CN105044316A - 内嵌式水泥基材料复合收缩测量仪 - Google Patents
内嵌式水泥基材料复合收缩测量仪 Download PDFInfo
- Publication number
- CN105044316A CN105044316A CN201510515213.2A CN201510515213A CN105044316A CN 105044316 A CN105044316 A CN 105044316A CN 201510515213 A CN201510515213 A CN 201510515213A CN 105044316 A CN105044316 A CN 105044316A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- plate
- instrument
- location
- measurement
- metal die
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Landscapes
- Investigating Strength Of Materials By Application Of Mechanical Stress (AREA)
Abstract
内嵌式水泥基材料复合收缩测量仪，涉及水泥基材料复合收缩测量装置，本发明为了解决现有水泥基材料在实验室内进行复合收缩测量过程中采用试件水平放置时需要拆模引发误差和立式放置测量时也需拆模且普遍以试模底端作为测量基准点所引入的测量数据偏差大的问题，本发明包括金属模具、定位板、放置板、测量仪表、仪表立柱、仪表顶柱、内壁隔离层和两个配套测片，金属模具上分别对应开有两个通透的L型的嵌槽，定位板与放置板分别置于两个L型嵌槽的底部，仪表立柱与放置板固定连接、与定位板接触连接，测量仪表固定连接在仪表立柱上，两个配套测片分别置于待测件的上表面上。本发明适用于水泥基材料复合收缩测量装置。
Description
技术领域
本发明涉及水泥基材料复合收缩测量装置。
背景技术
水泥基材料在实际应用过程中常会由于自身水化和水分的蒸发使得在完全硬化前发生化学收缩和塑性收缩等体积变化，其产物的宏观绝对体积小于反应物，而水化系统中固相物质的体积是在增加的，整个体系的密实度增加，材料逐步硬化。当水泥基材料初凝硬化并具有一定的结构强度后，水化过程依然在持续，此时较为密实的固相物质将阻挠系统宏观体积的缩小，材料水化所产生的体积缩小量便会在体系内部保留并形成孔隙。此后水化依然继续进行，当剩余水泥基材料继续水化消耗内部水分时，材料内部的相对湿度降低，毛细孔隙和凝胶孔隙内的液面弯曲形成凹液面，该凹液面的负压作用引发体积收缩，该种收缩称之为自收缩，一旦材料收缩应力超过体系的抗拉强度，便会发生开裂，对材料后续的耐久性产生不利影响。另外，水泥基材料硬化后，当外部环境较为干燥时，材料体系内的毛细孔水和吸附水便会蒸发，导致毛细孔内部的弯液面形成负压，水化产生的凝胶体紧缩，复合作用下水泥基材料体系发生收缩，尽管这种干缩变形在材料再次遇水时能够恢复一部分，但是在其收缩过程中材料内产生的拉应力超过抗拉强度时，依然会造成开裂。
在实验室和工程规范中用接触法的方式测量此类材料的体积收缩时，一种方法是卧式放置方式，尽管该方式也近乎水平或者就是水平放置，但是它需要在试件达到一定强度后拆模才能对试块进行测试，目前试验的多数反馈结果显示其易受环境波动和人为因素的影响，而且拆模的时间节点主要为经验值数据，准确性受限；另一种是采用立式放置方式，测量硬化拆模后的试块，该种测量方式一方面要保证试块拆模后形状完整且性状稳定，另一方面常常以试块的下底面作为测量基准面，因下底面通常受立式模具的约束和限制，所以测量结果存在一定影响。两都者无法明确何时试块具有可以进行测试的结构强度，且后者在立式放置时以受约束底端作为测量基准存在沉降和重力的共同影响，并且用自由端和受约束端的相对距离变化来反映材料整体体积变化，测量数据极易产生偏差。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有水泥基材料在实验室内进行复合收缩测量过程中采用试件水平放置时需要拆模引发误差和立式放置测量时也需拆模且普遍以试模底端作为测量基准点所引入的测量数据偏差大的问题，提供一种内嵌式水泥基材料复合收缩测量仪。
内嵌式水泥基材料复合收缩测量仪，它包括金属模具、定位板、放置板、测量仪表、仪表立柱、仪表顶柱、内壁隔离层和两个配套测片，金属模具由前侧立板、后侧立板、左右两侧立板和底板组成的上部开口的箱体，内壁隔离层置于金属模具内腔体的表面上，前侧立板与后侧立板上分别对应开有两个通透的L型的嵌槽，所述两个L型的嵌槽以前侧立板和后侧立板竖直方向的中心线为轴，镜像设置，定位板与放置板为外径尺寸相同的H型板，所述H型板的横梁置于金属模具的内腔体中、H型板的两翼置于金属模具的外部，定位板与放置板的板面相对设置，定位板与放置板分别置于两个L型嵌槽的底部，仪表立柱的一端穿过放置板上的放置板孔与放置板固定连接、仪表立柱的另一端穿过定位板上的一号定位板孔与定位板接触连接，仪表顶柱的一端穿过定位板上的二号定位板孔与定位板固定连接、仪表顶柱的另一端与仪表下端凸起接触连接，测量仪表固定连接在仪表立柱上，两个配套测片分别置于待测件的上表面上。
本发明首先在金属模具的底面、内壁铺设内壁隔离层，便于待测件的材料自由沉降，金属模具两侧相对应的两对L型嵌槽用于放置测量定位板和放置板，定位板和放置板的加宽端附加有圆形螺纹孔用于放置和固定测量仪表的仪表立柱和仪表顶柱，测量仪表与仪表顶柱紧密接触作为测试端，当水泥基材料的待测件置于金属模具的内腔体中以后，定位板和放置板的横梁均嵌入待测件中，在配套测片测量沉降与收缩平衡时间点的同时，定位板和放置板之间的测量仪表开始进行对该材料复合收缩的测量。
本发明侧重于通过测量实际使用过程中的体积收缩来评价可能造成的开裂破坏，而不是常规定义下的某种单一材料变形所引起的破坏。
本发明无需拆模即可完成测量，极大的克服现有卧式方式所存在的缺陷；本发明采用两侧同时测量更进一步提高了测试的精度。
本发明通过水平测量大幅度减小了实验室常用立式测量方式带来的部分沉降和重力作用对形变测量结果的影响，此外，不同于卧式测量法，本发明实现了带模测量的方式，消除了卧式测量法拆模步骤对收缩测量的影响，双侧读数更进一步提高了测量精度，装置中定位板和放置板的相对位置实时变化排除了以约束端作为测量基准点对形变测量产生的影响，以此完成复合收缩值的测定，此外，在测量过程中长方体试件其长度可以比常规试件更长以此减少纵向变化对横向测量的影响。
本发明结构简单、易于操作，且成本低廉。
附图说明
图1为本发明内嵌式水泥基材料复合收缩测量仪工作状态的轴侧视图，图2为具体实施方式一的定位板、放置板、测量仪表、仪表立柱、仪表顶柱连接关系的俯视示意图，图3为具体实施方式一的定位板的主视图，图4为具体实施方式一的放置板的主视图。
具体实施方式
具体实施方式一：结合图1至图4说明本实施方式，本实施方式所述内嵌式水泥基材料复合收缩测量仪，它包括金属模具1、定位板2、放置板3、测量仪表4、仪表立柱5、仪表顶柱6、内壁隔离层8和两个配套测片7，金属模具1由前侧立板、后侧立板、左右两侧立板和底板组成的上部开口的箱体，内壁隔离层8置于金属模具1内腔体的表面上，前侧立板与后侧立板上分别对应开有两个通透的L型的嵌槽1-1，所述两个L型的嵌槽1-1以前侧立板和后侧立板竖直方向的中心线为轴，镜像设置，定位板2与放置板3为外径尺寸相同的H型板，所述H型板的横梁置于金属模具1的内腔体中、H型板的两翼置于金属模具1的外部，定位板2与放置板3的板面相对设置，定位板2与放置板3分别置于两个L型嵌槽1-1的底部，仪表立柱5的一端穿过放置板3上的放置板孔3-1与放置板3固定连接、仪表立柱5的另一端穿过定位板2上的一号定位板孔2-1与定位板2接触连接，仪表顶柱6的一端穿过定位板2上的二号定位板孔2-2与定位板2固定连接、仪表顶柱6的另一端与仪表4下端凸起接触连接，测量仪表4固定连接在仪表立柱5上，两个配套测片7分别置于待测件9的上表面上。
本实施方式首先在金属模具1的底面提前铺设内壁隔离层8或隔离材料，内壁附有松软泡沫或充气材料的内壁隔离层8便于待测件9的材料自由沉降，金属模具1两侧相对应的两对L型嵌槽1-1用于放置测量定位板2和放置板3，定位板2和放置板3为平板状成H型且两端加宽呈铲状，两种板的加宽端附加设计有圆形螺纹孔用于放置和固定测量仪表的仪表立柱5和仪表顶柱6，定位板2和放置板3两者保持平行且两者中心线保持在同一水平高度，测量仪表4与仪表顶柱6紧密接触作为测试端，当水泥基材料的待测件9置于金属模具1的内腔体中以后，定位板2和放置板3的横梁均嵌入待测件9中，在配套测片7测量沉降与收缩平衡时间点的同时，定位板2和放置板3之间的测量仪表4开始进行对该材料复合收缩的测量。
本实施方式能够对水平放置的待测件9进行水泥基材料体积形变量的测试，而且是针对开始具有一定结构强度的材料由于水分蒸发或者内外湿度不均造成收缩而进一步引起开裂的阶段，所以本实施方式侧重于通过测量实际使用过程中的体积收缩来评价可能造成的开裂破坏，而不是常规定义下的某种单一材料变形所引起的破坏。
本实施方式无需拆模即可完成测量，极大的克服现有卧式方式所存在的缺陷；本实施方式采用两侧同时测量更进一步提高了测试的精度。
本实施方式通过水平测量大幅度减小了实验室常用立式测量方式带来的部分沉降和重力作用对形变测量结果的影响，此外，不同于卧式测量法，本发明实现了带模测量的方式，消除了卧式测量法拆模步骤对收缩测量的影响，双侧读数更进一步提高了测量精度，装置中定位板2和放置板3的相对位置实时变化排除了以约束端作为测量基准点对形变测量产生的影响，以此完成复合收缩值的测定，其中两板之间形变测量也可以换为传感器测量方式，能够实现全时段观察且精度更高，此外，在测量过程中长方体试件其长度可以比常规试件更长以此减少纵向变化对横向测量的影响。
具体实施方式二：结合图1说明本实施方式，本实施方式是对具体实施方式一所述内嵌式水泥基材料复合收缩测量仪的进一步限定，测量仪表4、仪表立柱5和仪表顶柱6同时分别设置在金属模具1前侧立板的外部、后侧立板的外部。
本发明采用两侧同时测量更进一步提高了测试的精度。
具体实施方式三：结合图1说明本实施方式，本实施方式是对具体实施方式一所述内嵌式水泥基材料复合收缩测量仪的进一步限定，金属模具1采用不锈钢的金属模具。
金属模具1采用不锈钢的金属模具，充分考虑到金属模具1形变小、耐腐蚀、可重复使用，从而降低重新购置模具的成本。
具体实施方式四：结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式是对具体实施方式一所述内嵌式水泥基材料复合收缩测量仪的进一步限定，仪表立柱5的一端通过螺母与放置板3固定连接。
具体实施方式五：结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式是对具体实施方式一所述内嵌式水泥基材料复合收缩测量仪的进一步限定，仪表顶柱6的一端通过螺母与定位板2固定连接。
具体实施方式六：结合图1说明本实施方式，本实施方式是对具体实施方式一所述内嵌式水泥基材料复合收缩测量仪的进一步限定，内壁隔离层8采用松软泡沫或充气材料的隔离层。
具体实施方式七：结合图1和图2说明本实施方式，本实施方式是对具体实施方式一所述内嵌式水泥基材料复合收缩测量仪的进一步限定，测量仪表4采用千分表。
本发明具体应用：
将底层铺设有隔离材料且内壁附有松软泡沫或充气材料隔离层的金属模具1水平放置，在预留嵌槽1-1中提前分别平行放置好定位板2和放置板3，然后将水泥基材料灌入模具中稍加振动，材料表面分别放置配套测片7并实时测距，其间距变化值为负的时刻作为收缩测量起始时刻参考值，将仪表立柱5穿过定位板2的定位孔并通过螺纹紧密固定在放置板3上，仪表顶柱6固定在定位板2上，随后把测量仪表4安装在仪表立柱5上并合理调节测量仪表4与仪表顶柱6间的接触紧密程度，从成型时刻开始，拆去内壁隔离层8，读取测量仪表4的读数作为初始值，随后间隔一定时间进行读数取得由定位板2和放置板3之间相对距离所表征的水泥基材料的横向形变，该形变值能够更加贴近实际地表征水泥基材料基体部分的收缩变化情况。
具体应用的对比试验数据：
采用本发明和常规接触法对如表1所示同样配合比设计的水泥混凝土进行收缩测量。
表1水泥基材料配合比
| Mix design | Cement | Fly Ash | Sand | Gravel | Water |
| Dosage(kg/m3) | 266 | 114 | 758 | 1091 | 171 |
表2本发明与常规法测得水泥基材料收缩数据对比
| 测试时间 | 8h | 12h | 16h | 20h | 24h | 3d | 7d |
| 常规收缩仪(×10-6) | -- | -- | -- | -- | 51 | 72 | 105 |
| 发明收缩仪(×10-6) | 20 | 61 | 80 | 94 | 103 | 195 | 227 |
常规接触测量法需要试件先经过标准养护，然后从1d后开始测量，此时材料的大部分化学收缩和自收缩都已经完成，并且拆模和测量过程中的波动对于数据影响很大，测量值无法真实体现难以做到标准养护的实际工程中的情形。
本发明在水泥基材料初凝至终凝期间即可开始测量材料体系的收缩变化且无需拆模，能够更加真实地反映材料收缩，以便缓解或防止收缩及开裂的措施进行参考，从表2数据以及测试时间点可见，本发明所得数据包含以下三部分内容：(1)初步凝结以后的早期自收缩数据；(2)早期干燥收缩数据；(3)可预见的较长测量时间后其他收缩。
将本发明测试结果与现有自收缩和干燥收缩的发展规律对比发现：(1)本发明能够测量初步凝结之后的大部分自收缩，而常规收缩因拆模后才进行测试，因此其结果无法体现该部分收缩效应；(2)同样的测试时间点，本发明实际测量时间起始点更早，并能排除常规法拆模前的收缩忽略问题，测量实际收缩值更大，更能真实反映实际工程应用中的复合收缩效应，为工程减缩提供更切合实际的参考数据。
Claims (7)
1.内嵌式水泥基材料复合收缩测量仪，其特征在于，它包括金属模具(1)、定位板(2)、放置板(3)、测量仪表(4)、仪表立柱(5)、仪表顶柱(6)、内壁隔离层(8)和两个配套测片(7)，金属模具(1)由前侧立板、后侧立板、左右两侧立板和底板组成的上部开口的箱体，内壁隔离层(8)置于金属模具(1)内腔体的表面上，前侧立板与后侧立板上分别对应开有两个通透的L型的嵌槽(1-1)，所述两个L型的嵌槽(1-1)以前侧立板和后侧立板竖直方向的中心线为轴，镜像设置，定位板(2)与放置板(3)为外径尺寸相同的H型板，所述H型板的横梁置于金属模具(1)的内腔体中、H型板的两翼置于金属模具(1)的外部，定位板(2)与放置板(3)的板面相对设置，定位板(2)与放置板(3)分别置于两个L型嵌槽(1-1)的底部，仪表立柱(5)的一端穿过放置板(3)上的放置板孔(3-1)与放置板(3)固定连接、仪表立柱(5)的另一端穿过定位板(2)上的一号定位板孔(2-1)与定位板(2)接触连接，仪表顶柱(6)的一端穿过定位板(2)上的二号定位板孔(2-2)与定位板(2)固定连接、仪表顶柱(6)的另一端与仪表(4)下端凸起接触连接，测量仪表(4)固定连接在仪表立柱(5)上，两个配套测片(7)分别置于待测件(9)的上表面上。
2.根据权利要求1所述内嵌式水泥基材料复合收缩测量仪，其特征在于，测量仪表(4)、仪表立柱(5)和仪表顶柱(6)同时分别设置在金属模具(1)前侧立板的外部、后侧立板的外部。
3.根据权利要求1所述内嵌式水泥基材料复合收缩测量仪，其特征在于，金属模具(1)采用不锈钢的金属模具。
4.根据权利要求1所述内嵌式水泥基材料复合收缩测量仪，其特征在于，仪表立柱(5)的一端通过螺母与放置板(3)固定连接。
5.根据权利要求1所述内嵌式水泥基材料复合收缩测量仪，其特征在于，仪表顶柱(6)的一端通过螺母与定位板(2)固定连接。
6.根据权利要求1所述内嵌式水泥基材料复合收缩测量仪，其特征在于，内壁隔离层(8)采用松软泡沫或充气材料的隔离层。
7.根据权利要求1所述内嵌式水泥基材料复合收缩测量仪，其特征在于，测量仪表(4)采用千分表。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510515213.2A CN105044316B (zh) | 2015-08-20 | 2015-08-20 | 内嵌式水泥基材料复合收缩测量仪 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510515213.2A CN105044316B (zh) | 2015-08-20 | 2015-08-20 | 内嵌式水泥基材料复合收缩测量仪 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN105044316A true CN105044316A (zh) | 2015-11-11 |
| CN105044316B CN105044316B (zh) | 2017-09-26 |
Family
ID=54451024
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201510515213.2A Expired - Fee Related CN105044316B (zh) | 2015-08-20 | 2015-08-20 | 内嵌式水泥基材料复合收缩测量仪 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN105044316B (zh) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107167066A (zh) * | 2017-07-10 | 2017-09-15 | 中冶建工集团有限公司 | 墙面平整度测量尺 |
| CN109990765A (zh) * | 2019-03-25 | 2019-07-09 | 水利部南京水利水文自动化研究所 | 一种直线明槽轨道水平度测试仪 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001141724A (ja) * | 1999-11-12 | 2001-05-25 | Taiheiyo Cement Corp | セメント系材料の自己収縮測定装置 |
| CN1609614A (zh) * | 2004-10-11 | 2005-04-27 | 同济大学 | 一种水泥基材料塑性收缩率的测定方法 |
| CN1928553A (zh) * | 2005-09-09 | 2007-03-14 | 同济大学 | 非破损型混凝土初终凝时间测试方法及其使用的装置 |
| CN104502575A (zh) * | 2015-01-19 | 2015-04-08 | 中国人民解放军后勤工程学院 | 标靶、采用该标靶测试磷酸镁水泥早期收缩的装置及方法 |
-
2015
- 2015-08-20 CN CN201510515213.2A patent/CN105044316B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001141724A (ja) * | 1999-11-12 | 2001-05-25 | Taiheiyo Cement Corp | セメント系材料の自己収縮測定装置 |
| CN1609614A (zh) * | 2004-10-11 | 2005-04-27 | 同济大学 | 一种水泥基材料塑性收缩率的测定方法 |
| CN1928553A (zh) * | 2005-09-09 | 2007-03-14 | 同济大学 | 非破损型混凝土初终凝时间测试方法及其使用的装置 |
| CN104502575A (zh) * | 2015-01-19 | 2015-04-08 | 中国人民解放军后勤工程学院 | 标靶、采用该标靶测试磷酸镁水泥早期收缩的装置及方法 |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN107167066A (zh) * | 2017-07-10 | 2017-09-15 | 中冶建工集团有限公司 | 墙面平整度测量尺 |
| CN109990765A (zh) * | 2019-03-25 | 2019-07-09 | 水利部南京水利水文自动化研究所 | 一种直线明槽轨道水平度测试仪 |
| CN109990765B (zh) * | 2019-03-25 | 2023-12-15 | 水利部南京水利水文自动化研究所 | 一种直线明槽轨道水平度测试仪 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN105044316B (zh) | 2017-09-26 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN103983515B (zh) | 一种确定均布载荷下预应力圆薄膜弹性能的方法 | |
| CN103968801B (zh) | 一种确定均布载荷下预应力圆薄膜最大挠度值的方法 | |
| CN104007135B (zh) | 土工材料体积变化测试方法 | |
| CN102175125B (zh) | 利用振弦式应变计测量混凝土温度约束应变的精确度的检测方法 | |
| CN108871929A (zh) | 一种测试钢筋-混凝土黏结滑移性能的试验方法 | |
| CN101344371A (zh) | 水泥基材料早龄期线性变形的测量装置及测量方法 | |
| CN107421795A (zh) | 一种制作模拟多尺度天然岩体结构面的模具 | |
| CN105044316A (zh) | 内嵌式水泥基材料复合收缩测量仪 | |
| CN104181214A (zh) | 一种水质传感器小信号分段拟合温度补偿方法 | |
| CN102226803A (zh) | 一种水泥砂浆早期自收缩的检测方法 | |
| CN104655466A (zh) | 制作带裂纹脆性材料长方体模型的模具 | |
| CN109975120A (zh) | 混凝土约束应力和形变应力测量装置及测量方法 | |
| JP2001324302A (ja) | コンクリート埋込型ひずみゲージおよびコンクリートのひずみ測定方法 | |
| US20180306653A1 (en) | Zero-strain soil pressure sensor | |
| CN106018760B (zh) | 一种测量混凝土内部湿度的装置及方法 | |
| CN102183540B (zh) | 混凝土应力应变监测中无应力应变的相关分析法 | |
| CN103471757B (zh) | 一种模拟模板表面摩擦研究混凝土侧向压力的装置 | |
| CN112326419B (zh) | 基于毛细孔应力的混凝土弹性模量测量方法 | |
| CN100514063C (zh) | 自补偿混凝土结构真实应力测试方法及混凝土真实应力计 | |
| DE102019109682B4 (de) | Verfahren zur Kalibration eines Druckmessinstrumentes mittels einer Druckkalibriereinrichtung | |
| CN101776430A (zh) | 利用振弦式应变计测量墙体水化热温度约束应变的方法 | |
| CN104502575B (zh) | 标靶、采用该标靶测试磷酸镁水泥早期收缩的装置及方法 | |
| JP5769074B2 (ja) | ひび割れ抑制コンクリートの品質管理試験方法 | |
| CN112129602B (zh) | 混凝土渗水性测评用混凝土试件、测评装置及测试方法 | |
| CN210858009U (zh) | 一种线盒预埋模块及含有该线盒预埋模块的系统 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20170926 Termination date: 20200820 |