CN112557635B - 一种内嵌式配筋水泥基材料自收缩测量装置及其使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种内嵌式配筋水泥基材料自收缩测量装置，包括模具，模具内侧两端分别设置定位板、连接棒、垫片和千分表，模具、定位板围合而成的空间用于浇筑待测混凝土，定位板上设置钢筋预留孔和测量预留孔，连接棒一端经过测量预留孔伸入模具、定位板围合而成的空间内，另一端与垫片相连，垫片与千分表相接触。本发明公开了一种内嵌式配筋水泥基材料自收缩测量装置的使用方法。本发明直接将试件浇筑于测量系统内，既避免了拆模可能造成的误差，也可以使测量起点时间提前，可获得更早期的配筋水泥基材料收缩数据；采用了卧式两头测量的方法，由于两侧存在空腔，提供了膨胀变形的空间，使测量膨胀变形成为可能。
Description
技术领域
本发明属于水泥基材料收缩测量装置及方法，具体为一种内嵌式配筋水泥基材料自收缩测量装置及其使用方法。
背景技术
水泥基材料在凝结硬化后，自收缩、温度收缩和干燥收缩会随着持续水化的外部干燥的原因持续发生。自收缩是指浇筑成型以后的水泥基材料由于水化引起的表观体积的减小。尤其是在低水胶比情况下，自收缩往往贡献了总收缩量的大部分。随着高清能、超高性能混凝土的运用，混凝土的水胶比呈现越来愈低的趋势，所以自收缩的研究显得尤为重要。收缩一旦被约束住就会产生约束应力，约束应力超过混凝土抗拉强度就会导致开裂。钢筋的存在对于混凝土来说是一种内约束，钢筋既可以限制收缩又可以导致约束应力，所以配筋混凝土试件的收缩开裂研究至关重要，这其中配筋试件的收缩问题是关键问题，配筋试件的收缩规律的取得有赖于精准高效的测量方法。
传统的配筋试件测量主要采用将钢筋笼放置在模具中，待成型之后拆模，然后立式放置进行测量，这其中拆模环节会带来误差，架立钢筋的存在也会扰乱配筋试件的收缩应力场从而带来误差，立式放置从一端测量的测量手段也会带来一定的误差。而且在前期准备上，由于配筋试件测量往往要采用不同的配筋率和配筋方式进行试验，所以每次都要预制不同的钢筋笼，前期准备十分繁琐。
发明内容
发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明目的是提供一种制样方便、无需拆模、测量精度高的内嵌式配筋水泥基材料自收缩测量装置，本发明的另一目的是提供一种快捷方便、工作效率高的内嵌式配筋水泥基材料自收缩测量装置的使用方法。
技术方案：本发明所述的一种内嵌式配筋水泥基材料自收缩测量装置，包括模具，模具内侧两端分别设置定位板、连接棒、垫片和千分表，模具、定位板围合而成的空间用于浇筑待测混凝土，定位板上设置钢筋预留孔和测量预留孔，通过更换带有不同大小及位置的钢筋预留孔、测量预留孔的活动塑料定位板可以开展不同配筋率与配筋方式的自收缩试验，连接棒一端穿过测量预留孔伸入模具、定位板围合而成的空间内，另一端与垫片相连，垫片与千分表相接触，能够扩大千分表与连接棒可能的接触面积，防止收缩过程中千分表与连接棒脱开。
模具顶部敞口。模具、定位板围合而成的空间内壁设置塑料薄膜。塑料薄膜为铁氟龙薄膜、聚乙烯塑料薄膜、尼龙薄膜、聚丙烯薄膜中的一种或多种，优选为铁氟龙薄膜。塑料薄膜通过透明胶水粘在模具、定位板围合而成的空间内壁。塑料薄膜的表面涂覆润滑油，有利于减小摩擦。
千分表通过千分表架与基座相连，通过千分表架的旋紧六角螺丝使千分表固定。连接棒为圆棒，由殷钢制成，两端磨平。按试验需要，钢筋预留孔在定位板上间隔设置。
上述内嵌式配筋水泥基材料自收缩测量装置的使用方法，包括以下步骤：
步骤一，将模具水平放置，定位板以模具的中轴线为轴对称放置；
步骤二，在模具与定位板围成的空间内壁粘上塑料薄膜，刷润滑油；
步骤三，将连接棒穿过定位板上的测量预留孔插入模具与定位板围成的空间内，将垫片固定在连接棒的一端，然后将待配置钢筋穿过定位板上的钢筋定位孔，用铁块将定位板、模具左右两端的空腔占据；
步骤四，浇筑混凝土，待初凝后取下铁块，紧靠模具的侧板放置基座，千分表固定在千分表架上，调整使千分表侧头抵住垫片；
步骤五，在初凝时读取一次千分表示数作为初始值，间隔12～24h进行读数，取得两个连接棒端部相对距离，计算得到收缩变形。
工作原理：收缩计算式如下：
ε(t)＝(L0-Lt)/Lb
其中，
ε(t)是t时刻的自收缩；
L0是试验构件的初始长度读数(mm)；
Lt是试验构件在龄期为t(h)时测得的长度读数(mm)。
Lb是构件的测量标距，等于两测量连接棒内侧的距离，即等于混凝土构件的长度(不计测头突出的部分)减去2倍连接棒埋入深度(mm)。
有益效果本发明和现有技术相比，具有如下显著性特点：
1、直接将试件浇筑于测量系统内，既避免了拆模可能造成的误差，也可以使测量起点时间提前，可获得更早期的配筋水泥基材料收缩数据；
2、采用了卧式两头测量的方法，由于两侧存在空腔，提供了膨胀变形的空间，使测量膨胀变形成为可能；
3、使用可拆卸更换的活动塑料定位板，替代架立钢筋作用，通过定制不同的活动塑料定位板实现不同配筋率和配筋方式，在后续的试验中，还可以通过调整测量预留孔的高度实现对试件截面不同高度处变形的测量，使用方便，工作效率高。
附图说明
图1是本发明的俯视图；
图2是本发明A-A面剖视图；
图3是本发明定位板2的结构示意图；
图4是本发明千分表架7的结构示意图。
具体实施方式
以说明书附图所示的方向为上、下、左、右。
如图1～2，内嵌式配筋水泥基材料自收缩测量装置包括模具1，模具1是由前侧板、后侧板、左侧板、右侧板和底板组成的上部开口的箱体，材质为聚乙烯塑料，厚度约为20mm。两块定位板2以模具1中轴线为轴相距450mm对称放置。塑料薄膜6包括厚度约为0.2mm的铁氟龙膜和厚度约为0.01mm的聚乙烯塑料薄膜，铁氟龙膜通过透明胶水贴在模具1与定位板2围成空腔的侧面与底面，贴好后刷一道润滑油，聚乙烯塑料薄膜在空腔的五个面上敷设三层，层与层之间刷一道润滑油。连接棒3穿过定位板2上的测量预留孔202插入模具1与定位板2围成空腔中。连接棒3为殷钢圆棒，直径为10mm，两端磨平。由金属材料制成的垫片4固定在连接棒3不与混凝土试件接触的一端，钢制基座8在浇筑后紧靠模具1的左侧板、右侧板放置。千分表架7焊接在钢制基座8上。测量模块包括钢制基座8、千分表架7和千分表5，对称布置在待测试件的两端。
如图3，活动的定位板2的材质也是聚乙烯塑料，其截面尺寸与模具1的内腔尺寸相同，厚度约为50mm。定位板2上预留有测量预留孔202与钢筋定位孔201。不同配筋率与配筋方式的试验可以通过更换带有不同大小和位置的预留孔的定位板2来实现。定位板2不与模具1固定连接。在浇筑时，定位板2与模具1的左侧板、右侧板间需要放置铁块，以固定定位板2，在试件失去流动性(初凝)后取出铁块，放置测量系统。
如图4，千分表5通过千分表架7上的圆孔和紧固螺丝10固定，千分表架7材质为不锈钢，用于定位千分表5的圆孔高度，与定位板2上的测量预留孔202对齐，通过旋紧六角螺丝10使千分表5固定。通过调整合适的安装距离使千分表5的侧头抵住垫片4。垫片4采用殷钢材质，厚度为2mm。基座4材质为不锈钢，尺寸为150mm*120mm*30mm。
上述内嵌式配筋水泥基材料自收缩测量装置的使用方法，包括以下步骤：
(a)将由侧板和底板组成的上部开口箱体状的塑料模具1水平放置，将聚乙烯材质的活动定位板2以模具1中轴线为轴，相距450mm对称放置；
(b)在模具1的侧板、底板与定位板2围成空腔的侧面、底面贴上铁氟龙膜，并刷一层润滑油，在空腔的侧面、底面上敷设三层聚乙烯塑料薄膜，每层塑料薄膜间涂一层润滑油，完成塑料薄膜6的铺设；
(c)将连接棒3穿过活动定位板2上的测量预留孔202，插入模具1的侧板、底板与定位板2围成空腔中，将垫片4用502胶水固定在连接棒3伸出混凝土试件的一端，将待配置钢筋9穿过定位板2上的钢筋定位孔201架立好，在浇筑前用铁块将定位板2与模具1左右侧板间的空腔占据；
(d)然后浇筑混凝土，浇筑后，待浆体失去流动性即取下填充用的铁块，紧靠模具1左右侧板放置基座8，千分表5通过千分表架7上的圆孔和螺丝10固定，通过调整合适的安装距离使其侧头抵住垫片4；
(e)在初凝时读取一次千分表5示数作为初始值，随后间隔一定时间(12-24h)后，读数取得两个连接棒3端部相对距离所表征的水泥基材料的横向形变，通过钢尺测量，也可以在连接棒3上标刻度。该形变值能够更加贴近实际地表征水泥基材料的收缩变形情况。
收缩计算式如下：
ε(t)＝(L0-Lt)/Lb
其中，
ε(t)是t时刻的自收缩；
L0是试验构件的初始长度读数(mm)；
Lt是试验构件在龄期为t(h)时测得的长度读数(mm)。
Lb是构件的测量标距，等于两测量连接棒3内侧端部的距离，即等于混凝土构件的长度(不计测头突出的部分)减去2倍连接棒埋入深度(mm)。
Claims (7)
1.一种内嵌式配筋水泥基材料自收缩测量装置，其特征在于：包括模具（1），所述模具（1）内侧两端分别设置定位板（2）、连接棒（3）、垫片（4）和千分表（5），所述模具（1）、定位板（2）围合而成的空间用于浇筑待测混凝土，所述定位板（2）上设置钢筋预留孔（201）和测量预留孔（202），所述连接棒（3）一端穿过测量预留孔（202）伸入模具（1）、定位板（2）围合而成的空间内，另一端与垫片（4）相连，所述垫片（4）与千分表（5）相接触；所述模具（1）、定位板（2）围合而成的空间内壁设置塑料薄膜（6）；所述塑料薄膜（6）通过透明胶水粘在模具（1）、定位板（2）围合而成的空间内壁；所述塑料薄膜（6）的表面涂覆润滑油；所述定位板（2）以模具（1）的中轴线为轴对称放置；
所述千分表（5）通过千分表架（7）与基座（8）相连；所述千分表（5）通过千分表架（7）上的圆孔和紧固螺丝（10）固定，所述千分表架（7）材质为不锈钢，用于定位千分表（5）的圆孔高度，与定位板（2）上的测量预留孔（202）对齐；所述连接棒（3）为圆棒，由殷钢制成；所述连接棒（3）设置在定位板（2）的中心处；所述垫片（4）采用殷钢材质，厚度为2mm；
所述内嵌式配筋水泥基材料自收缩测量装置的使用方法，包括以下步骤：
步骤一，将模具（1）水平放置，定位板（2）以模具（1）的中轴线为轴对称放置；
步骤二，在模具（1）与定位板（2）围成的空间内壁粘上塑料薄膜（6），刷润滑油；
步骤三，将连接棒（3）穿过定位板（2）上的测量预留孔（202）插入模具（1）与定位板（2）围成的空间内，将垫片（4）固定在连接棒（3）的一端，然后将待配置钢筋（9）穿过定位板（2）上的钢筋预留孔（201），用铁块将定位板（2）、模具（1）左右两端的空腔占据；
步骤四，浇筑混凝土，待初凝后取下铁块，紧靠模具（1）的侧板放置基座（8），千分表（5）固定在千分表架（7）上，调整使千分表（5）侧头抵住垫片（4）；
步骤五，在初凝时读取一次千分表（5）示数作为初始值，间隔12~24h进行读数，取得两个连接棒（3）端部相对距离，计算得到收缩变形。
2.根据权利要求1所述的一种内嵌式配筋水泥基材料自收缩测量装置，其特征在于：所述模具（1）顶部敞口。
3.根据权利要求1所述的一种内嵌式配筋水泥基材料自收缩测量装置，其特征在于：所述塑料薄膜（6）为铁氟龙薄膜、聚乙烯塑料薄膜、尼龙薄膜、聚丙烯薄膜中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的一种内嵌式配筋水泥基材料自收缩测量装置，其特征在于：所述钢筋预留孔（201）在定位板（2）上间隔均匀设置。
5. 根据权利要求1所述的一种内嵌式配筋水泥基材料自收缩测量装置，其特征在于：所述收缩计算式如下：
ε(t)=(L0-Lt)／Lb
其中，ε(t)是t时刻的自收缩；L0是试验构件的初始长度读数；Lt是试验构件在龄期为t(h)时测得的长度读数；Lb是构件的测量标距，等于两测量连接棒（3）内侧端部的距离。
6.根据权利要求1所述的一种内嵌式配筋水泥基材料自收缩测量装置，其特征在于：所述千分表架（7）焊接在钢制基座（8）上。
7.根据权利要求1所述的一种内嵌式配筋水泥基材料自收缩测量装置，其特征在于：所述连接棒（3）上标刻度。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
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| GR01 | Patent grant | ||
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