CN113917122A

CN113917122A - 一种水泥稳定碎石混合料全龄期收缩性能测试装置及方法

Info

Publication number: CN113917122A
Application number: CN202010645935.0A
Authority: CN
Inventors: 田小革; 闵雪峰; 符伟权
Original assignee: Hebei Expressway Group Co ltd; Jiafeng Engineering Design Co ltd; Changsha University of Science and Technology
Current assignee: Hebei Expressway Group Co ltd; Jiafeng Engineering Design Co ltd; Changsha University of Science and Technology
Priority date: 2020-07-07
Filing date: 2020-07-07
Publication date: 2022-01-11

Abstract

本发明公开了一种用于测试水泥稳定碎石混合料自试件成型后在不同龄期时的收缩性能的装置及其测试方法。该测试装置包括：钢模具主体由2片带凹槽的侧板1、2片带凸榫的端板2和底板3，通过4根螺栓4连接而成；可以沿试件7长度方向自由滑动的位移传动装置由4根穿过端板2的钢杆5将内侧钢板6和外侧钢板8连成一体；位于模具两端的2个位移传动装置通过固定在钢板8上的4根预拉伸的弹簧9连接起来；弹簧9的张力使两端的钢板6始终与试件7的端部紧密接触，则试件7长度方向的收缩变形就可以通过固定在底板3上的千分表10测定两端的钢板8的位移而得到；根据试件7在不同龄期时的收缩变形量及其初始长度可以计算出其在不同龄期时的收缩系数。

Description

一种水泥稳定碎石混合料全龄期收缩性能测试装置及方法

技术领域

本发明涉及道路工程材料性能测试领域，尤其涉及一种水泥稳定碎石混合料在成型后全龄期内的收缩性能的测试装置及其测试方法。

背景技术

大量研究和工程实践表明，水泥稳定碎石混合料在摊铺、碾压成型后，会由于干缩、温缩而产生开裂，从而影响路面结构的承载能力和使用寿命。水泥稳定碎石混合料的干缩和温缩是从碾压成型后就由于水泥水化反应、水分的蒸发、外部温度的变化而开始产生的，但是通常测试其温缩系数、干缩系数的试验方法都是将成型的试件脱模、养生7d/28d后再进行试验，忽略了其在养生前、养生过程中的收缩变形。其实，对于水泥稳定碎石混合料而言，其前期的这些收缩变形较大，并且由于早龄期的水泥稳定碎石混合料的强度低，所以早期的收缩变形很容易诱发裂纹的产生。很多水泥稳定碎石基层在养生期间就产生开裂的现象就说明了这一点。

因此亟需设计一种水泥稳定碎石混合料自从试件成型后不同时期的收缩性能测试装置以便对其早龄期及养生后不同龄期内的收缩开裂性能进行评价。

发明内容

针对以上问题，本发明提供了一种水泥稳定碎石混合料全龄期收缩性能的测试装置及其测试方法。

为了克服水泥稳定碎石混合料在成型初期由于强度极低，不能脱模用于测试的问题，本发明采用不脱模测试其收缩性的技术方案：

与现有技术相比，本发明能够方便快捷地测量出成型后的水泥稳定碎石混合料试件在养生前、养生过程中、养生结束后等不同龄期时的收缩变形，从而计算出相应龄期时的收缩系数，准确判断其收缩性能。

整套测试装置包括钢模具、位移传动装置和位移测试装置。

钢模具主体由2片带凹槽的侧板1、2片带凸榫的端板2和底板3，通过4根螺栓4连接而成；侧板1上的凹槽和端板2上的凸榫配合，可以在螺栓4的紧固作用下保证试模在试件成型过程中的稳定性；

位移传动装置由穿过端板2上的孔洞的4根钢杆5通过焊接将内侧钢板6和外侧钢板8连接成一个可以自由滑动的整体；钢杆5既是连接件，也是导向装置，使整个位移传动装置只沿试件7的长度方向移动；

位于钢模具两端的2个位移传动装置，通过4根预拉伸的弹簧9连接起来，通过弹簧的张力使两侧的钢板6始终与试件7的两端紧密接触，从而使试件7长度方向的变化可以通过测定外侧钢板8的位移而计算得到；

通过固定在底板3上的2个千分表10测定外侧钢板8的位移，就可以计算出试件7两端的收缩变形量，计算出整个试件7的收缩系数。

试件7在成型后的不同龄期，其长度的收缩量△l(t)，△l(t)＝△l₁(t)+△l₂(t)，其中△l₁(t)和△l₂(t)分别为两侧的千分表测定的钢板8的位移量；

根据试件7在成型后不同龄期时的收缩量△l(t)，即可计算出对应龄期时的收缩系数δ(t)，δ(t)＝△l(t)/L₀，其中L₀为试件7的初始长度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明的技术方案，下面将对描述中所使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图：

图1为本发明具体实施过程的结构示意图。

图2为本发明具体实施装置的俯视图。

图3为本发明具体实施装置的立面图。

图中：带凹槽的侧板1、带凸榫的端板2、底板3、螺栓4、钢杆5、内侧钢板6、试件7、外侧钢板8、预拉伸弹簧9、千分表10、千分表固定杆11、千分表固定螺钉12。

具体实施方式

下面将结合附图详细说明本发明。

如图1、图2和图3所示，本发明是一种水泥稳定碎石混合料全龄期的收缩性能测试装置，其特征在于，该装置主要包括带凹槽的侧板1、带凸榫的端板2、底板3、螺杆4、钢杆5、内侧钢板6、外侧钢板8、预拉伸弹簧9、千分表10、千分表固定杆11、千分表固定螺钉12；其中，侧板1、端板2和底板3由4根螺栓4紧固而构成钢模具；内侧钢板6和外侧钢板8通过4根钢杆5焊接构成位移传动装置；2端的位移传动装置通过预拉伸的弹簧9连接起来；固定在底板3上的千分表固定杆11用于安装测定钢板8的位移的千分表10，并通过螺钉12固定。

主要部件的各自效用如下：

所述钢模具的侧板1两端的槽口、端板2两端的凸榫，可以通过紧固螺栓4来保证钢模具的稳定性，使端板2在水泥稳定碎石混合料试件7的成型过程中不产生移位；

由钢板6、钢板8和4根钢杆5焊接而成的位移传递系统，可以将位于试模内部的钢板6的位移传递到外侧的钢板8；

预拉伸的弹簧9用于给位移传动装置施加一个向内的推力，从而使钢板6始终与试件7的端部保持紧密接触，当试件7产生收缩变形时，钢板6也随之而移动，从而将试件7的收缩变形量准确的传递到外侧的钢板8，进而能够通过测量钢板8的位移而准确地测定试件7的收缩变形；

采用本发明装置测定水泥稳定碎石混合料全龄期收缩性能的详细使用步骤如下：

按照图1拼装整套模具(弹簧和千分表暂不安装)，紧固螺栓4，以保证整个模具在试件7的成型过程中不产生变形；

将两端的内侧钢板6平移到紧靠端板2的内侧；

将拌和均匀的水泥稳定碎石混合料装入模具中，并压实到设定的压实度；

分别张拉4根弹簧9，并固定在两端的钢板8上；

安装两端的千分表10，使其测杆压在钢板8上，并确保其杆可以自由滑动，用螺钉12固定千分表，记录2个千分表的初始读数l₁(0)、l₂(0)；

将试件7连同整套装置一起移入养生室进行养生；

记录不同时间时，两侧千分表的读数l₁(t)、l₂(t)；

根据不同养生时间时千分表的读数，计算出试件7在不同龄期时的收缩变形量△L(t)及对应的收缩系数δ(t)。

收缩量：△L(t)＝(l₁(0)-l₁(t))+(l₂(0)-l₂(t))；

收缩系数：δ(t)＝△L(t)/L₀,L₀为试件7的初始长度，即试模内部的长度。

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

1.一种用于水泥稳定碎石混合料全龄期收缩性能的测试装置，其特征在于，该装置主要包括：钢模具、位移传动装置和位移测量装置；钢模具主体由2片带凹槽的侧板1、2片带凸榫的端板2和底板3，通过4根螺栓4连接而成；可以沿试件7长度方向自由滑动的位移传动装置由4根穿过端板2的钢杆5通过焊接将内侧钢板6和外侧钢板8连接成一个整体；位于模具两端的2个位移传动装置通过固定在外侧钢板8上的4根预拉伸的弹簧9连接起来；固定在底板3上的千分表10用于测定试件7两端的收缩变形。

2.根据权利要求1所述的一种水泥稳定碎石混合料全龄期收缩性能测试装置，其特征在于，通过预拉伸的弹簧9将两端的位移传动装置连接起来，使钢板6始终与试件7的端部紧密接触，从而使试件7长度方向的变化量可以通过测定钢板8的位移而计算得到。

3.根据权利要求2所述的位移传动装置由穿过端板2上的孔洞的4根钢杆5将钢板6和钢板8通过焊接形成一个可以自由滑动的整体，钢杆5既是连接件，也是导向装置，使整个位移传动装置只能沿试件7的长度方向移动。

4.根据权利要求1所述的收缩性能测试装置的测试方法，其特征在于，对于已知初始长度L₀的水泥稳定碎石混合料试件7，通过固定在底板3上的2个千分表10测定试件7在不同龄期时两端的收缩变形量△l₁(t)、△l₂(t)，从而计算出试件7在不同龄期时的收缩系数:δ(t)＝(△l₁(t)+△l₂(t))/L₀。