一种混凝土早期抗裂性能测试装置的制作方法

1.本发明涉及测试技术领域，具体涉及一种混凝土早期抗裂性能测试装置。


背景技术：

2.关于混凝土材料开裂性能的研究已成为混凝土研究中的重要内容之一。目前混凝土开裂变形性能的测试方法，主要分为无约束条件下混凝土收缩测试方法以及约束条件下混凝土开裂性能测试方法。测试混凝土在约束条件下的变性性能，更能接近混凝土在实际工程中的使用状况，但是目前国内外混凝土材料标准中尚无评价混凝土材料在约束条件下开裂性能的统一测试方法，各国对混凝土开裂性能的测试方法都尚处于试验阶段，没有形成统一的标准。
3.目前常用的混凝土在约束条件下开裂性能的测试方法主要有平板法、圆环法和棱柱体法，这些方法虽然能够解决一定的问题，但各自也存在不足：
4.1、平板式限制收缩开裂试验方法〔简称平板法〕：试件为平板状，试件的变形受到底座或者两端钢模板或钢筋条的约束。试件为平面薄板，底座也是钢材质，混凝土浇筑在钢模内，钢模内衬塑料薄膜，当混凝土浇筑后，发生收缩时受到四周的钢筋条的约束，混凝土变形受到约束限制，约束应力大于混凝土拉力时，试件会出现开裂。
5.平板试验方法具有简单易操作的特点，但平板法只能对混凝土收缩提供部分的不均匀的收缩变形，且在裂缝的量化与后期处理方面存在缺陷。因此平板法无法准确的表征混凝土抗裂性能。
6.2、圆环限制收缩开裂试验方法(简称圆环法):圆环试验方法存在以下缺点：测试时间长，敏感性差。采用圆环法测试时，试件通常要经过较长时间才会出现初始裂缝，有时甚至因敏感性差而不会出现。
7.3、棱柱体式限制收缩开裂实验方法：棱柱体法的不足在于：该方法通常用于评估因为温度作用而引起的开裂，单轴约束试验结果能够为道路混凝土、大体积混凝土等混凝土结构的配合比设计及施工提供依据，为提高混凝土的抗裂性能提供设计指导。但其存在的主要缺点是，不便于进行现场检测，且仪器灵敏度要求高，造价成本较高。


技术实现要素：

8.(一)本发明所要解决的技术问题之一是：现有的混凝土早期抗裂性能测试装置中存在不敏感或不适用现场进行检测的问题。
9.(二)技术方案
10.为了解决上述技术问题，本发明提供了一种混凝土早期抗裂性能测试装置，其中，包括：
11.固定构件和至少两个可调应力发生器，两个所述可调应力发生器沿所述固定构件的长度方向对称设置；
12.所述可调应力发生器包括两个长度调节边板，相邻两个所述长度调节边板呈角度
设置，两个所述长度调节边板分别与两个所述固定构件转动连接，所述长度调节板与所述固定构件连接形成用于容纳混凝土的空间，相邻两个所述长度调节板的角度可调。
13.根据本发明的一个实施例，所述可调应力发生器还包括角度调节装置，所述角度调节装置靠近所述长度调节边板设置，所述角度调节装置用于调节相邻两个所述长度调节板的角度。
14.根据本发明的一个实施例，所述角度调节装置包括：角度调节滑轨、角度调节滑板和驱动装置，所述角度调节滑轨靠近所述长度调节边板设置，所述驱动装置驱动所述角度调节滑板能够沿所述角度调节滑轨移动，从而调节相邻两个所述长度调节板的角度。
15.根据本发明的一个实施例，所述驱动装置包括气缸和伸缩杆，所述气缸带动所述伸缩杆移动，从而驱动所述角度调节滑板移动。
16.根据本发明的一个实施例，所述混凝土早期抗裂性能测试装置还包括压力传感器和控制器，所述压力传感器设置于所述长度调节边板的内侧，所述控制器根据所述压力传感器的信号控制所述驱动装置开启或关闭。
17.根据本发明的一个实施例，所述混凝土早期抗裂性能测试装置还包括控制器和转动轮，所述转动轮上设置有转动部，所述控制器控制所述转动轮转动，从而带动所述长度调节边板相对于所述固定结构转动。
18.根据本发明的一个实施例，所述可调应力发生器还包括高性能磁铁装置，所述长度调节边板包括多个调节板，相邻两个所述调节边之间通过所述高性能磁铁装置相连，所述角度调节装置靠近所述调节板设置。
19.根据本发明的一个实施例，所述固定构件包括底板和两个固定端，两个所述固定端设置于底板的两端，所述长度调节边板与所述固定端转动连接。
20.根据本发明的一个实施例，所述混凝土早期抗裂性能测试装置还包括可调转动轴，所述长度调节边板通过所述可调转动轴与所述固定构件转动连接。
21.根据本发明的一个实施例，所述固定构件的材料为钢。
22.本发明的有益效果：本技术提供的混凝土早期抗裂性能测试装置中，应力发生器的所述长度调节板与所述固定构件连接形成用于容纳混凝土的空间，相邻两个所述长度调节板的角度可调，在应力发生器的诱导下，使试板在中间的两侧均产生应力集中，测试装置的两端均可提供轴向方向的约束。混凝土收缩时，受到来自应力发生器和固定构件的约束，当收缩应力大于混凝土抗力时，试板会很快出现开裂。本发明的测试装置适用于混凝土早期的开裂性能评价，敏感性强，快捷准确，也方便在施工现场使用。
附图说明
23.本发明上述和/或附加方面的优点从结合下面附图对实施例的描述中将变的明显和容易理解，其中：
24.图1是本技术提供的混凝土早期抗裂性能测试装置的结构示意图；
25.图2是本技术提供的混凝土早期抗裂性能测试装置中长度调节边板和高性能磁铁装置的结构示意图。
26.附图标记如：
27.100、底板，200、固定端，300、可调转动轴，400、长度调节边板，500、高性能磁铁装
置，600、角度调节滑轨，700、角度调节滑板，800、驱动装置，701、气缸，401、压力传感器，402、调节板，900、转动轮。
具体实施方式
28.为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
29.如图1和图2所示，本发明提供了一种混凝土早期抗裂性能测试装置，包括：固定构件和至少两个可调应力发生器，两个所述可调应力发生器沿所述固定构件的长度方向对称设置；所述可调应力发生器包括两个长度调节边板400，相邻两个所述长度调节边板400呈角度设置，两个所述长度调节边板400分别与两个所述固定构件转动连接，所述长度调节板402与所述固定构件连接形成用于容纳混凝土的空间，相邻两个所述长度调节板402的角度可调。
30.具体地，混凝土浇筑试件为哑铃形，选择最适合的角度，角度太大会使混凝土试件尺寸过窄，失去材料代表性；角度太小会影响试件的敏感性，因此此角度需要在满足混凝土最大粒径要求的前提下，进行多次调节测试，直至调节到敏感性最强的应力发生器角度。
31.需要说明的是，当将混凝土浇入测试装置后，在应力发生器的诱导下，使试板在中间的两侧均产生应力集中，测试装置的两端均可提供轴向方向的约束。混凝土收缩时，受到来自应力发生器和测试装置端部的约束，当收缩应力大于混凝土抗力时，试板会很快出现开裂。
32.根据本发明的一个实施例，所述可调应力发生器还包括角度调节装置，所述角度调节装置靠近所述长度调节边板400设置，所述角度调节装置用于调节相邻两个所述长度调节板402的角度。
33.具体地，角度调节装置位于空间的外侧，能够调节相邻两个所述长度调节板402的角度。
34.根据本发明的一个实施例，所述角度调节装置包括：角度调节滑轨600、角度调节滑板700和驱动装置800，所述角度调节滑轨600靠近所述长度调节边板400设置，所述驱动装置800驱动角度调节滑板700能够沿所述角度调节滑轨600移动，从而调节相邻两个所述长度调节板402400的角度。
35.具体地，通过调节角度调节装置的角度调节滑板700可使相邻两个长度调节边板400在一定角度范围内自由组合角度。
36.根据本发明的一个实施例，所述驱动装置800包括气缸701和伸缩杆，所述气缸701带动所述伸缩杆移动，从而驱动所述角度调节滑板700移动。
37.具体地，通过伸缩杆能够实现自动调节，操作更加便捷。也可以根据需求设置控制器，控制器接收到发送端的输入信号控制气缸701开启和伸缩杆的伸缩长度，从而驱动所述角度调节滑板移动。
38.根据本发明的一个实施例，所述混凝土早期抗裂性能测试装置还包括压力传感器401和控制器，所述压力传感器401设置于所述长度调节边板400的内侧，所述控制器根据所述压力传感器401的信号控制所述驱动装置开启或关闭。
39.具体地，设置压力传感器401，当压力传感器401信号超过预设压力值控制驱动装置关闭，否则保持驱动装置开启。设置压力传感器401能够对长度调节边板400进行保护，防止压力过大，对试件形状造成破坏，使测量结果不准确。
40.需要说明的是，在长度调节边板400内侧设置有凹槽，传感器设置于所述凹槽内，长度调节边板400内侧还设置有用于密封凹槽的薄金属，薄金属可形变，能够将试件作用与长度调节边板400的力传递至传感器的测量处。
41.如图1所示，根据本发明的一个实施例，所述角度调节装置的数量为四个，每个所述角度调节装置对应每个所述长度调节边板400设置。
42.具体地，设置两个角度调节装置能够分别对长度调节边板400进行调节。
43.根据本发明的一个实施例，所述可调应力发生器还包括高性能磁铁装置500，所述长度调节边板400包括多个调节板402，相邻两个所述调节边之间通过所述高性能磁铁装置500相连，所述角度调节装置靠近所述调节板402设置。
44.具体地，在进行角度调节的同时，会使长度调节边板400的长度产生变化，因此本发明提供了长度调节装置，使测试装置两侧长度调节边板400在一定范围内按照需求自由的变换长度且依靠高性能磁铁装置500使试模边板密闭，在浇筑混凝土时，很好的解决了渗水漏水等可能发生的情况。调节角度时，通过调节角度调节装置的角度调节滑板700可使两个长度调节边板400在一定角度范围内自由组合角度。应力发生器的角度和边板长度调节后，固定构件使角度和长度在测试整个过程中保持恒定不变，在确定好最佳角度的应力发生器后，将各部分固定，即可进行开裂性能测试试验。
45.根据本发明的一个实施例，所述混凝土早期抗裂性能测试装置还包括控制器和转动轮900，所述转动轮900上设置有转动部，所述控制器控制所述转动轮900转动，从而带动所述长度调节边板相对于所述固定结构转动。
46.转动轮900为圆形，转动部凸起设置于转动轮900上，控制器根据发射端的信号控制驱动转动轮900转动的电机开启。转动轮900转动后转动部能够作用于外侧的长度调节边板上，从而带动调节边板相对于所述固定结构转动。可以根据需求设置不同的参数输入到发射端，对需要调节的大小进行精细化控制。
47.根据本发明的一个实施例，所述固定构件包括底板100和两个固定端200，两个所述固定端200设置于底板100的两端，所述长度调节边板400与所述固定端200转动连接。
48.具体地，长度调节板402与固定端200和底板100形成用于容纳混凝土的空间，长度调节边板400与所述固定端200转动连接。
49.根据本发明的一个实施例，所述混凝土早期抗裂性能测试装置还包括可调转动轴300，所述长度调节边板400通过所述可调转动轴300与所述固定构件转动连接。
50.具体地，在两侧固定端200和长度调节边板400之间，由可以自由转动的可调转动轴300来连接。
51.根据本发明的一个实施例，所述固定构件的材料为钢。
52.本技术提供的混凝土早期抗裂性能测试装置使用时，本测试装置的刚度主要有固定端200刚度和可调角度段刚度组成，其中钢材的弹性模量为e＝206
×
103n/mm2,固定端200的弯曲刚度为：
[0053][0054][0055]
其中，l为固定端200的长度，b为固定端200的厚度，h为固定端200的高度。
[0056]
可调角度段的弹性刚度为：
[0057][0058]
所以由以上各部分的刚度k1,k2,k3求得装置刚度为：
[0059][0060]
计算混凝土的刚度，选取截面为中央处200mm
×
60mm矩型截面，取c40混凝土28d龄期弹性模量为4
×
104n/mm2，长度为1400mm，则此时混凝土刚度为：
[0061][0062]
因此本混凝土开裂测试装置刚度k>k
c
，装置的刚度满足测试混凝土材料开裂性能的要求。本方法在混凝土裂缝的定量测试中，选用读数显微镜作为测量工具，被测对象为试件上的单道裂缝，因此测试误差仅来源于读数显微镜的测量误差。将混凝土浇筑在空间内，制成试板，在特定温湿度条件下对混凝土试板进行干燥处理，待所述混凝土试板干燥后，计算所述混凝土试板上的裂缝的平均裂缝宽。根据裂缝出现时间的先后以及计算出的平均裂缝宽度得出混凝土抗裂性能的程度。
[0063]
综上，本技术提供的混凝土早期抗裂性能测试装置中，应力发生器的所述长度调节板与所述固定构件连接形成用于容纳混凝土的空间，相邻两个所述长度调节板的角度可调，在应力发生器的诱导下，使试板在中间的两侧均产生应力集中，测试装置的两端均可提供轴向方向的约束。混凝土收缩时，受到来自应力发生器和固定构件的约束，当收缩应力大于混凝土抗力时，试板会很快出现开裂。本发明的测试装置适用于混凝土早期的开裂性能评价，敏感性强，快捷准确，也方便在施工现场使用。
[0064]
在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0065]
在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“连通”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接连通，也可以通过中间媒介间接连通，可以是
两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
[0066]
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。