CN106771101A - 一种混凝土类材料吸水系数的测试装置及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种混凝土类材料吸水系数的测试装置及方法，所述测试装置包括数字显示测力计、绳索、挂钩、进水管、计算机、试件、盛水器，所述绳索的上部与数字显示测力计相连，数字显示测力计与计算机相连，绳索的下部通过挂钩与试件上部相连，用挂钩、绳索将试件吊起时，试件下部表面与盛水器上边缘处于同一高度或略低于盛水器上边缘。本发明的测试装置结构简单，各部分之间组装简单易行。本发明能通过计算机对试件所受拉力值进行实时监测和获取，经过计算能得到连续时间对应的吸水高度，进而得到较为精准的吸水系数。利用本发明的方法能够对多个样品同时进行测试，利用计算机实时监测力值的变化，能够省时省力获得较为精准的实验数据。

Description

一种混凝土类材料吸水系数的测试装置及方法

技术领域

本发明属于土木工程材料测试技术领域，涉及一种混凝土类材料吸水系数的测试装置及方法。

背景技术

高性能混凝土逐渐成为备受关注的土木工程材料，耐久性是高性能混凝土最重要的特征之一。吸水系数作为表征混凝土内部物质传输性能的一项重要指标，对材料的耐久性评估和材料学研究具有科学意义和必要性。

在测试样品较多时，利用已有的吸水系数测试方法进行测试，很难准确获取连续时间对应的测试数据，而且费时费力，产生的测量误差较大。

发明内容

为了有效解决目前测试方法中存在的问题，本发明提供了一种混凝土类材料吸水系数的测试装置及方法，能够通过计算机实时监测、获取试件所受拉力值的变化，进而根据获得的数据计算获得吸水系数。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种混凝土类材料吸水系数的测试装置，包括数字显示测力计、绳索、挂钩、进水管、计算机、试件、盛水器，所述绳索的上部与数字显示测力计相连，数字显示测力计与计算机相连，绳索的下部通过挂钩与试件上部相连，用挂钩、绳索将试件吊起时，试件下部表面与盛水器上边缘处于同一高度或略低于盛水器上边缘。

一种利用上述测试装置对混凝土类材料吸水系数进行测试的方法，包括如下步骤：

一、将试件的上表面和侧面涂满环氧树脂；

二、用挂钩、绳索将试件吊起，绳索上部与数字显示测力计相连，数字显示测力计与计算机相连，试件下表面与盛水器上边缘处于同一高度或略低于盛水器上边缘；

三、打开数字显示测力计开始测试；

四、向盛水器中缓缓注水；

五、按下式计算混凝土吸水高度：

式中：

t——从试件下底面开始接触水开始计时，测试所用的时间；

H——试件t时间内吸水高度；

A——试件与盛水器水面的接触面积；

F₀——测试开始时，测力计的读数；

F_t——试件下底面接触水t时间后，测力计的读数；

ρ——水密度；

g——重力系数；

本发明具有如下优点：

1)本发明的测试装置结构简单，各部分之间组装简单易行。

2)本发明能通过计算机对试件所受拉力值进行实时监测和获取，经过计算能得到连续时间对应的吸水高度，进而得到较为精准的吸水系数。

3)利用本发明的方法能够对多个样品同时进行测试，利用计算机实时监测力值的变化，能够省时省力获得较为精准的实验数据。

附图说明

图1为混凝土类材料吸水系数测试装置的结构示意图，1：数字显示测力计，2：绳索，3：挂钩，4：环氧树脂，5：进水管，6：计算机，7：试件，8：盛水器。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的技术方案作进一步的说明，但并不局限于此，凡是对本发明技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的保护范围中。

具体实施方式一：本实施方式提供了一种混凝土类材料吸水系数的测试装置，如图1所示，所述测试装置由数字显示测力计1、绳索2、挂钩3、进水管5、计算机6、试件7、盛水器8构成，其中：

所述试件7的上表面和侧面涂满环氧树脂4；

所述绳索2的上部与数字显示测力计1相连，数字显示测力计1与计算机6相连，绳索2的下部通过挂钩3与试件7上部相连，用挂钩3、绳索2将试件7吊起时，试件7下部表面与盛水器8上边缘处于同一高度或略低于盛水器8上边缘；

所述盛水器8设置有进水管5。

本实施方式中，所述试件7为混凝土类材料，包括水化硬化后的水泥净浆试件、水泥砂浆试件或混凝土试件。

具体实施方式二：本实施方式提供了一种利用具体实施方式一所述测试装置对混凝土类材料吸水系数进行测试的方法，具体实施步骤如下：

一、按照ASTM C1585-13第8条所述对试件7进行预加工处理；

二、将试件7的上表面和侧面涂满环氧树脂4；

三、用挂钩3、绳索2将试件7吊起，绳索2上部与数字显示测力计1相连，数字显示测力计与计算机6相连，试件7下表面与盛水器8上边缘处于同一高度或略低于盛水器8上边缘；

四、打开数字显示测力计1开始测试；

五、打开进水管向盛水器8中缓缓注水；

六、混凝土吸水高度按下式(1)计算：

式中：

t——从试件下底面开始接触水开始计时，测试所用的时间，s；

H——试件t(s)时间内吸水高度，mm；

A——试件7与盛水器8水面的接触面积，mm²；

F₀——测试开始时，测力计的读数，N；

Ft——试件下底面接触水t(s)后，测力计的读数，N；

ρ——水密度，一般取1.0×10^-3g/mm³；

g——重力系数，约等于9.8×10^-3N/g。

七、根据ASTM C1585-13中10.2～10.3所述方法，将步骤六中获得的试件在t(s)时间内吸水高度H和时间t^0.5，做出H-t^0.5曲线图，对0～6h时间范围内的曲线进行线性拟合，得到初始吸水方程：H＝k_i·t^0.5+b，k_i即为初始吸水系数；对1～7d时间范围内的曲线进行线性拟合，得到第二阶段吸水方程：H＝k_s·t^0.5+b，k_s即为第二阶段吸水系数。

本实施方式步骤五中，试件7下底面接触到水面前，连续注入，注满盛水器8后，用滴水的方式，保证下底面一直接触水面。

Claims (7)

1.一种混凝土类材料吸水系数的测试装置，其特征在于所述测试装置由数字显示测力计、绳索、挂钩、进水管、计算机、试件、盛水器构成，所述绳索的上部与数字显示测力计相连，数字显示测力计与计算机相连，绳索的下部通过挂钩与试件上部相连，用挂钩、绳索将试件吊起时，试件下部表面与盛水器上边缘处于同一高度或略低于盛水器上边缘。

2.根据权利要求1所述的混凝土类材料吸水系数的测试装置，其特征在于所述试件的上表面和侧面涂满环氧树脂。

3.根据权利要求1所述的混凝土类材料吸水系数的测试装置，其特征在于所述试件为混凝土类材料。

4.根据权利要求3所述的混凝土类材料吸水系数的测试装置，其特征在于所述混凝土类材料为水化硬化后的水泥净浆试件、水泥砂浆试件或混凝土试件。

5.根据权利要求1所述的混凝土类材料吸水系数的测试装置，其特征在于所述盛水器设置有进水管。

6.一种利用权利要求1-5任一权利要求所述的测试装置对混凝土类材料吸水系数进行测试的方法，其特征在于所述方法步骤如下：

一、将试件的上表面和侧面涂满环氧树脂；

二、用挂钩、绳索将试件吊起，绳索上部与数字显示测力计相连，数字显示测力计与计算机相连，试件下表面与盛水器上边缘处于同一高度或略低于盛水器上边缘；

三、打开数字显示测力计开始测试；

四、向盛水器中缓缓注水；

五、按下式计算混凝土吸水高度：

$H=\frac{F_t-F_0}{\mathrm{\ρ}\·A\·g};$

式中：

t——从试件下底面开始接触水开始计时，测试所用的时间；

H——试件t时间内吸水高度；

A——试件与盛水器水面的接触面积；

F₀——测试开始时，测力计的读数；

F_t——试件下底面接触水t后，测力计的读数；

ρ——水密度；

g——重力系数。

7.根据权利要求6所述的混凝土类材料吸水系数的测试方法，其特征在于所述试件下底面接触到水面前，连续注入，注满盛水器后，用滴水的方式，保证试件下底面一直接触水面。