CN1270170C - 混凝土早期收缩应力测量装置 - Google Patents

Abstract

混凝土早期收缩应力测量装置，它公开了用于测量混凝土收缩应力的装置。它由试件平台(1)、模具(2)、测力传感器(3)、位移传感器(4)和复位机构(5)组成，试件平台(1)是框架形，水槽形的模具(2)的中间处横截面积小于两端处横截面积，模具(2)的固定端固定在试件平台(1)一端的内表面上，模具(2)的移动端设置有拉耳(2-1)，拉耳(2-1)通过销(8)与复位机构(5)的牵拽套(5-9)相连接，牵拽套(5-9)的内表面与销(8)的外表面间设置有测力传感器(3)，模具(2)的移动端侧面处设置有位移传感器(4)。试件在凝结硬化过程中体积收缩，移动端向固定端方向位移，位移传感器(4)监测收缩位移值，通过上述的复位机构(5)，使试件的移动端恢复初始位置，即可测出试件的收缩应力。本发明结构简单，容易制造。

Description

混凝土早期收缩应力测量装置

技术领域：

本发明涉及用于测量混凝土收缩应力的装置。

背景技术：

高性能混凝土早期收缩开裂会影响混凝土耐久性，这已引起科技界的关注。在约束条件下混凝土早期收缩应力的测定，为深入研究开裂的机理，优化结构设计，提供了理论依据与试验手段。国外部分研究机构已初步开发应力测定的设备。这种设备的工作原理是：棱柱状试件一端被固定不动，另一端为可移动端。可移动端连接测力传感器，可移动端的位移量用位移传感器监测，当位移量达到设定值(如5μm)，通过齿轮、螺杆传动机构，将移动端拉回原始位置，测力传感器测出试件收缩应力。试件的真实应力必须在原始长度不变的情况下，因此位移量的控制要求很高的精度。现有的采用齿轮、螺杆传动拉动可移动端，保持试件长度不变的方法，控制系统复杂，控制精度不高，导致测出的收缩应力有大的误差。

发明内容：

针对现有的混凝土收缩应力测量装置存在系统复杂，测量精度不高的弊端，本发明提供一种可以解决上述问题的混凝土早期收缩应力测量装置。本发明的技术方案如下：一种混凝土早期收缩应力测量装置，它由试件平台1、模具2、测力传感器3、位移传感器4和复位机构5组成，试件平台1是框架形，水槽形的模具2的中间处横截面积小于两端处横截面积，模具2的固定端固定在试件平台1一端的内表面上，模具2的移动端设置有拉耳2-1，拉耳2-1通过销8与复位机构5的牵拽套5-9相连接，牵拽套5-9的内表面与销8的外表面间设置有测力传感器3，模具2的移动端侧面处设置有位移传感器4。复位机构(5)由连杆(5-1)、底座(5-2)、滚柱(5-3)、滑块(5-4)、销轴(5-5)、滚轮(5-6)、丝杠(5-7)、支承件(5-8)、牵拽套(5-9)和电机(5-10)组成，连杆(5-1)的一端与牵拽套(5-9)的外表面固连，连杆(5-1)的另一端穿出试件平台(1)，销轴(5-5)穿在连杆(5-4)另一端端部的轴孔(5-1-1)中，底座(5-2)的一个表面固连在试件平台(1)的外表面上，底座(5-2)的另一个工作表面与滑块(5-4)的一个滑动面间设置有四个滚柱(5-3)，滑块(5-4)的两个滑动面在空间上形成楔形，连杆(5-1)穿过底座(5-2)和滑块(5-4)，两个滚轮(5-6)镶在销轴(5-5)的两端部上并且压在滑块(5-4)的另一个滑动面上，滑块(5-4)内部垂直于滚柱(5-3)的轴线方向开有螺纹孔(5-4-1)，丝杠(5-7)的一端旋合在螺纹孔(5-4-1)中，丝杠(5-7)的另一端与电机(5-10)的输出轴相连接，电机(5-10)通过支承件(5-8)固定在试件平台(1)上。本发明工作原理如下：模具2内壁光滑，并涂润滑油，内衬塑料膜，防止混凝土粘结模具2。调整好各部件的初始位置后，模具内灌入被测混凝土样，试件在凝结硬化过程中体积收缩，移动端向固定端方向位移，测力传感器3受压力，收缩值增加，混凝土应力增加，位移传感器4监测收缩位移值，通过上述的复位机构5，使试件的移动端恢复初始位置(即试件长度不变)，测力传感器输出的信号输入仪表，即可测出试件的收缩应力。本发明结构简单，容易制造，两个传感器的使用使测量精度得以提高，工作可靠，适宜推广实施。

附图说明：

图1是本发明的结构示意图，图2是图1的C向视图，图3是图1的A向视图，图4是实施方式二中滑块5-4的结构示意图，图5是图4的B-B剖视图，图6是实施方式二中连杆5-1与牵拽套5-9的结构示意图，图7是图6的D-D剖视图，图8是实施方式三中底座5-2的结构示意图，图9是图8的E-E剖视图。

具体实施方式：

具体实施方式一：下面结合图1和图2具体说明本实施方式。它由试件平台1、模具2、测力传感器3、位移传感器4和复位机构5组成，试件平台1是框架形，水槽形的模具2的中间处横截面积小于两端处横截面积，模具2的固定端固定在试件平台1一端的内表面上，模具2的移动端设置有拉耳2-1，拉耳2-1通过销8与复位机构5的牵拽套5-9相连接，牵拽套5-9的内表面与销8的外表面间设置有测力传感器3，模具2的移动端侧面处设置有位移传感器4。销8的横截面为矩形或正方形，拉耳2-1上的销孔2-1-1也是矩形或正方形。如此设置有利于测力传感器3的放置和测力。位移传感器4选用德国米铱测试技术公司生产的mutiNCDT100型电涡流位移传感器，测力传感器3选用北京康泰电子有限公司生产的LC0502型压电石英力传感器。

具体实施方式二：下面结合图1、图3、图4、图5、图6和图7具体说明本实施方式。本实施方式与实施方式一的不同点是，复位机构5由连杆5-1、底座5-2、滚柱5-3、滑块5-4、销轴5-5、滚轮5-6、丝杠5-7、支承件5-8、牵拽套5-9和电机5-10组成，连杆5-1的一端与牵拽套5-9的外表面固连，连杆5-1的另一端穿出试件平台1，销轴5-5穿在连杆5-1另一端端部的轴孔5-1-1中，底座5-2的一个表面固连在试件平台1的外表面上，底座5-2的另一个工作表面与滑块5-4的一个滑动面间设置有四个滚柱5-3，滑块5-4的两个滑动面在空间上形成楔形，连杆5-1穿过底座5-2和滑块5-4，两个滚轮5-6镶在销轴5-5的两端部上并且压在滑块5-4的另一个滑动面上，滑块5-4内部垂直于滚柱5-3的轴线方向开有螺纹孔5-4-1，丝杠5-7的一端旋合在螺纹孔5-4-1中，丝杠5-7的另一端与电机5-10的输出轴相连接，电机5-10通过支承件5-8固定在试件平台1上。电机5-10选用步进电机。本发明的复位机构5的工作原理是：电机5-10传动丝杠5-7，丝杠5-7转动使滑块5-4发生在图1所示方向的上下位移，滑块5-4的两个滑动面是不平行的，因此滑块5-4移动就使与滚轮5-6相连接的连杆5-1发生位移，连杆5-1牵拽模具2的移动端发生位移，从而能够测量混凝土早期收缩应力。滑块5-4上下表面间的楔角α可按控制位移的精度设计，一般楔角较小，这样电机5-10输出较小的功率，就能在模具2的移动端获得较大的牵拉力，因此电机5-10可以选用步进电机，进行非常精确地控制，测量的精度也能大大提高。

具体实施方式三：下面结合图8和图9具体说明本实施方式。本实施方式与实施方式二的不同点是，底座5-2的另一个工作表面上与四个滚柱5-3相对应分别开有四个凹槽5-2-1，凹槽5-2-1的横截面为半圆形。如此设置，滚柱5-3镶在凹槽5-2-1中，既能滚动，又不发生位移，使本装置工作更可靠。

Claims (4)

1、一种混凝土早期收缩应力测量装置，其特征是它由试件平台(1)、模具(2)、测力传感器(3)、位移传感器(4)和复位机构(5)组成，试件平台(1)是框架形，水槽形的模具(2)的中间处横截面积小于两端处横截面积，模具(2)的固定端固定在试件平台(1)一端的内表面上，模具(2)的移动端设置有拉耳(2-1)，拉耳(2-1)通过销(8)与复位机构(5)的牵拽套(5-9)相连接，牵拽套(5-9)的内表面与销(8)的外表面间设置有测力传感器(3)，模具(2)的移动端侧面处设置有位移传感器(4)；复位机构(5)由连杆(5-1)、底座(5-2)、滚柱(5-3)、滑块(5-4)、销轴(5-5)、滚轮(5-6)、丝杠(5-7)、支承件(5-8)、牵拽套(5-9)和电机(5-10)组成，连杆(5-1)的一端与牵拽套(5-9)的外表面固连，连杆(5-1)的另一端穿出试件平台(1)，销轴(5-5)穿在连杆(5-4)另一端端部的轴孔(5-1-1)中，底座(5-2)的一个表面固连在试件平台(1)的外表面上，底座(5-2)的另一个工作表面与滑块(5-4)的一个滑动面间设置有四个滚柱(5-3)，滑块(5-4)的两个滑动面在空间上形成楔形，连杆(5-1)穿过底座(5-2)和滑块(5-4)，两个滚轮(5-6)镶在销轴(5-5)的两端部上并且压在滑块(5-4)的另一个滑动面上，滑块(5-4)内部垂直于滚柱(5-3)的轴线方向开有螺纹孔(5-4-1)，丝杠(5-7)的一端旋合在螺纹孔(5-4-1)中，丝杠(5-7)的另一端与电机(5-10)的输出轴相连接，电机(5-10)通过支承件(5-8)固定在试件平台(1)上。

2、根据权利要求1所述的混凝土早期收缩应力测量装置，其特征是销8的横截面为矩形或正方形，拉耳(2-1)上的销孔(2-1-1)也是矩形或正方形。

3、根据权利要求1所述的混凝土早期收缩应力测量装置，其特征是电机(5-10)选用步进电机。

4、根据权利要求1所述的混凝土早期收缩应力测量装置，其特征是底座(5-2)的另一个工作表面上与四个滚柱(5-3)相对应分别开有四个凹槽(5-2-1)，凹槽(5-2-1)的横截面为半圆形。

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