CN107894440A - 一种混凝土热膨胀系数测量装置及测量方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种混凝土热膨胀系数测量装置及其测量方法，该测量装置包括有水槽、测试元件和水浴加热管，在水槽内设置有隔温板，隔温板一端的顶部插装有固定U型顶板，隔温板的另一端在长度2/3位置处插装一块可转动U型顶板，在两个U型顶板的凸起之间放置一个中空圆管，用于盛载混凝土试样，圆管表面沿着长度方向均匀开两个孔，用于放置于混凝土试样中的热电偶传感器导线穿出，在水槽中放置混凝土试样的一侧区域内注满水，水浴加热管放入水槽中的注水区域内。本发明试验装置结构简单，操作方便，混凝土试样拆装方便，适用范围广泛。对在不同温度变化情况下的混凝土热膨胀系数测量方便。
Description
技术领域
本发明涉及一种热膨胀系数测量装置及测量方法，尤其涉及一种对于混凝土热膨胀系数进行测量的测量装置，以及使用这种测试装置对混凝土进行热膨胀系数测量的测量方法。
背景技术
随着高性能混凝土的广泛应用，混凝土早期开裂问题日益突出，影响混凝土开裂性能的主要原因在于其自收缩和热膨胀引起的混凝土早期体积不稳定性。混凝土热膨胀系数是指单位长度或体积的混凝土在单位温度变化下长度或体积的变化量，它是材料的主要物理特性参数之一，一般用平均线性热膨胀系数来表征。混凝土的热膨胀系数通常以单位温度变化所导致长度方向上的变化表示。混凝土热膨胀系数是研究混凝土温度应力发展的重要指标，使用精确、可靠、方便的混凝土热膨胀系数测量装置测量热膨胀系数是实现正确判断的前提条件。
发明内容
本发明的目的是提供一种混凝土热膨胀系数测量装置,该装置制造成本低、测量精度精确、结构简单、操作方便、适用范围广泛。
本发明的另一个目的是提供一种混凝土热膨胀系数测量装置的测量方法。
为了解决现有技术存在的问题，本发明采用的技术方案是：
一种混凝土热膨胀系数测量装置，包括有水槽、测试元件和水浴加热管，所述的水槽是由塑料板组成的长方体，在水槽内部中间位置处，设置有一块隔温板，隔温板的顶端与水槽的顶板之间留有距离，隔温板的一端的顶部插装有一块固定U型顶板，固定U型顶板的两侧凸起面向水槽底板，隔温板的另一端在长度2/3位置处插装一块可转动U型顶板，可转动U型顶板的两侧凸起面向水槽底板，在固定U型顶板和可转动 U型顶板的凸起之间放置一个中空圆管，圆管底端与固定U型顶板牢固粘接，圆管侧向通过两个固定于隔温板上的半圆金属环将其拖住，使其悬于水槽中，圆管顶端与可转动U型顶板紧密相贴，圆管表面沿着长度方向均匀开两个孔，用于放置于混凝土试样中的热电偶传感器导线穿出，在水槽中放置混凝土试样的一侧区域内注满水，水浴加热管放入水槽中的注水区域内。
所述的水槽是可拼装的活动式容器体。
所述的塑料板是可拼装的。
所述的可转动U型顶板用铰接螺栓将其固定于隔温板顶部。
所述的中空圆管是用亚克力材质制成的。
所述的塑料板的外壁上设置有一层保温板。
所述的一种混凝土热膨胀系数测量装置的测量方法，包括以下步骤：
（1）将预先埋有测试元件的待测混凝土试样装于中空圆管中；
（2）将水槽中装有混凝土试样的一侧区域注入足量的水，水位超过圆管顶部高度，将圆管完全浸没；
（3）测量圆管初始长度，记为，测量其中心到隔温板之间的距离，记为；
（4）在可转动U型顶板上、位于隔温板的另一侧，找到与隔温板之间的距离同样为的点，标记为A；
（5）将水浴加热管以及放置于水槽内注水区域内的测试元件浸入水中，并将全部测试元件均与采集系统连接好，盖好上顶盖，使其密闭隔温；
（6）通过水浴加热管使水温升高，温度变化数值记为，使圆管中的混凝土试样发生热膨胀，推动可转动U型顶板发生转动，待水温升高到所需温度时打开水槽顶盖，测量可转动U型顶板与隔温板之间的夹角；
（7）通过式（1），计算出混凝土试样的长度变化值，
（1）
（8）通过式（2）计算出混凝土热膨胀系数。
（2）
本发明所具有的优点与有益效果是：
本发明试验装置结构简单，操作方便，混凝土试样拆装方便，适用范围广泛。对在不同温度变化情况下的混凝土热膨胀系数测量方便，具有良好的推广价值。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步详述：
图1为本发明一种混凝土热膨胀系数测量装置的俯视图；
图2为本发明一种混凝土热膨胀系数测量装置的1-1剖面图；
图3为本发明中各测量参数及其之间的几何关系示意图。
图中：1保温板、2塑料板、3隔温板、4固定U型顶板、5可转动U型顶板、6铰接螺栓、7注水区域、8圆管、9 孔洞、10 半圆金属环、11水浴加热管。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行进一步详细说明，但本发明的保护范围不受具体的实施例所限制，以权利要求书为准。另外，以不违背本发明技术方案的前提下，对本发明所作的本领域普通技术人员容易实现的任何改动或改变都将落入本发明的权利要求范围之内。
如图1所示，一种混凝土热膨胀系数测量装置，包括有水槽、测试元件和水浴加热管。
所述的水槽是一种可拼装的活动式容器体。容器体六个面是由可拼装的活动式塑料板2组成，所述的塑料板的外壁上设置有一层保温板1。在水槽内部中间位置处，设置有一块隔温板3隔温板固定于水槽底板上。隔温板3的一端的顶部插装有一块固定U型顶板4，固定U型顶板4与隔温板3顶部紧密连接。固定U型顶板4的两侧凸起面向水槽底板，隔温板3的另一端在长度2/3位置处插装一块可转动U型顶板5，可转动U型顶板5的两侧凸起面向水槽底板。在固定U型顶板和可转动 U型顶板的凸起之间放置一个中空圆管8，中空圆管8是用亚克力材质制成的。中空圆管8用于盛载混凝土试样。圆管8底端与固定U型顶板4牢固粘接，两者之间不能产生相对位移。圆管8侧向通过两个固定于隔温板上的半圆金属环10将其拖住，使其悬于水槽中，圆管8顶端与可转动U型顶板5紧密相贴，圆管8表面沿着长度方向均匀开两个孔9，用于放置于混凝土试样中的热电偶传感器导线穿出，在水槽中放置混凝土试样的一侧区域7内注满水，将盛载混凝土试样的圆管8完全浸入水中。水浴加热管11放入水槽一侧中的注水区域7内，将水温升高到所需温度。
所述的测试元件包括三个热电偶传感器，两个预先埋于混凝土试样中，一个放置于水槽内一侧的注水区域内。放置于混凝土试样以及注水区域7内的测试元件均与外部采集装置相连，分别量测混凝土试样和水槽内的水浴温度。
如图2所示，本发明混凝土热膨胀系数测量装置的1-1剖面图，从中可看到，隔温板3的高度低于塑料板2的高度。可转动U型顶板5通过铰接螺栓6固定于隔温板3的顶部。
如图3所示，本发明混凝土热膨胀系数测量装置中各测量参数及其之间的几何关系示意图。
一种混凝土热膨胀系数测量装置的测量方法，包括以下步骤：
（1）将预先埋有测试元件的待测混凝土试样装于中空圆管8中，并将圆管8底端牢固粘接在固定U型顶板4上。通过侧向通过2个固定于隔温板3上的半圆金属环10将圆管8拖住，使其悬于水槽中。
（2）将水槽中装有混凝土试样的一侧区域7注入足量的水，要求水位超过圆管8顶部高度，将圆管8完全浸没。
（3）测量圆管8初始长度（与混凝土试样初始长度相等），记为。测量其中心到隔温板3之间的距离，记为；
（4）在可转动U型顶板5上、位于隔温板3的另一侧，找到与隔温板3之间的距离同样为的点，采用黑色记号笔标记为A。
（5）将水浴加热管11以及放置于水槽内注水区域7内的测试元件浸入水中，并将全部测试元件均与采集系统连接好，盖好上顶盖，使其密闭隔温；
（6）通过水浴加热管11使水温升高，从而使圆管8中的混凝土试样发生热膨胀，推动可转动U型顶板5发生转动。待水温升高到所需温度时（温度变化数值记为），打开水槽顶盖，测量可转动U型顶板5与隔温板3之间的夹角；
（7）根据如图3所示的各测量参数之间的几何关系，通过式（1），计算出混凝土试样的长度变化值。
（1）
（8）最后，通过式（2）计算出混凝土热膨胀系数。
（2）
本发明所述的具体实施方式并不构成对本申请范围的限制，凡是在本发明构思的精神和原则之内，本领域的专业人员能够做出的任何修改、等同替换和改进等均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种混凝土热膨胀系数测量装置，其特征在于：包括有水槽、测试元件和水浴加热管，所述的水槽是由塑料板组成的长方体，在水槽内部中间位置处，设置有一块隔温板，隔温板的顶端与水槽的顶板之间留有距离，隔温板的一端的顶部插装有一块固定U型顶板，固定U型顶板的两侧凸起面向水槽底板，隔温板的另一端在长度2/3位置处插装一块可转动U型顶板，可转动U型顶板的两侧凸起面向水槽底板，在固定U型顶板和可转动 U型顶板的凸起之间放置一个中空圆管，圆管底端与固定U型顶板牢固粘接，圆管侧向通过两个固定于隔温板上的半圆金属环将其拖住，使其悬于水槽中，圆管顶端与可转动U型顶板紧密相贴，圆管表面沿着长度方向均匀开两个孔，用于放置于混凝土试样中的热电偶传感器导线穿出，在水槽中放置混凝土试样的一侧区域内注满水，水浴加热管放入水槽中的注水区域内。
2.根据权利要求1所述的一种混凝土热膨胀系数测量装置，其特征在于：所述的水槽是可拼装的活动式容器体。
3.根据权利要求1所述的一种混凝土热膨胀系数测量装置，其特征在于：所述的塑料板是可拼装的。
4.根据权利要求1所述的一种混凝土热膨胀系数测量装置，其特征在于：所述的可转动U型顶板用铰接螺栓将其固定于隔温板顶部。
5.根据权利要求1所述的一种混凝土热膨胀系数测量装置，其特征在于：所述的中空圆管是用亚克力材质制成的。
6.根据权利要求1所述的一种混凝土热膨胀系数测量装置，其特征在于：所述的塑料板的外壁上设置有一层保温板。
7.根据权利要求1所述的一种混凝土热膨胀系数测量装置的测量方法，其特征在于包括以下步骤：
（1）将预先埋有测试元件的待测混凝土试样装于中空圆管中；
（2）将水槽中装有混凝土试样的一侧区域注入足量的水，水位超过圆管顶部高度，将圆管完全浸没；
（3）测量圆管初始长度，记为，测量其中心到隔温板之间的距离，记为；
（4）在可转动U型顶板上、位于隔温板的另一侧，找到与隔温板之间的距离同样为的点，标记为A；
（5）将水浴加热管以及放置于水槽内注水区域内的测试元件浸入水中，并将全部测试元件均与采集系统连接好，盖好上顶盖，使其密闭隔温；
（6）通过水浴加热管使水温升高，温度变化数值记为，使圆管中的混凝土试样发生热膨胀，推动可转动U型顶板发生转动，待水温升高到所需温度时打开水槽顶盖，测量可转动U型顶板与隔温板之间的夹角；
（7）通过式（1），计算出混凝土试样的长度变化值，
（1）
（8）通过式（2）计算出混凝土热膨胀系数；
（2）。
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| GR01 | Patent grant | ||
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