CN113484505A - 非均匀环形约束收缩测试装置及试验方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种非均匀环形约束收缩测试装置及试验方法，包括底板、安装在底板上的外钢环，所述外钢环内设置有内钢环，内钢环经调节组件与底板相连接，所述调节组件包括径向底板、设置在径向底板两端的连接板，连接板与内钢环相连接，径向底板上沿长度方向开设有径向条孔，径向条孔间隔设置有调节螺栓、中心螺栓，径向底板经调节螺栓、中心螺栓与底板锁固，径向条孔旁侧沿其长度方向设置有刻度线，中心螺栓与外钢环同轴心，中心螺栓与刻度线零点之间的距离为外钢环与内钢环的偏心距，本装置结构简单，设计合理，通过在内钢环设置调节组件，使得内钢环位置可调节，产生不同的偏心距，可进行考虑不同径向厚度下材料约束收缩性能研究。
Description
技术领域
本发明涉及一种非均匀环形约束收缩测试装置及试验方法。
背景技术
随着不同水泥基材料的发展与应用，水泥基材料的收缩问题成为影响结构耐久性的重要因素。混凝土收缩特性包括自由收缩和约束收缩。因此，评估混凝土收缩与抗裂性试验方法也包括自由收缩试验与约束收缩试验。其中，约束收缩试验根据其提供约束方式的不同主要分为条形约束试验，板式约束试验，环形约束试验。其中，环形收缩试验被大家广泛采用于水泥基材料的约束收缩试验。环形收缩试验即在内外环之间浇筑材料，通过在内钢环表面粘贴应变片，通过应变片数值情况了解试件收缩开裂情况。
现有的环形收缩试验尺寸固定，开裂敏感度单一，开裂位置随机。现有实验装置采用在底板上打孔，内环与底板插接，外环与底板螺栓连接，内外环尺寸固定，内外环之间距离固定。其存在以下缺点：1）内外环大小固定，内外环与底板的连接方式决定了内外环位置固定，导致内外环之间距离不可变，存在无法调节试件径向厚度的缺点；2）在完成均匀收缩试验的基础上，需要更换不同尺寸外环，来进行非均匀环形约束收缩试验，非均匀环形约束收缩试验无法与均匀环形约束收缩试验共用模具。因此，进行均匀圆环试验和不同厚度非均匀圆环试验时，需要准备多套不同的模具，会导致不同模具之间的试验结果可比性较差的显著缺点；同时，准备多套不同试验模具会导致试验成本提升；3）内环与底板采用插接的固定连接方式，阻碍了内环的自由变形，固定连接方式产生的约束力还会影响内环的受力；4）底板无把手等辅助移动装置。
发明内容
本发明的目的是针对以上不足之处，提供了一种非均匀环形约束收缩测试装置及试验方法。
本发明解决技术问题所采用的方案是，一种非均匀环形约束收缩测试装置，包括底板、安装在底板上的外钢环，所述外钢环内设置有内钢环，内钢环经调节组件与底板相连接，所述调节组件包括径向底板、设置在径向底板两端的连接板，连接板与内钢环相连接，径向底板上沿长度方向开设有径向条孔，径向条孔间隔设置有调节螺栓、中心螺栓，径向底板经调节螺栓、中心螺栓与底板锁固，径向条孔旁侧沿其长度方向设置有刻度线，中心螺栓与外钢环同轴心，中心螺栓与刻度线零点之间的距离为外钢环与内钢环的偏心距。
进一步的，所述底板上表面于外钢环外周圆周均布有若干提手。
进一步的，所述外钢环外周底面设置有环形凸耳，环形凸耳上圆周均布的安装四个定位螺栓，底板上开设有与定位螺旋相配合的定位连接孔。
进一步的，所述外钢环包括两个半环体，两个半环体的端部经固定螺栓相连接。
一种环形试验方法，包括以下步骤：
步骤1：根据试验工况确定内环偏心距离e；当试验工况为偏心距离e不等于零时为非均匀环形约束收缩试验，内钢环限位装置目标刻度为中心螺栓与刻度线零点之间的距离；当试验工况为均匀环形约束收缩试验，偏心距离e为0，内钢环限位装置目标刻度为0；
步骤2：旋松调节螺栓、中心螺栓，调节移动内钢环使中心螺栓指向目标刻度位置；
步骤3：旋紧调节螺栓、中心螺栓将内钢环与底板固定；
步骤4：将脱模剂涂在内钢环、外钢环之间表面；
步骤5：将水泥基材料浇筑进内钢环、外钢环之间，振捣密实，成型后10 min内将试件移入测试环境，立即拧掉底板上的定位螺栓、调节螺栓、中心螺栓，并在两分钟内将内钢环内部表面的应变片连接到应变仪上，记录时间并检测应变值；
步骤6：24 h后拆除外钢环并用石蜡或黏性铝锡薄膜密封所需表面，应变值突变时间为试件开裂时间。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：结构简单，设计合理，通过在内钢环设置调节组件，使得内钢环位置可调节，通过调节内钢环位置，产生不同的偏心距，因此，可进行考虑不同径向厚度下材料约束收缩性能研究；可同时适用于均匀与非均匀环形约束收缩试验，解决了非均匀环形约束收缩试验无法与均匀环形约束收缩试验共用模具的问题，提高了可比性，降低了成本。
附图说明
下面结合附图对本发明专利进一步说明。
图1是本装置的结构示意图。
图2是本装置的结构俯视图。
图3是试验流程图。
图中：1-底板；2-提手；3-定位螺栓；4-内钢环；5-外钢环；6-固定螺栓；7-调节组件；701-径向底板；702-连接板；703-径向条孔；8-中心螺栓；9-调节螺栓；10-环形凸耳。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
如图1-3所示，一种非均匀环形约束收缩测试装置，包括底板1、安装在底板上的外钢环5，所述外钢环内设置有内钢环4，内钢环经调节组件7与底板相连接，所述调节组件包括径向底板701、设置在径向底板两端的连接板702，连接板与内钢环相连接，径向底板上沿长度方向开设有径向条孔703，径向条孔间隔设置有调节螺栓9、中心螺栓8，径向底板经调节螺栓、中心螺栓与底板锁固，径向条孔旁侧沿其长度方向设置有刻度线，中心螺栓与外钢环同轴心，中心螺栓与刻度线零点之间的距离为外钢环与内钢环的偏心距；通过对内钢环的调节，达到不同偏心距e可调节，在能考虑厚度因素对收缩试验的影响的同时，适用于均匀环形约束收缩试验与非均匀环形约束收缩试。
在本实施例中，所述底板上表面于外钢环外周圆周均布有若干提手2，便于试验中的移动。
在本实施例中，所述外钢环外周底面设置有环形凸耳10，环形凸耳上圆周均布的安装四个定位螺栓3，底板上开设有与定位螺旋相配合的定位连接孔。优选的，外钢环外周上下端均设置环形凸耳，下端的环形凸耳上安装定位螺栓，环形凸耳的设置使外钢环不易变形。
在本实施例中，所述外钢环包括两个半环体，两个半环体的端部经固定螺栓6相连接。
一种环形试验方法，包括以下步骤：
步骤1：根据试验工况确定内环偏心距离e；当试验工况为偏心距离e不等于零时为非均匀环形约束收缩试验，内钢环限位装置目标刻度为中心螺栓与刻度线零点之间的距离；当试验工况为均匀环形约束收缩试验，偏心距离e为0，内钢环限位装置目标刻度为0；
步骤2：旋松调节螺栓、中心螺栓，调节移动内钢环使中心螺栓指向目标刻度位置；
步骤3：旋紧调节螺栓、中心螺栓将内钢环与底板固定；
步骤4：将脱模剂涂在内钢环、外钢环之间表面；
步骤5：将水泥基材料浇筑进内钢环、外钢环之间，振捣密实，成型后10 min内将试件移入测试环境，立即拧掉底板上的定位螺栓、调节螺栓、中心螺栓，此时，内钢环与底板无连接，不影响内钢环受力，并在两分钟内将内钢环内部表面的应变片连接到应变仪上，记录时间并检测应变值；
步骤6：24 h后拆除外钢环并用石蜡或黏性铝锡薄膜密封所需表面，应变值突变时间为试件开裂时间。
在本实施例中，根据试验变量需求，取不同径向厚度为对照组，进行非均匀环形约束收缩试验，即为考虑不同径向厚度下材料约束收缩性能试验。
本专利如果公开或涉及了互相固定连接的零部件或结构件，那么，除另有声明外，固定连接可以理解为：能够拆卸地固定连接( 例如使用螺栓或螺钉连接)，也可以理解为：不可拆卸的固定连接(例如铆接、焊接)，当然，互相固定连接也可以为一体式结构( 例如使用铸造工艺一体成形制造出来) 所取代(明显无法采用一体成形工艺除外)。
在本专利的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利的限制。
上列较佳实施例，对本发明的目的、技术方案和优点进行了进一步详细说明，所应理解的是，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种非均匀环形约束收缩测试装置，其特征在于：包括底板、安装在底板上的外钢环，所述外钢环内设置有内钢环，内钢环经调节组件与底板相连接，所述调节组件包括径向底板、设置在径向底板两端的连接板，连接板与内钢环相连接，径向底板上沿长度方向开设有径向条孔，径向条孔间隔设置有调节螺栓、中心螺栓，径向底板经调节螺栓、中心螺栓与底板锁固，径向条孔旁侧沿其长度方向设置有刻度线，中心螺栓与外钢环同轴心，中心螺栓与刻度线零点之间的距离为外钢环与内钢环的偏心距。
2.根据权利要求1所述的非均匀环形约束收缩测试装置，其特征在于：所述底板上表面于外钢环外周圆周均布有若干提手。
3.根据权利要求1所述的非均匀环形约束收缩测试装置，其特征在于：所述外钢环外周底面设置有环形凸耳，环形凸耳上圆周均布的安装四个定位螺栓，底板上开设有与定位螺旋相配合的定位连接孔。
4.根据权利要求3所述的非均匀环形约束收缩测试装置，其特征在于：所述外钢环包括两个半环体，两个半环体的端部经固定螺栓相连接。
5.一种环形试验方法，采用如权利要求1所述的非均匀环形约束收缩测试装置，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：根据试验工况确定内环偏心距离e；当试验工况为偏心距离e不等于零时为非均匀环形约束收缩试验，内钢环限位装置目标刻度为中心螺栓与刻度线零点之间的距离；当试验工况为均匀环形约束收缩试验，偏心距离e为0，内钢环限位装置目标刻度为0；
步骤2：旋松调节螺栓、中心螺栓，调节移动内钢环使中心螺栓指向目标刻度位置；
步骤3：旋紧调节螺栓、中心螺栓将内钢环与底板固定；
步骤4：将脱模剂涂在内钢环、外钢环之间表面；
步骤5：将水泥基材料浇筑进内钢环、外钢环之间，振捣密实，成型后10 min内将试件移入测试环境，立即拧掉底板上的定位螺栓、调节螺栓、中心螺栓，并在两分钟内将内钢环内部表面的应变片连接到应变仪上，记录时间并检测应变值；
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