CN102384927A - 不同环境条件下水泥基材料早龄期热膨胀系数的测量装置及测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种不同环境条件下水泥基材料早龄期热膨胀系数的测量装置及测量方法，其中测量装置包括具有保温保湿功能的密封试验箱，在密封试验箱内设置有滑动小车、加湿器、加热器、光能源、试验箱内部温湿度传感器以及试件内部温湿度传感器，在滑动小车的两端设置有激光位移计端子，在密封试验箱外设置有与所述的激光位移计端子配合使用的激光位移计，在密封试验箱外还设置有用于控制加湿器的加湿器控制器、用于控制加热器的加热器控制器以及用于控制光能源的光能源光能量自动控制仪。使用本装置从水泥基材料稍具塑性后即可进行线性变形的测量，可测量一定温度、相对湿度和太阳辐射条件下的水泥基材料早龄期的热膨胀系数。

Description

不同环境条件下水泥基材料早龄期热膨胀系数的测量装置及测量方法

技术领域

本发明涉及一种不同环境条件下水泥基材料早龄期热膨胀系数的测量装置及方法，可对水泥净浆、砂浆、混凝土等水泥基材料和骨料等固体材料在一定温度、相对湿度和太阳辐射条件下进行早龄期热膨胀系数高精度测量。

背景技术

目前对水泥基材料热膨胀系数的研究还并不深入，主要在于不能够在一定温度、相对湿度和太阳辐射条件下对水泥基材料的热膨胀系数进行高精度测量。因此，精确测量一定环境条件下水泥基材料早龄期热膨胀系数，设计测量水泥基材料早龄期热膨胀系数的测量装置及方法十分必要。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种不同环境条件下水泥基材料早龄期热膨胀系数的测量装置及方法，使用本装置从水泥基材料稍具塑性后即可进行线性变形的测量，可测量一定温度、相对湿度和太阳辐射条件下的水泥基材料早龄期的热膨胀系数。

本发明测量装置包括：包括具有保温保湿功能的密封试验箱，在所述的密封试验箱内设置有滑动小车、加湿器、加热器、光能源、试验箱内部温湿度传感器以及试件内部温湿度传感器，所述的试件内部温度传感器设置在滑动小车内，在所述的滑动小车的两端设置有激光位移计端子，在所述的密封试验箱外设置有与所述的激光位移计端子配合使用的激光位移计，在所述的密封试验箱外还设置有用于控制加湿器的加湿器控制器、用于控制加热器的加热器控制器以及用于控制光能源的光能源光能量自动控制仪，所述的激光位移计、加湿器控制器、加热器控制器以及光能源光能量自动控制仪均与一控制单元连接。

不同环境条件下水泥基材料早龄期自收缩的测量方法包括以下步骤，

步骤一、通过控制单元设置好试验时试件所处环境的温度、相对湿度和太阳辐射。组装好测量装置后浇筑试件，并在试件内部放置温湿度传感器13，用塑料薄膜完好密封试件；

步骤二、设测量起始时间的两端的激光位移计的位移值为Y_a0和Y_b0，在设定条件下养护试件，待其到达预先设定的温度、相对湿度及太阳辐射后每隔一定时间间隔，采集试件内温湿度值和两端的激光位移计的位移值Y_at和Y_bt；

步骤三、龄期t时的试件自收缩ε_ca，t：

${\mathrm{\ϵ}}_{\mathrm{ca},t}=\frac{(Y_{\mathrm{at}}-Y_{a0})+(Y_{\mathrm{bt}}-Y_{b0})}{L}$

其中：L为试件长度。

不同环境条件下水泥基材料早龄期热膨胀系数的测量方法包括以下步骤，

步骤一、通过控制单元设置好试验时试件所处环境的温度、相对湿度和太阳辐射；组装两套测量装置，浇筑试件后在两个试件内部均放置温湿度传感器，用塑料薄膜完好密封两试件，第一试件进行自收缩试验，第二试件进行热膨胀系数测量试验，两个试验同时进行；

步骤二、开启试验箱，设定变温制度，记录试验开始时两端的激光位移计的位移值Y_a0和Y_b0，待其到达预先设定的温度、相对湿度及太阳辐射后，采用快速升温降温的方法降低自收缩的影响，每隔一定时间间隔，采集起始点温度传感器的温度为X₁，对应激光位移计位移值为Y_a1和Y_b1，龄期为t₁；终点三只温度传感器的温度为X₂，对应激光位移计数值为Y_a2和Y_b2，龄期为t₂；

步骤三、用对应龄期t为

时自收缩试验的试验结果进行修正，龄期t时的试件热膨胀系数α_c，t为：

${\mathrm{\α}}_{c,t}=\frac{(Y_{a2}-Y_{a1})+(Y_{b2}-Y_{b1})-{\mathrm{\ϵ}}_{\mathrm{ca},t}\·L}{\left(X_2{-X}_1\right)L}$

其中：L为试件长度，ε_ca，t为自收缩。

与现有技术相比，本发明测量装置具有如下优点：

1、可以分别精确测量一定温度条件下水泥基材料早龄期热膨胀系数值；

2、可以分别精确测量一定相对湿度条件下水泥基材料早龄期热膨胀系数值；

3、可以分别精确测量一定太阳辐射条件下水泥基材料早龄期热膨胀系数值；

4、可以精确测量一定温度、相对湿度和太阳辐射相耦合条件下水泥基材料早龄期热膨胀系数值。

附图说明

图1是本发明试验箱整体结构示意图。

图2是本发明试验箱整体结构示意剖面图。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明作详细说明：

如图1所示，加湿器1、加热器2和光能源金卤素灯3分别安置于能够保温保湿的密封试验箱11内部，并分别通过加湿器控制器4、加热器控制器5和光能源光能量自动控制仪6与处理单元7相连，处理单元选用计算机，试件摆放在滑动小车10上，小车两侧设置有激光位移计端子9，试验箱与激光位移计端子9相平行的位置上开设小窗，激光位移计8设置在小窗外，透过小窗可以测量试件位移值。

一种不同环境条件下水泥基材料早龄期自收缩的测量方法，包括以下步骤：

步骤一、通过计算机设置好试验时试件所处环境的温度、相对湿度和太阳辐射。组装好测量装置后浇筑试件，并在试件内部放置温湿度传感器13，用塑料薄膜完好密封试件；

步骤二、设测量起始时间的激光位移计8的位移值为Y_a0和Y_b0，在设定条件下养护试件，待其到达预先设定的温度、相对湿度及太阳辐射后每隔一定时间间隔，采集试件内温湿度值和激光位移计8的位移值Y_at和Y_bt；

步骤三、龄期t时的试件自收缩ε_ca，t：

${\mathrm{\ϵ}}_{\mathrm{ca},t}=\frac{(Y_{\mathrm{at}}-Y_{a0})+(Y_{\mathrm{bt}}-Y_{b0})}{L}$

其中：L为试件长度。

一种不同环境条件下水泥基材料早龄期热膨胀系数的测量方法，包括以下步骤：

不同环境条件下水泥基材料早龄期热膨胀系数的测量方法包括以下步骤，

步骤一、通过计算机7设置好试验时试件所处环境的温度、相对湿度和太阳辐射。组装两套测量装置，浇筑试件后在两个试件内部均放置温湿度传感器，用塑料薄膜完好密封两试件，第一试件进行自收缩试验，第二试件进行热膨胀系数测量试验，两个试验同时进行；

步骤二、开启试验箱，设定变温制度，记录试验开始时激光位移计8的位移值为Y_a0和Y_b0，待其到达预先设定的温度、相对湿度及太阳辐射后，采用快速升温降温的方法降低自收缩的影响，每隔一定时间间隔，采集起始点温度传感器的温度为X₁，对应激光位移计8位移值为Y_a1和Y_b1，龄期为t₁；终点三只温度传感器的温度为X₂，对应激光位移计8数值为Y_a2和Y_b2，龄期为t₂；

步骤三、用对应龄期t为

时自收缩试验的试验结果进行修正，龄期t时的试件热膨胀系数α_c，t为：

${\mathrm{\α}}_{c,t}=\frac{(Y_{a2}-Y_{a1})+(Y_{b2}-Y_{b1})-{\mathrm{\ϵ}}_{\mathrm{ca},t}\·L}{\left(X_2{-X}_1\right)L}$

其中：L为试件长度，ε_ca，t为自收缩。

Claims (6)

1.一种不同环境条件下水泥基材料早龄期热膨胀系数测量装置，包括具有保温保湿功能的密封试验箱(11)，其特征在于：在所述的密封试验箱(11)内设置有滑动小车(10)、加湿器(1)、加热器(2)、光能源(3)、试验箱内部温湿度传感器(12)以及试件内部温湿度传感器(13)，所述的试件内部温度传感器(13)设置在滑动小车(10)内，在所述的滑动小车(10)的两端设置有激光位移计端子(9)，在所述的密封试验箱(11)外设置有与所述的激光位移计端子(9)配合使用的激光位移计(8)，在所述的密封试验箱(11)外还设置有用于控制加湿器的加湿器控制器(4)、用于控制加热器的加热器控制器(5)以及用于控制光能源的光能源光能量自动控制仪(6)，所述的激光位移计(8)、加湿器控制器(4)、加热器控制器(5)以及光能源光能量自动控制仪(6)均与控制单元(7)连接。

2.根据权利要求1所述的不同环境条件下水泥基材料早龄期热膨胀系数的测量装置，其特征在于：密封试验箱(11)内部上侧和左右两侧均安置有光能源(3)。

3.根据权利要求2所述的不同环境条件下水泥基材料早龄期热膨胀系数的测量装置，其特征在于：所述的光能源(3)为金卤素灯。

4.根据权利要求3所述的不同环境条件下水泥基材料早龄期热膨胀系数的测量装置，其特征在于：所述的控制单元(7)为计算机。

5.一种采用权利要求1所述的测量装置对不同环境条件下水泥基材料早龄期自收缩的测量方法，包括以下步骤：

步骤一、通过控制单元(7)设置好试验时试件所处环境的温度、相对湿度和太阳辐射，组装好测量装置后浇筑试件，并在试件内部放置温湿度传感器(13)，用塑料薄膜完好密封试件；

步骤二、设测量起始时间的两端的激光位移计(8)的位移值为Y_a0和Y_b0，在设定条件下养护试件，待其到达预先设定的温度、相对湿度及太阳辐射后每隔一定时间间隔，采集试件内温湿度值和两端的激光位移计(8)的位移值Y_at和Y_bt；

步骤三、龄期t时的试件自收缩ε_ca，t：

${\mathrm{\ϵ}}_{\mathrm{ca},t}=\frac{(Y_{\mathrm{at}}-Y_{a0})+(Y_{\mathrm{bt}}-Y_{b0})}{L}$

其中：L为试件长度。

6.根据权利要求1所述的测量装置对一种不同环境条件下水泥基材料早龄期热膨胀系数的测量方法，包括以下步骤：

步骤一、通过处理单元(7)设置好试验时试件所处环境的温度、相对湿度和太阳辐射；组装两套测量装置，浇筑试件后在两个试件内部均放置温湿度传感器(13)，用塑料薄膜完好密封两试件，第一试件进行自收缩试验，第二试件进行热膨胀系数测量试验，两个试验同时进行；

步骤二、开启试验箱，设定变温制度，记录试验开始时两端的激光位移计(8)的位移值Y_a0和Y_b0，待其到达预先设定的温度、相对湿度及太阳辐射后，采用快速升温降温的方法降低自收缩的影响，每隔一定时间间隔，采集起始点温度传感器的温度为X₁，对应两端的激光位移计(8)位移值为Y_a1和Y_b1，龄期为t₁；终点三只温度传感器的温度为X₂，对应两端的激光位移计(8)数值为Y_a2和Y_b2，龄期为t₂；

步骤三、用对应龄期t为

时自收缩试验的试验结果进行修正，龄期t时的试件

热膨胀系数α_c，t为：

${\mathrm{\α}}_{c,t}=\frac{(Y_{a2}-Y_{a1})+(Y_{b2}-Y_{b1})-{\mathrm{\ϵ}}_{\mathrm{ca},t}\·L}{\left(X_2{-X}_1\right)L}$

其中：L为试件长度，ε_ca，t为自收缩。

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