CN204101504U - 混凝土自由膨胀收缩性能测试装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供一种混凝土自由膨胀收缩性能测试装置，减震底座固定在钢质底板的下表面上且置于水平工作台面上，磁力表架固定在钢质底板上，电涡流传感器用固定螺母安装固定在磁力表架上，电涡流传感器通过线缆与数据采集仪连接，钢模置于钢质底板上，混凝土试样容置于钢模内，混凝土试样的上表面上放置有泡沫板，泡沫板上与电涡流传感器的探头相对的位置设有标靶。本实用新型的混凝土自由膨胀收缩性能测试装置采用电涡流位移传感器对混凝土的纵向体积变化进行检测，可有效监测混凝土早期体积变化情况，对混凝土沉降收缩、泌水干燥收缩以及化学收缩进行综合评价，避免人为误差造成数据波动。

Description

混凝土自由膨胀收缩性能测试装置

【技术领域】

本实用新型涉及建筑材料物领域，具体涉及混凝土自由膨胀收缩性能测试装置。

【背景技术】

混凝土浇筑后凝结固化反应过程会发生体积收缩变形。水泥浆体竖向自由膨胀收缩性能，特别是早龄期(0～3d)的自由收缩性能，是综合评价混凝土抗裂性能的重要技术指标，对混凝土工程防止结构开裂、提高整体结构自防水效果具有重要意义。

由于水泥浆体在未完全硬化时收缩变形量很小，如果将其灌入量筒中测试其高度变化，则存在较大的人为误差，且深度卡尺与浆体表面结合点不好准确控制，如果采用传统的机械千分表直接测量其收缩位移，会因机械接触产生的力使被测物体产生变形，从而影响测量结果。

为了精确测定混凝土早龄期收缩性能，《混凝土早龄期收缩测试电涡流法的研究》(《建筑材料学报》，2006年9卷6期)中提及采用了一种无约束条件下测量混凝土早龄期收缩性能的方法，即电涡流非接触式混凝土早龄期收缩性能测试方法。该方法是将两个电涡流非接触位移传感器的探头固定在混凝土试模两端上方，试模内涂刷润滑油，再铺设两层塑料薄膜，每层薄膜上均匀涂抹一层润滑油，再将金属标靶预埋到混凝土试件的两端，利用标靶与探头组成的微位移测量系统测试混凝土的自由收缩。

在之后的中国实用新型专利第ZL 200820120744.7号《混凝土早龄期收缩性能测试电涡流法测试装置》中，记载同样的电涡流测试方法，其中对标靶的形状进行了改良。

上述测量装置虽然可以较为精确的测量混凝土的体积变形情况，但忽略了混凝土的早期沉降收缩以及干燥收缩。

众所周知，混凝土体积变形主要包括化学收缩、自收缩、冷缩、干燥收缩、碳化收缩以及沉降收缩等。在混凝土早龄期(0～3d)，更多的体积变形主要包括自收缩、沉降收缩以及干燥收缩。混凝土成型后，由于内部组分密度不一致，会导致微小沉降分层收缩，且表面泌水蒸发后也会产生一定量的收缩，而这些收缩是基于纵向体积变形，通过上述测量装置无法进行表征。

【实用新型内容】

有鉴于此，为克服现有技术的不足，本实用新型提供一种混凝土自由膨胀收缩性能测试装置，可测量混凝土早龄期的纵向变形，更加精确地测量混凝土的体积变形情况。

一种混凝土自由膨胀收缩性能测试装置，所述混凝土自由膨胀收缩性能测试装置包括减震底座、钢质底板、磁力表架、数据采集仪、线缆、固定螺母、电涡流传感器、铝质标靶、泡沫板及钢模，所述减震底座固定在所述钢质底板的下表面上且置于水平工作台面上，所述磁力表架固定在所述钢质底板上，所述电涡流传感器用所述固定螺母安装固定在所述磁力表架上，所述电涡流传感器通过线缆与所述数据采集仪连接，所述钢模置于所述钢质底板上，混凝土试样容置于所述钢模内，所述混凝土试样的上表面上放置有所述泡沫板，所述泡沫板上与所述电涡流传感器的探头相对的位置设有所述标靶。

在其中至少一个优选实施例中，所述钢模在灌入混凝土试样前其内壁上均匀涂抹有凡士林。

在其中至少一个优选实施例中，所述钢模为100mm*100mm*100mm立方钢模。

在其中至少一个优选实施例中，所述铝质标靶为厚3～5mm、直径30mm的圆形标靶。

在其中至少一个优选实施例中，所述电涡流位移传感器与所述铝质标靶之间间距处于1～3mm线性范围内。

在其中至少一个优选实施例中，电涡流位移传感器7的非线性误差≤±1％，量程不小于3mm，分辨率不小于0.3μm。

在其中至少一个优选实施例中，所述泡沫板为98mm*98mm*3mm轻质泡沫板，所述泡沫板使用前底部均匀涂抹有凡士林。

本实用新型的混凝土自由膨胀收缩性能测试装置采用电涡流位移传感器非接触式测试方式对混凝土的纵向体积变化进行检测，可有效监测混凝土早期体积变化情况，可以对混凝土沉降收缩、泌水干燥收缩以及化学收缩进行综合评价，采用数据采集仪自动采集和处理，避免人为误差造成数据波动。

【附图说明】

图1为本实用新型的优选实施例的混凝土自由膨胀收缩性能测试装置的结构示意图。

【具体实施方式】

为了更好地理解本实用新型，以下将结合附图和具体实例对本实用新型进行详细的说明。

针对现有技术的不足，本实用新型旨在提供一种非接触式测量砂浆混凝土竖向自由膨胀收缩性能的测试装置，该装置可以将混凝土早龄期的自收缩、沉降收缩以及干燥收缩进行综合表征。

本实用新型提供的混凝土自由膨胀收缩性能测试装置，利用电涡流位移传感器非接触法测试砂浆混凝土的早龄期竖向自由膨胀收缩性能，一方面避免了机械接触造成的误差影响，另一方面可以综合表征混凝土的自收缩、干燥收缩和沉降收缩性能。

本实用新型提供的混凝土自由膨胀收缩性能测试装置，其原理在于利用混凝土体积变形时带动标靶产生位移，再利用电涡流位移传感器测量探头与标靶之间的间距变化，从而反映混凝土的体积变形情况。

具体请参阅图1，其为本实用新型的优选实施例提供的混凝土自由膨胀收缩性能测试装置的结构示意图。该混凝土自由膨胀收缩性能测试装置包括减震底座1、钢质底板2、磁力表架3、数据采集仪4、线缆5、固定螺母6、电涡流传感器7、铝质标靶8、泡沫板9、混凝土试样10及钢模11。

减震底座1固定在钢质底板2的下表面上，且置于水平工作台面上。磁力表架3固定在钢质底板2上，用于安装电涡流传感器7。电涡流传感器7用固定螺母6安装固定在磁力表架3上。电涡流传感器7通过线缆5与数据采集仪4连接，将电涡流传感器7检测的数据传送至数据采集仪4。钢模11置于钢质底板2上，钢模11内用于容置混凝土试样10。混凝土试样10的上表面上放置有泡沫板9。泡沫板9上与电涡流传感器7的探头相对的位置设有标靶8。

使用时，将新拌混凝土10倒入均匀涂抹凡士林的钢模11中，振捣密实后抹去表面多余浆体。再将钢模置于钢质底板2上，将泡沫板9和标靶8放置在混凝土表面。用固定螺母6将电涡流传感器探头7固定在磁力表架3上，将磁力表架3固定在钢质底板2上，调整磁力表架3的支架位置，使电涡流传感器探头7截面与标靶8测试面平行，且正对标靶8圆心处。打开数据采集仪4，开始进行测试和数据记录。测试过程中的环境温度、湿度可视实验需要自行设计控制。

本实用新型的混凝土自由膨胀收缩性能测试装置的具体测试方法如下：首先，将凡士林均匀涂抹在钢制立方模11的内壁，将新拌砂浆(或混凝土)10放入100mm*100mm*100mm立方钢模11中，振捣密实后，将贴有3～5mm厚铝质标靶8的泡沫板9置于浆体表面。然后，调整磁力表架3，使电涡流位移传感器7与标靶8之间间距处于线性范围(1～3mm)内。混凝土试样10发生体积变形时，会带动标靶8竖向移动，通过电涡流位移传感器7可以将变形值测试，并通过数据采集仪4进行收集储存。

通过T_t和T₀时间的位移差ΔH_t，即可计算出混凝土在t时间的竖向自由膨胀率为：

${\mathrm{\ϵ}}_t=\frac{H_0-H_t}{100}\×100\%$

其中：ε_t——t时刻的竖向自由膨胀率，单位％；

H₀——初始时刻电涡流位移传感器与标靶之间的间距，单位mm；

H_t——t时刻电涡流位移传感器与标靶之间的间距，单位mm。

相比于同类装置，本实用新型的混凝土自由膨胀收缩性能测试装置具有非接触式塑性可测、数据实时监测、精确度较高的优点。

在上述混凝土自由膨胀收缩性能测试装置中，电涡流位移传感器7的非线性误差≤±1％，量程不小于3mm，分辨率不小于0.3μm。

在上述混凝土自由膨胀收缩性能测试装置中，标靶圆形铝质标靶8，直径30mm，厚度为3～5mm。

在上述混凝土自由膨胀收缩性能测试装置中，圆形铝质标靶8固定在98mm*98mm*3mm轻质泡沫板9上，泡沫板9底部使用前应均匀涂抹一层凡士林。

与现有技术相比，本实用新型提供的混凝土自由膨胀收缩性能测试装置至少具有以下优势：

(1)采用电涡流位移传感器非接触式测试方式，可有效监测混凝土早期，特别是硬化之前的体积变化情况；

(2)可以对混凝土沉降收缩、泌水干燥收缩以及化学收缩进行综合评价；

(3)采用数据采集仪自动采集和处理，避免人为误差造成数据波动。

以上所述实施示例仅表达了本实用新型的部分实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。因此，本实用新型专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (7)

1.一种混凝土自由膨胀收缩性能测试装置，其特征在于：所述混凝土自由膨胀收缩性能测试装置包括减震底座、钢质底板、磁力表架、数据采集仪、线缆、固定螺母、电涡流传感器、铝质标靶、泡沫板及钢模，所述减震底座固定在所述钢质底板的下表面上且置于水平工作台面上，所述磁力表架固定在所述钢质底板上，所述电涡流传感器用所述固定螺母安装固定在所述磁力表架上，所述电涡流传感器通过线缆与所述数据采集仪连接，所述钢模置于所述钢质底板上，混凝土试样容置于所述钢模内，所述混凝土试样的上表面上放置有所述泡沫板，所述泡沫板上与所述电涡流传感器的探头相对的位置设有所述标靶。

2.根据权利要求1所述的混凝土自由膨胀收缩性能测试装置，其特征在于：所述钢模在灌入混凝土试样前其内壁上均匀涂抹有凡士林。

3.根据权利要求2所述的混凝土自由膨胀收缩性能测试装置，其特征在于：所述钢模为100mm*100mm*100mm立方钢模。

4.根据权利要求3所述的混凝土自由膨胀收缩性能测试装置，其特征在于：所述铝质标靶为厚3～5mm、直径30mm的圆形标靶。

5.根据权利要求4所述的混凝土自由膨胀收缩性能测试装置，其特征在于：所述电涡流位移传感器与所述铝质标靶之间间距处于1～3mm线性范围内。

6.根据权利要求5所述的混凝土自由膨胀收缩性能测试装置，其特征在于：电涡流位移传感器7的非线性误差≤±1％，量程不小于3mm，分辨率不小于0.3μm。

7.根据权利要求4所述的混凝土自由膨胀收缩性能测试装置，其特征在于：所述泡沫板为98mm*98mm*3mm轻质泡沫板，所述泡沫板使用前底部均匀涂抹有凡士林。