CN103163286A - 一种早龄期混凝土自收缩的测量系统 - Google Patents

一种早龄期混凝土自收缩的测量系统 Download PDF

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江晨晖
杨杨
胡丹霞
干学宏
潘丽君
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Abstract

本发明涉及一种早龄期混凝土自收缩的测量系统，包括混凝土试件、智能养护箱及带有控制软件的计算机，混凝土试件外设有控制其处于恒温状态的智能养护箱，智能养护箱两侧设有激光位移计及其支架，智能养护箱底部设有底座。发明有益的效果是：本发明可有效地测量混凝土早龄期的体积变化变形，尤其是可实现自浇筑完毕即开始的自收缩变形的精确测量；由于测量过程中混凝土试件一直处于预设的恒温条件，既消除了混凝土自身温度变化对自收缩的影响，也不用扣减混凝土的温度变形。本发明采用激光位移计测量自收缩变形，具有精度高、环境影响小的优点；硬件设置与测量过程监控全部由计算机和软件实现，有效减小了人为操作和记录的误差，提高了整个系统的自动化程度；此外，整个系统的耗材很少，绝大部分的零部件均可多次重复利用。

Description

一种早龄期混凝土自收缩的测量系统
技术领域
本发明涉及混凝土材料领域，尤其是一种早龄期混凝土自收缩的测量系统。
背景技术
自干燥和自收缩是混凝土材料，尤其是高强、高性能混凝土凝结硬化过程中的重要特性。如果控制不力，极易导致混凝土在承受外部荷载前即发生早期开裂。混凝土一旦开裂，其耐久性、长期力学性能、整体性和美观性均将大为削弱，甚至严重丧失。为了有效减小和控制自收缩，首要解决的问题便是建立测量自收缩的准确有效方法。
对于已硬化的混凝土而言，已建立了多种成熟稳定的自收缩测量方法，且部分方法已被各种专业性标准和规范所收纳。鉴于自收缩与胶凝材料的水化进程密切相关，主要发生于早龄期，因此准确测量早龄期的自收缩更为重要。然而对于早龄期（凝结硬化初期）的混凝土而言，自收缩的测量并无统一的标准方法可依，直接套用已硬化混凝土的测量方法断不可取。虽然散布于各种文献专利中的方法不少，但绝大多数存在起测龄期较晚（终凝后）、控制要求高和影响因素多等不足之处，其中日本学者提出的采用低弹性模量的埋入式应变计测量早期自收缩虽不失为一种准确有效的方法，但由于此类埋入式应变计价格过高且无法重复利用而遭受诟病。现有早龄期自收缩测量方法的另一个普遍性缺陷在于从总变形中扣减温度变形时将混凝土的热膨胀系数视为恒定值，这与实际情况差别甚大，也即所测得的“自收缩”并非单纯自收缩。
发明内容
本发明要解决上述现有技术的缺点，提供一种既能准确简便测量早龄期自收缩，又符合经济实惠、可重复利用的早龄期混凝土自收缩的测量系统。
本发明解决其技术问题采用的技术方案：这种早龄期混凝土自收缩的测量系统，包括混凝土试件、智能养护箱及带有控制软件的计算机，混凝土试件外设有控制其处于恒温状态的智能养护箱，智能养护箱两侧设有激光位移计及其支架，智能养护箱底部设有底座。
作为优选，所述智能养护箱为空腔结构，其空腔内设有水和防冻剂混合液，端部设有与外部制冷、加热系统连接的进水口和出水口。
作为优选，所述智能养护箱外部包覆有保温隔热层。
作为优选，所述智能养护箱内部除两端面外均设有特氟龙塑料薄片，两端面设有可活动的轻质柔性衬板。
作为优选，所述智能养护箱的两端板中心开设有圆孔，激光位移计的激光束与圆孔中心对准。
作为优选，所述底座包括放置于水平面上的弹性衬垫和钢底板。
作为优选，所述混凝土试件中心位置设有温度传感器。
作为优选，所述智能养护箱设有可开启的上盖。
发明有益的效果是：本发明可有效地测量混凝土早龄期的体积变化变形，尤其是可实现自浇筑完毕即开始的自收缩变形的精确测量；由于测量过程中混凝土试件一直处于预设的恒温条件，既消除了混凝土自身温度变化对自收缩的影响，也不用扣减混凝土的温度变形。本发明采用激光位移计测量自收缩变形，具有精度高、环境影响小的优点；硬件设置与测量过程监控全部由计算机和软件实现，有效减小了人为操作和记录的误差，提高了整个系统的自动化程度；此外，整个系统的耗材很少，绝大部分的零部件均可多次重复利用。
附图说明
图1是本发明的结构主视图；
图2是本发明的结构侧视图；
附图标记说明：混凝土试件1，智能养护箱2，激光位移计3，支架4，底座5，水和防冻剂混合液6，进水口7，出水口8，保温隔热层9，特氟龙塑料薄片10，轻质柔性衬板11，激光束12，圆孔13，钢底板14，弹性衬垫15，温度传感器16，上盖17。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步说明：
实施例：如图1、2，这种早龄期混凝土自收缩测量方法，包括混凝土试件1、控制试件处于恒温状态的智能养护箱2、激光位移计3及支架4、底座5、控制计算机及软件。所述的混凝土试件1外表面由塑料薄膜完全密封；所述的智能养护箱2为空腔结构，空腔部分充满水和防冻剂的混合液6，端部设置与外部制冷、加热系统连接的进水口7和出水口8，并通过循环泵使混合液处于循环流动状态；所述的智能养护箱2外部包覆有保温隔热层9，内部除两端面外均铺贴特氟龙塑料薄片10，两端面设置可活动的轻质柔性衬板11；所述的激光位移计3的激光束12对准智能养护箱2两端板中心开设的圆孔13中心；所述的支架4用于架设和固定激光位移计3；所述的底座5由置于水平面上钢底板14和弹性衬垫15构成；所述的控制计算机及软件集全部硬件的参数设置、温控、数据采集与监控等功能于一体。
混凝土试件1是尺寸为100×100×400mm的棱柱体，其中心位置埋设有温度传感器16以实时监测混凝土的温度；智能养护箱2的外部制冷、加热系统应能根据混凝土试件1的温度变化而发生切换，并由计算机控制，确保混凝土试件1的温度维持恒定；智能养护箱2的上盖17可开启，两端面上圆孔13的直径为5mm，内侧可活动的轻质柔性衬板11的厚度为3mm；智能养护箱2外部包覆的保温隔热层9的厚度应可有效防止整个系统与外部发生热交换；激光位移计3的精度为0.5μm，测量距离为150～250mm。
本发明所述的早龄期混凝土自收缩测量系统的操作步骤：在智能养护箱2内腔铺设一层塑料薄膜用于密封混凝土试件1，并减小混凝土试件1与智能养护箱2内壁的摩擦。将新拌混凝土分层装入智能养护箱2并仔细插捣（或振捣）密实。将温度传感器16插入混凝土试件1中心位置后盖好智能养护箱2的上盖17。调节两端的激光位移计3至合适位置，保证激光束12恰好从圆孔13中穿过并照射到混凝土试件1两个端面中心位置。根据试验需要设定养护温度、测试起始和终结龄期、数据采集时间间隔、激光位移计3的工作参数等后启动系统即进入自收缩测量状态。
除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。凡采用等同替换或等效变换形成的技术方案，均落在本发明要求的保护范围。

Claims (8)

1.一种早龄期混凝土自收缩的测量系统，包括混凝土试件（1）、智能养护箱（2）及带有控制软件的计算机，其特征是：混凝土试件（1）外设有控制其处于恒温状态的智能养护箱（2），智能养护箱（2）两侧设有激光位移计（3）及其支架（4），智能养护箱（2）底部设有底座（5）。
2.根据权利要求1所述的早龄期混凝土自收缩的测量系统，其特征是：所述智能养护箱（2）为空腔结构，其空腔内设有水和防冻剂混合液（6），端部设有与外部制冷、加热系统连接的进水口（7）和出水口（8）。
3.根据权利要求1所述的早龄期混凝土自收缩的测量系统，其特征是：所述智能养护箱（2）外部包覆有保温隔热层（9）。
4.根据权利要求1所述的早龄期混凝土自收缩的测量系统，其特征是：所述智能养护箱（2）内部除两端面外均设有特氟龙塑料薄片（10），两端面设有可活动的轻质柔性衬板（11）。
5.根据权利要求1所述的早龄期混凝土自收缩的测量系统，其特征是：所述智能养护箱（2）的两端板中心开设有圆孔（13），激光位移计（3）的激光束（12）与圆孔（13）中心对准。
6.根据权利要求1所述的早龄期混凝土自收缩的测量系统，其特征是：所述底座（5）包括放置于水平面上的弹性衬垫（15）和钢底板（14）。
7.根据权利要求1所述的早龄期混凝土自收缩的测量系统，其特征是：所述混凝土试件（1）中心位置设有温度传感器（16）。
8.根据权利要求1所述的早龄期混凝土自收缩的测量系统，其特征是：所述智能养护箱（2）设有可开启的上盖（17）。
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