CN111238360A - 一种干湿循环作用下水泥基材料的变形测定仪 - Google Patents

一种干湿循环作用下水泥基材料的变形测定仪 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种干湿循环作用下水泥基材料的变形测定仪，包括设置在箱型水槽上的上下滑动导轨、N条等间距的试件支撑架、入水管口、出水口和N条传感器过孔；箱型水槽内固定有可以根据试件长度位置可调的试件端部支撑板，前板的外侧固定有传感器支架，传感器支架上安装有与试件轴向位置平行且高度位置可调的传感器，传感器的探头通过传感器过孔伸入至箱型水槽内与试件端部接触。本发明能够精确测定出水泥基材料在干湿循环、冻融循环作用下的轴向变形量，并通过在上、下滑动导轨上设置位置一一对应的定位凹槽和定位卡槽，从而可以根据不同长短的试件来调整试件端部支撑板的位置，另外，试件支撑架的支撑面采用V形面，可以适应不同直径的试件。

Description

一种干湿循环作用下水泥基材料的变形测定仪
技术领域
本发明涉及一种水泥基材料的变形测定仪，尤其涉及一种干湿循环作用下水泥基材料的变形测定仪。
背景技术
水泥基材料作为一种最普遍的建筑材料广泛应用于建筑工程之中。而因其服役条件的特殊性以及自身组分的复杂性，其耐久性的破坏问题日益受到关注。但是目前对于水泥基材料的耐久性性能定量分析和指标选定方面还存在研究的空间。
试验表明，水泥基材料的耐久性侵蚀破坏如干湿循环、盐溶液侵蚀，冻融循环破坏等多由于材料内部的水化产物和侵蚀性离子反应或者由水泥浆材料内部孔隙水的物理化学相变而造成。而目前除微观方法外，对应的宏观分析方法和指标选取还并不完善。常规的力学性能的研究难以多维度反应其微观破坏机理，此外力学加载的离散性又对实验结果的定量分析造成干扰。另外，现有的变形测量装置要么只能测量浸泡于溶液中的水泥基材料试件的变形，要么只能测量曝露于空气中的水泥基材料试件的变形，无法同时测量干湿循环作用下的水泥基材料试件的变形。
因此准确测定水泥基材料在干湿循环作用下的试件变形(及能同时测量溶液浸泡状态下和干燥状态下试件的变形)对于其耐久性研究尤为重要，而目前针对此的检测测量方法还不成熟，试验装置也还未制成。
发明内容
针对上述现有技术，本发明提出了一种干湿循环作用下水泥基材料的变形测定仪。本发明能够精确测定出水泥基材料在干湿循环、冻融循环作用下的轴向变形量，且可根据试件的尺寸进行设备调整，适应各种尺寸的试件。
为了解决上述技术问题，本发明提出的一种干湿循环作用下水泥基材料的变形测定仪，包括箱型水槽，所述箱型水槽包括底板、两个侧板、前板和后板，两个侧板的顶部均设有上滑动导轨，两个侧板的内侧下方均设有下滑动导轨，所述底板上设有出水口和N条等间距的试件支撑架，所述前板上设有入水管口，所述后板上设有N条传感器过孔；所述箱型水槽内固定有试件端部支撑板，所述试件端部支撑板的两侧设有与所述上滑动导轨和下滑动导轨配合的侧翼凹槽和侧面凹槽，所述试件端部支撑板的底部设有与所述试件支撑架配合的底部凹槽；所述试件端部支撑板上、在位于试件支撑架的上方处设有螺纹孔；所述上滑动导轨的顶面设有M个定位凹槽，所述下滑动导轨的底面设有M个定位卡槽，所述定位卡槽和所述定位凹槽的位置一一对应；所述前板的外侧固定有传感器支架，所述传感器支架上设有N个第一条形孔，所述第一条形孔的两侧均设有第二条形孔，所述第一条形孔与第二条形孔的间隔板上设有贯通的第三条形孔，所述间隔板的位于所述第二条形孔的侧面设有自上而下的多个定位插槽，所述第三条形孔中穿过有一传感器固定螺栓，所述传感器固定螺栓自第二条形孔至第一条形孔穿过间隔板，所述第一条形孔内固定有一传感器，所述传感器的探头通过所述传感器过孔伸入至所述箱型水槽内。
进一步讲，本发明所述的干湿循环作用下水泥基材料的变形测定仪，其中，
所述下滑动导轨与所述上滑动导轨的长度相同、且在长度方向上的位置对应；所述下滑动导轨与所述上滑动导轨的长度小于箱型水槽前板与后板之间的距离，所述下滑动导轨与所述上滑动导轨的后端与所述箱型水槽的后板之间具有大于试件端部支撑板厚度的距离。
所述试件支撑架的顶面为下凹的V形面，N条传感器过孔轴线与N条等间距的试件支撑架的V形面交线平行。
所述试件端部支撑板的侧面凹槽的底面设有与所述定位卡槽配合的凸起。
所述试件端部支撑板的顶部两侧设有上翼螺钉孔，所述试件端部支撑板与箱型水槽之间采用支撑板固定螺钉固定。
所述传感器固定螺栓的尾部设有弧形垫圈和螺母，所述传感器固定螺栓的头部设有垫片，所述垫片上、在与间隔板接触的面上设有与所述定位插槽和所述第三条形孔嵌装的凸起。
所述传感器支架上设有支架固定螺钉过孔，所述前板上设有支架螺纹孔，所述传感器支架通过支架固定螺钉固定在所述箱型水槽的前板上。
所述传感器为LVDT传感器。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
(1)本发明通过箱型水槽的入水口和出水口，根据需要设定的周期选择进水和排水，可以模拟试件的干湿循环状态。另外，利用LVDT传感器可以全程实时测量干湿循环阶段试件的轴向变形，即本发明的实验测试装置可以精确测定水泥基材料试件在干湿循环作用下的轴向变形量。
(2)本发明选用可以低温工作的LVDT传感器，将整个测定仪放入环境箱或者可调温度的冰箱，通过周期性变化温度，可以模拟水泥基材料试件在冻融循环状态，利用LVDT传感器可以全程实时测量冻融循环阶段试件的轴向变形，即本发明的实验测试装置可以精确测定水泥基材料试件在冻融循环作用下的轴向变形量。
(3)本发明适用于多种尺寸的试件测定。通过在上滑动导轨和下滑动导轨上设置多个位置一一对应的定位凹槽和定位卡槽，从而可以根据不同长短的试件来调整试件端部支撑板3的位置，另外，由于试件支撑架8的支撑面采用V形面，可以适应不同直径的试件，即使用本发明变形测定仪可以根据试件的尺寸(长度、直径)进行结构调整。
附图说明
图1是本发明变形测定仪的立体示意图；
图2是图1中所示试件端部支撑板3的立体示意图；
图3是图1中所示箱型水槽1的立体示意图；
图4是图3中A处局部结构放大图；
图5是图1中所示传感器支架2的立体示意图；
图6是图5中B处局部结构放大图；
图7是图1中所示传感器支架上固定螺栓示意图。
图中：
1-箱型水槽 2-传感器支架 3-试件端部支撑板 4-传感器过孔
5-下滑动导轨 6-上滑动导轨 7-入水管口 8-试件支撑架
9-定位插槽 10-支架固定螺钉 11-传感器固定螺栓 12-第一条形孔
13-弧形垫圈 14-第三条形孔 15-上翼螺钉孔 16-螺纹孔
17-定位凹槽 18-支架螺纹孔 19-出水口 20-螺母
21-垫片 22-侧翼凹槽 23-侧面凹槽 24-支撑板固定螺钉
25-底部凹槽 26-定位卡槽 27-第二条形孔 28-凸起。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明做进一步的说明，但下述实施例绝非对本发明有任何限制。
本发明提出的一种干湿循环作用下水泥基材料的变形测定仪，包括箱型水槽1，如图1和图3所示，所述箱型水槽1包括底板、两个侧板、前板和后板，两个侧板的顶部均设有上滑动导轨6，两个侧板的内侧下方均设有下滑动导轨5，所述下滑动导轨5与所述上滑动导轨6的长度相同、且在长度方向上的位置对应；所述下滑动导轨5与所述上滑动导轨6的长度小于箱型水槽1前板与后板之间的距离，所述下滑动导轨5与所述上滑动导轨6的后端与所述箱型水槽1的后板之间具有大于试件端部支撑板3厚度的距离。所述底板上设有出水口19和N条等间距的试件支撑架8，所述前板上设有入水管口7，所述后板上设有N条传感器过孔4；所述试件支撑架8的顶面为下凹的V形面，N条传感器过孔4的轴线与N条等间距的试件支撑架8的V形面交线平行。
所述箱型水槽1内固定有试件端部支撑板3，如图1和图2所示，所述试件端部支撑板3的两侧设有与所述上滑动导轨6和下滑动导轨5配合的侧翼凹槽22和侧面凹槽23，所述试件端部支撑板3的底部设有与所述试件支撑架8配合的底部凹槽25；所述试件端部支撑板3上、在位于试件支撑架8的上方处设有螺纹孔16，通过该螺纹孔16可以将试件端部的磁铁固定于试件端部支撑板3的板面；所述试件端部支撑板3的顶部两侧设有上翼螺钉孔15，所述试件端部支撑板3与箱型水槽1之间采用支撑板固定螺钉24固定。
如图1、图3和图4所示，所述上滑动导轨6的顶面设有M个定位凹槽17，所述下滑动导轨5的底面设有M个定位卡槽26，所述定位卡槽26和所述定位凹槽17的位置一一对应；所述试件端部支撑板3的侧面凹槽23的底面设有与所述定位卡槽26配合的凸起28。
所述前板的外侧固定有传感器支架2，如图1、图3和图5所示，所述传感器支架2上设有支架固定螺钉过孔，所述前板上设有支架螺纹孔18，所述传感器支架2通过支架固定螺钉10固定在所述箱型水槽1的前板上。如图5和图6所示，所述传感器支架2上设有N个第一条形孔12，所述第一条形孔12的两侧均设有第二条形孔27，所述第一条形孔12与第二条形孔27的间隔板上设有贯通的第三条形孔14，所述间隔板的位于所述第二条形孔27的侧面设有自上而下的多个位置一一对应的定位插槽9，该定位插槽9用于调整传感器高度方向上的安装位置。所述第三条形孔14中穿过有一传感器固定螺栓11，所述传感器固定螺栓11自第二条形孔27至第一条形孔12穿过间隔板；如图7所示，所述传感器固定螺栓11的尾部设有弧形垫圈13和螺母20，螺母20是嵌在弧形垫圈13内的，所述传感器固定螺栓11的头部设有垫片21，所述垫片21上、在与间隔板接触的面上设有与所述定位插槽9和所述第三条形孔14嵌装的凸起。所述第一条形孔12内固定有一传感器，安装过程中，传感器可以在该第一条形孔12内上下滑动，当传感器的高度合适时，可以利用所述垫片21与定位插槽9的嵌装将传感器的高度固定所述传感器为LVDT传感器，所述传感器的探头通过所述传感器过孔4伸入至所述箱型水槽1内，确定和传感器的轴向位置和高度位置，旋紧传感器两侧的螺栓，使得弧形垫圈13抱紧传感器。
实施例：
如图1和图3所示，本实施例所示的变形测定仪用于测定三个试样，即N＝3，因此，其中的试件支撑架8，传感器支架2上用于安装传感器的第一条形孔12，用于通过传感器探头的传感器过孔4等均与试样的个数相关。
采用本发明的变形测定仪在测定水泥基材料的变形值时，首先，将试件端部支撑板3从箱型水槽1的后部放入，并将试件端部支撑板3的侧翼凹槽22和侧面凹槽23套在两个侧板的上滑动导轨6和下滑动导轨5上，根据试件的尺寸，将试件端部支撑板3沿上滑动导轨6滑动，用两个支撑板固定螺钉24穿过试件端部支撑板3上两侧的上翼螺钉孔15，旋紧支撑板固定螺钉24后，该支撑板固定螺钉24的前端嵌入至上滑动导轨6的定位凹槽17中，同时提起试件端部支撑板3，使得试件端部支撑板3侧面凹槽23底面的凸起28与下滑动导轨5底面的定位凹槽17吻合，进一步旋紧支撑板固定螺钉24，将试件端部支撑板3固定住。然后，根据试件尺寸的不同，选用和试件尺寸对应的圆盘状磁铁，将对应的圆盘状磁铁打孔，然后利用螺栓并通过螺栓孔16将圆盘状磁铁固定在试件端部支撑板3上，用以固定试件端部。将传感器支架2固定于箱型水槽1前板的外侧。根据试件的尺寸不同，将垫片21与定位插槽9匹配，将LVDT传感器的探头伸入第一条形孔12内，再通过传感器固定螺栓11、弧形垫圈13和螺母20将传感器固定在两个弧形垫圈13之间，此时，传感器探头伸入箱型水槽内与试件的顶部接触。之后，将入水管的一端连接至入水管口7，将入水管的另一端连接至恒温溶液箱，将传感器的传输线连接至一台计算机，即可实时测得在干湿循环、冻融循环作用下，试件的变形值。
尽管上面结合附图对本发明进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨的情况下，还可以做出很多变形，这些均属于本发明的保护之内。

Claims (8)

1.一种干湿循环作用下水泥基材料的变形测定仪，包括箱型水槽(1)，所述箱型水槽(1)包括底板、两个侧板、前板和后板，其特征在于，两个侧板的顶部均设有上滑动导轨(6)，两个侧板的内侧下方均设有下滑动导轨(5)，所述底板上设有出水口(19)和N条等间距的试件支撑架(8)，所述前板上设有入水管口(7)，所述后板上设有N条传感器过孔(4)；
所述箱型水槽(1)内固定有试件端部支撑板(3)，所述试件端部支撑板(3)的两侧设有与所述上滑动导轨(6)和下滑动导轨(5)配合的侧翼凹槽(22)和侧面凹槽(23)，所述试件端部支撑板(3)的底部设有与所述试件支撑架(8)配合的底部凹槽(25)；所述试件端部支撑板(3)上、在位于试件支撑架(8)的上方处设有螺纹孔(16)；
所述上滑动导轨(6)的顶面设有M个定位凹槽(17)，所述下滑动导轨(5)的底面设有M个定位卡槽(26)，所述定位卡槽(26)和所述定位凹槽(17)的位置一一对应；
所述前板的外侧固定有传感器支架(2)，所述传感器支架(2)上设有N个第一条形孔(12)，所述第一条形孔(12)的两侧均设有第二条形孔(27)，所述第一条形孔(12)与第二条形孔(27)的间隔板上设有贯通的第三条形孔(14)，所述间隔板的位于所述第二条形孔(27)的侧面设有自上而下的多个定位插槽(9)，所述第三条形孔(14)中穿过有一传感器固定螺栓(11)，所述传感器固定螺栓(11)自第二条形孔(27)至第一条形孔(12)穿过间隔板，所述第一条形孔(12)内固定有一传感器，所述传感器的探头通过所述传感器过孔(4)伸入至所述箱型水槽(1)内。
2.根据权利要求1所述的干湿循环作用下水泥基材料的变形测定仪，其特征在于，所述下滑动导轨(5)与所述上滑动导轨(6)的长度相同、且在长度方向上的位置对应；所述下滑动导轨(5)与所述上滑动导轨(6)的长度小于箱型水槽(1)前板与后板之间的距离，所述下滑动导轨(5)与所述上滑动导轨(6)的后端与所述箱型水槽(1)的后板之间具有大于试件端部支撑板(3)厚度的距离。
3.根据权利要求1所述的干湿循环作用下水泥基材料的变形测定仪，其特征在于，所述试件支撑架(8)的顶面为下凹的V形面，N条传感器过孔(4)的轴线与N条等间距的试件支撑架(8)的V形面交线平行。
4.根据权利要求1所述的干湿循环作用下水泥基材料的变形测定仪，其特征在于，所述试件端部支撑板(3)的侧面凹槽(23)的底面设有与所述定位卡槽(26)配合的凸起(28)。
5.根据权利要求1所述的干湿循环作用下水泥基材料的变形测定仪，其特征在于，所述试件端部支撑板(3)的顶部两侧设有上翼螺钉孔(15)，所述试件端部支撑板(3)与箱型水槽(1)之间采用支撑板固定螺钉(24)固定。
6.根据权利要求1所述的干湿循环作用下水泥基材料的变形测定仪，其特征在于，所述传感器固定螺栓(11)的尾部设有弧形垫圈(13)和螺母(20)，所述传感器固定螺栓(11)的头部设有垫片(21)，所述垫片(21)上、在与间隔板接触的面上设有与所述定位插槽(9)和所述第三条形孔(14)嵌装的凸起。
7.根据权利要求1所述的干湿循环作用下水泥基材料的变形测定仪，其特征在于，所述传感器支架(2)上设有支架固定螺钉过孔，所述前板上设有支架螺纹孔(18)，所述传感器支架(2)通过支架固定螺钉(10)固定在所述箱型水槽(1)的前板上。
8.根据权利要求1所述的干湿循环作用下水泥基材料的变形测定仪，其特征在于，所述传感器为LVDT传感器。
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