[發明專利]吸水樹脂抑制水泥混凝土自收縮效果的測試裝置及其評價方法

在審

• 申請號: 202110153200.0
• 申請日: 2021-02-04
• 公開（公告）號: CN112858647A
• 公開（公告）日: 2021-05-28
• 發明（設計）人: 熊劍平;謝政專;張仰鵬;周勝波;陳宇;張衛兵;韋萬峰;王彬;焦曉東;陳家鋒;張斐
• 申請（專利權）人: 廣西交科集團有限公司
• 主分類號: G01N33/38
• 分類號: G01N33/38
• 代理公司: 南寧深之意專利代理事務所(特殊普通合伙) 45123
• 代理人: 黃南概

1.一種吸水樹脂抑制水泥混凝土自收縮效果的測試裝置，其特征在于：包括箱體（1）、溫度加熱裝置（2）、濕度控制裝置（3）、外框架（5）及計算機控制系統；所述的箱體（1）為全透明并且內部側壁的兩側分別設置溫度加熱裝置（2）；所述的箱體（1）的頂部設置濕度控制裝置（3），底部設有蓄水槽（11），箱體（1）的一側設有外開門A（13）；所述的蓄水槽（11）通過導管連接濕度控制裝置（3）；所述的蓄水槽（11）內設有開口向上的殼體（7），殼體（7）的開口處安裝有用于支撐混凝土試件的透明板（12）；所述的透明板（12）表面的中間設有激光反光標記點A（4）；所述的殼體（7）內部設有豎直向上的激光三維掃描儀A；所述的箱體（1）側邊的四個內側表面中心分別設有激光反光標記點B，所述的箱體（1）上側內表面中心設有激光反光標記點C；

所述的箱體（1）外側設置外框架（5）；所述的外框架（5）的四個內側表面面中心分別設有水平朝內的激光三維掃描儀B，所述的外框架（5）的上內側表面設有豎直向下激光三維掃描儀C（6）；所述的激光三維掃描儀A的位置與激光反光標記點A（4）相對應；所述的外框架（5）的四個激光三維掃描儀B的位置分別與箱體（1）的四個激光反光標記點B一一相對應；所述的激光三維掃描儀C（6）的位置與激光反光標記點C相對應；

所述的外框架（5）設有與外開門A（13）同側的外開門B（51）；

所述的濕度控制裝置（3）包括濕度傳感器、泵體（31）和安裝在箱體（1）內頂部的水霧噴嘴（32）；所述的濕度傳感器設置在箱體（1）內的側壁；所述的泵體（31）通過管道連接水霧噴嘴（32）；

所述的計算機控制系統分別與溫度加熱裝置（2）、濕度控制裝置（3）、激光三維掃描儀A、激光三維掃描儀B、激光三維掃描儀C（6）電性連接。

2.根據權利要求1所述的吸水樹脂抑制水泥混凝土自收縮效果的測試裝置，其特征在于：所述的溫度加熱裝置（2）采用鰭片式散熱管形電熱器。

3.根據權利要求1所述的吸水樹脂抑制水泥混凝土自收縮效果的測試裝置，其特征在于：所述的激光反光標記點（4）為亞鐵磁性，粒徑2cm。

4.根據權利要求1所述的吸水樹脂抑制水泥混凝土自收縮效果的測試裝置，其特征在于：所述的殼體（7）內的激光三維掃描儀A距離箱體（1）內的中心位置20cm；所述的外框架（5）頂部的激光三維掃描儀C（6）距離箱體（1）內的中心位置20cm；所述的外框架（5）的四個激光三維掃描儀B分別與箱體（1）內的中心位置相距20cm。

5.根據權利要求1所述的吸水樹脂抑制水泥混凝土自收縮效果的測試裝置，其特征在于：所述的水霧噴嘴（32）采用六頭式水霧噴嘴式。

6.如權利要求1-6所述的吸水樹脂抑制水泥混凝土自收縮效果的測試裝置的評價方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟S1：室內制備兩組150mm×150mm×150mm的水泥混凝土試件，一組為吸水樹脂水泥混凝土試件，記為實驗組A（8）；另一組為未摻入吸水樹脂的普通水泥混凝土試件，記為對照組B（9），除了吸水樹脂外，兩組混凝土試件的材料、級配和制備工藝均相同；

步驟S2：根據激光反光標記點A、4個激光反光標記點B、激光反光標記點C（4）的位置，采用激光三維掃描儀A、激光三維掃描儀B、激光三維掃描儀C（6）確定初始坐標系，并在實驗組A（8）及對照組B（9）的每個表面正中心設置六個激光反光標記點；

步驟S3：啟動溫度加熱裝置（2）、濕度控制裝置（3），其中溫度加熱裝置（2）的加熱溫度范圍為0～150℃，升溫速率為5℃/min，降溫速率為2/min，溫度變動范圍在±0.8℃，溫度均勻度為±2℃；濕度控制裝置（3）的噴出水霧粒徑范圍10～20μm，濕度控制范圍5RH～98RH%，溫度變動范圍在±2%RH；箱體（1）內按照設定的溫、濕度參數運行1h后，將實驗組A（8）及對照組B（9）置于箱體（1）內，實驗組A（8）及對照組B（9）距離不少于10cm；采用激光三維掃描儀A、激光三維掃描儀B、激光三維掃描儀C（6）在固定點掃描實驗組A（8）和對照組B（9），建立實驗組A（8）及對照組B（9）的初始坐標和三維云數據；

步驟S4：根據不同的時間間隔0h、3h、6h、12h、24h、48h、96h、192h，采集實驗組A（8）及對照組B（9）的三維云數據，通過掃描儀內置的軟件和計算機控制系統的CAD軟件，重構建立不同時間點實驗組A（8）及對照組B（9）的三維圖和六視圖，獲得實驗組A（8）及對照組B（9）的體積V_A、V_B，以及獲得實驗組A（8）及對照組B（9）的總表面積S_A、S_B，其中V_A代表實驗組A（8）的體積、V_B代表對照組B（9）的體積，S_A代表實驗組A（8）的總表面積、S_B代表對照組B（9）總表面積；

步驟S5：分別計算實驗組A（8）及對照組B（9）的表面積與體積的比值，即比表面積：

I_A=S_A/V_A；

I_B=S_B/V_B；

其中I_A代表實驗組A（8）的變化率、I_B代表對照組B（9）的變化率，比較兩組比表面積大小；則t時刻兩組試件的收縮率計算公式如下：

β_A(t)= I_A(t)/ I_A(0)；

β_B(t)= I_B(t)/ I_B(0)；

其中：β_A(t)- 實驗組試件t時刻收縮率；β_B(t)- 對照組試件t時刻收縮率；I_A(t)表示實驗組A（8）在t時刻的比表面積，I_B(t)表示對照組B（9）在t時刻的比表面積，I_A(0)表示實驗組A（8）在0時刻的比表面積，I_B(0)表示對照組B（9）在0時刻的比表面積；

步驟S6：進行吸水樹脂抑制水泥混凝土自收縮效果的評價：

若β_A(t)＞β_B(t)，則表明吸水樹脂水泥混凝土的收縮程度小于普通水泥混凝土，則吸水樹脂具備良好的抑制水泥混凝土自收縮效果；

若β_A(t)≤β_B(t)，則表明吸水樹脂水泥混凝土的收縮程度等于或大于普通水泥混凝土，則吸水樹脂抑制水泥混凝土自收縮效果不佳或較差。