由收縮實驗作對比，在鋼筋上貼應變片監測約束變形，進而可間接測得約束應力，這種構件受力狀態與實際結構相近，不需要特別的加載設備和控制系統，但它僅考慮引入鋼筋的約束作用，鋼筋的約束作用會提高混凝土試件的拉伸徐變，使測得收縮應力減小，該方法主要用于研究不同配筋率、鋼筋直徑、鋼筋表面形狀、粘結長度等對混凝土收縮限制的影響，可以得到不同配筋率和約束率之間的定量關系。

目前，越來越多的高性能混凝土、超高性能水泥基材料應用于實際工程中，它們水膠比低、膠凝材料用量大，其自收縮量是普通混凝土的2～4倍，由于收縮變形造成的開裂的風險大大提高了，為了快速簡便確定上述材料的抗裂性能，因此，需要準確、可靠且快速的獲取自收縮應力測試裝置與方法。高溫、常溫或負溫環境下的水泥基材料的收縮(凍脹)應力難以實現定量檢測?？傊?，由于混凝土體積變形檢測精度要求高、自收縮應力檢測難度大、效率低、準確度差，導致了在施工前快速評定混凝土收縮應力的試驗裝置和方法的匱乏，應用高性能水泥基材料的土木工程建設質量受到嚴重影響，急需得到快速解決。

發明內容：

針對上述問題，本發明公開了一種水泥基材料收縮應力檢測裝置及其全溫度檢測方法。

本發明所采用的技術方案為：