CN205581106U - 一种用于测试自密实微膨胀钢管混凝土膨胀率的装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种用于测试自密实微膨胀钢管混凝土膨胀率的装置，其特征在于：包括混凝土浇筑试模，固定试模基座，4个纵向位移检测装置和可伸缩连杆，4个环向位移检测装置，4个可伸缩连杆固定基座，1个环形基座，闭合片，环形基座上的钢筋骨架，水平仪，闭合片锁扣；本实用新型组装方便，可伸缩连杆、位移测试装置和可伸缩连杆固定基座都采用螺丝固定，容易调整，方便快捷连接。混凝土试模采用1mm厚的刚性试模，弹性良好，变形后已恢复，闭合片置于试模侧面的凹槽内，凹槽上端带有闭合锁扣，密封能力强，保证混凝土浆体不外漏，成型后的钢管柱表面光滑。

Description

一种用于测试自密实微膨胀钢管混凝土膨胀率的装置

技术领域

本实用新型属于建筑材料测试技术领域，是一种用于测试自密实微膨胀钢管混凝土膨胀率的装置。

背景技术

钢管混凝土作为一种新兴的组合结构，利用钢管抗弯能力强和混凝土抗压强度高的优点，被广泛使用于框架结构中(如厂房和高层建筑)。微膨胀混凝土在钢管内自身膨胀能抵消混凝土本身的收缩，而且由于钢管的约束还能产生一定的压应力，也称自应力。在自应力作用下使混凝土处于三向受压状态，从而改善混凝土的受力性能，而且所添加的膨胀剂，使混凝土在凝结硬化过程中内部结构也发生了变化，有利于混凝土的受力性能的改善。但是在实际使用中还存在若干问题，比如对实际混凝土膨胀率设计( 膨胀率过小将达不到效果；过大则可能使钢管周向超限，引起焊缝胀裂) 、实际的膨胀效果( 微膨胀混凝土配合比中的膨胀剂用量，是通过观察无侧压混凝土试块的体积变化试验确定的，由于实际的钢管混凝土是受钢管侧压的环境下完成微膨胀过程的，故上述试验结果与实际工程效果存在差异) 等，这些问题将制约这种新材料、新构件的推广应用。

钢管与核心混凝土间的相互协同作用使得钢管混凝土具有一系列优越的力学性能。要实现该作用，两者必须紧密结合。但混凝土中存在着收缩以及缺少水分养护等，使得核心混凝土与钢管壁之间易脱粘而形成空腔,对工程造成潜在的安全隐患。

大量研究表明，混凝土材料的自生收缩主要发生于强度还很低的早期，而由于新拌混凝土呈塑性状态，一般需要拌合物硬化24h后，拆模才能测试试件的纵向长度，这就造成无法有效测量横向的收缩变形。我国《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》（GB/T 50082-2009）规定分非接触法和接触法。目前，非接触法可供选用的试验装置一般只能测混凝土早期的收缩变形，局限性比较大；接触法所用带端头的混凝土试件也只能针对硬化后的混凝土纵向收缩变化而言，无法测量横向收缩，相对反应的收缩变形数据参考性不是很强。

采用国家标准规定的方法测得的混凝土膨胀率，并不能真实反映钢管混凝土中核心混凝土的膨胀情况。在《西南公路》2011年第4期上发表的文献《C80高抛自密实微膨胀钢管混凝土的试制与工程应用》设计了能真实反映钢管混凝土体积变形的模具，用来测试核心混凝土拌和物在钢管密封条件下的膨胀性能。混凝土灌注之前，先在钢管内壁刷油，并铺设一层塑料薄膜。混凝土灌注之后在试件上部混凝土表面上放置一块玻璃片，以利于千分表对混凝土体积变形的准确测量。混凝土硬化后，顶部涂刷一层凡士林，使混凝土顶部与外界隔绝，然后安装磁性表座及千分表，以后按龄期读取千分表数值。此方法已经能比较准的反应钢管混凝土的纵向收缩变化，膨胀混凝土在早期产生较大的膨胀，其膨胀大于其收缩率，因此膨胀混凝土成型后的体积大于成型时的体积，由于钢管的约束，混凝土中就产生了约束应力，而钢管则由于混凝土的膨胀而产生拉应力，这就是通常所说的钢管膨胀混凝土的自应力，也称预应力。

从《广东土木与建筑》2004第1期《从工程质量事故浅析混凝土膨胀率的控制》一文中可知，如果掺膨胀剂的混凝土其自由膨胀率大于0.1%，则无约束试体的强度会显著降低， 而当自由膨胀率大于1.0%时, 试体甚至会崩溃。所以对钢管混凝土收缩变形的测试不仅要对其纵向收缩进行测试，也要对其环向或横向收缩变形进行测试。这样自应力的存在使得混凝土处于三向受压状态，改善了混凝土的受力性能，同时在混凝土的凝结硬化过程中，使得混凝土的内部结构也发生了变化，有利于混凝土的受力性能的改善。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，在此提供一种用于测试自密实微膨胀钢管混凝土膨胀率的装置。

本实用新型的目的在于提供一种用于测试自密实微膨胀钢管混凝土膨胀率的装置，属于一种检测精度高，能连续测试自密实微膨胀钢管混凝土纵向和横向（环向）膨胀率变化的装置，其特征在于：包括混凝土浇筑试模，固定试模基座，4个纵向位移检测装置和可伸缩连杆，4个环向位移检测装置和可伸缩连杆固定架，4个可伸缩连杆固定基座，1个环形基座，闭合片，环形基座上的钢筋骨架，水平仪，闭合片锁扣；固定试模基座紧贴混凝土浇筑试模；环形基座上焊接钢筋骨架；可伸缩连杆固定基座安装在环形基座的钢筋骨架上，通过螺丝固定，可伸缩连杆固定基座通过活动螺丝可调整上下位移，让四个可伸缩连杆固定基座始终保持在同一水平线上；在四个可伸缩连杆固定基座上安装四个可伸缩连杆，每个可伸缩连杆固定基座上通过两端紧固螺丝固定两个可伸缩连杆，并且可伸缩连杆可以通过活动紧固螺丝调整不同的角度；闭合片置于试模侧面的凹槽内，凹槽上端带有闭合锁扣。

根据本实用新型所述用于测试自密实微膨胀钢管混凝土膨胀率的装置，其特征在于：环形基座用直径为1cm的钢筋焊接而成，混凝土试模采用1mm厚的弹簧钢。

根据本实用新型所述用于测试自密实微膨胀钢管混凝土膨胀率的装置，其特征在于：在连杆上安装千分表；把水平仪固定在钢筋骨架上，通过环形基座下四个方向的升降螺丝调整好水平仪。

试模纵向上设有可以取下的闭合片，浇筑混凝土前安装好，等浇筑完成型后，一般24h后抽出取下，让混凝土在试模的紧箍作用下随时保持环向受力状态，随着微膨胀混凝土的变形而变形。纵向位移检测装置通过可伸缩连杆固定架固定于钢管混凝土柱上表面，环向位移检测装置通过可伸缩连杆固定架固定于钢管混凝土柱上侧面，位移检测装置两两对称布置，以减小误差和提高检测的精度。

用1cm厚铸铁环形试模基座紧贴混凝土浇筑试模，防止浇筑成型后的混凝土试件变形，减少试验误差。环形基座用直径为1cm的钢筋焊接而成，受力情况下不易变形，环形基座上焊接钢筋骨架，用于固定可伸缩连杆固定基座，保持混凝土试模的稳定性，为了环形基座在同一水平上，在基座上安装有水平仪。可伸缩连杆固定基座安装在环形上面，通过螺丝固定，可伸缩连杆固定基座通过活动螺丝可调整上下位移，每个可伸缩连杆固定基座上通过两端紧固螺丝固定两个可伸缩连杆，并且可伸缩连杆可以通过活动紧固螺丝调整不同的角度，达到测试钢管混凝土柱侧面不同位置的膨胀率。

本实用新型的优点在于：上述用于测试自密实微膨胀钢管混凝土纵向和横向（环向）膨胀率变化的装置，组装方便，可伸缩连杆、位移测试装置和可伸缩连杆固定基座都采用螺丝固定，容易调整，方便快捷连接。混凝土试模采用1mm厚的刚性试模，弹性良好，变形后已恢复，闭合片置于试模侧面的凹槽内，凹槽上端带有闭合锁扣，密封能力强，保证混凝土浆体不外漏，成型后的钢管柱表面光滑。因此，当自密实微膨胀混凝土凝结硬化后，取出试模侧面凹槽内的刚性闭合片，本实用新型各个零部件形成一个整体，可以将其装置至于标准养护式内，也可以自然养护条件下，在测试过程中持续给试件进行浇水养护，因为掺入膨胀剂后，膨胀剂水化过程中需要足够的水补偿，促使其发生微膨胀效应， 不应反复挪动，就能从混凝土浇筑成型后开始连续地检测混凝土试件的纵向和环形变形性能。

附图说明

图1是本实用新型的结构示意图。

图2是图1的俯视图。

图中：可伸缩连杆1，纵向位移检测装置2，可伸缩连杆固定基座3，固定试模基座4，混凝土浇筑试模5，环形基座上的钢筋骨架6，闭合片7，环形基座8，闭合片锁扣9，水平仪10。

具体实施方式

下面将结合附图1-2对本实用新型进行详细说明，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。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。

一种测试自密实微膨胀钢管混凝土纵向和横向（环向）膨胀率变化的装置，如图1-2所示，可以按照如下方式予以实施；包括混凝土浇筑试模5、固定试模基座4，4个纵向位移检测装置2和可伸缩连杆1，4个环向位移检测装置（未标记），可伸缩连杆固定基座3，1个环形基座8，闭合片7，环形基座上的钢筋骨架6，水平仪10，闭合片锁扣9。4个纵向位移检测装置和4个环向位移检测装置均为千分表。

参见图1，把可伸缩连杆固定基座3安装在钢筋骨架6上，可伸缩连杆固定基座3在钢筋骨架6上可以通过活动螺钉进行上下移动，4个可伸缩连杆固定基座3的安装方法一样，让四个可伸缩连杆固定基座3始终保持在同一水平线上，保证测试的准确性。在四个可伸缩连杆固定基座3上安装四个可伸缩连杆1，在可伸缩连杆1上安装千分表2，其它7个安装方法一样，采用的数显千分表具有显示精确，而且很方便，读数一目了然，精度高优点。把水平仪10固定在钢筋骨架6上，通过环形基座8下四个方向的升降螺丝调整好水平仪10，水平仪选用高精度玻璃长水泡，高度透明，保质期五年，精度30′，能绕0、0′轴心旋转保持准确度。

在图1中，闭合片7置于混凝土浇筑试模5侧面的凹槽内，凹槽最上端带有闭合锁扣9，混凝土浇筑前用锁扣固定好闭合片7，混凝土凝结硬化后，一般浇筑后24h打开凹槽上的锁扣9，取下闭合片7，浇筑试模5与混凝土形成整体，紧密粘结。接下来，调整好钢管混凝土柱上表面和侧面的千分表位置，千分表测头紧贴预埋在混凝土柱上表面直径5cm厚度5mm的玻璃片上；混凝土柱侧面的千分表紧贴混凝土浇筑试模表面，安装混凝土试模前，通过调整角度，避开侧面千分表直接对着凹槽方向。

为了防止混凝土试模随着混凝土的膨胀收缩而变形，混凝土浇筑试模5选用1mm厚的弹簧钢，弹簧钢在规定的范围之内，弹性变形的能力使其承受一定的载荷，在载荷去除之后不出现永久变形。弹簧钢应具有优良的综合性能，有优良的冶金质量（高的纯洁度和均匀性）、良好的表面质量（严格控制表面缺陷和脱碳）、精确的外形和尺寸。混凝土浇筑试模5与混凝土紧密粘结，随着混凝土的膨胀（收缩）而膨胀（收缩），千分表能连续测试自密实微膨胀钢管混凝土纵向和横向（环向）膨胀率变化，有效防止了实际中钢管混凝土在受到轴向压力、温度变化（包括温升和温降），或者是混凝土收缩、徐变以及微膨胀剂失效等方面的影响，使得钢管与混凝土在接触面处产生裂隙，两者脱离，保证了数据的可靠性，为实际工程中膨胀剂的掺量可提供一个很好的依据。

本实用新型的混凝土试件在检测过程中的横向收缩和膨胀不会受限制，原因在于混凝土试件的侧面具有刚性弹性试模，从而在千分表在检测纵向变形时更加准确，提高检测精度；混凝土试件带模测试，克服了普通测试装置需要混凝土达到一定强度方可拆模测量的缺点，能在混凝土浇筑凝结硬化后即开始测量，混凝土成型、养护、测量过程中不应频繁移动装置，试验过程简单，有利于试验人员掌握和实际工程应用。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (3)

1.一种用于测试自密实微膨胀钢管混凝土膨胀率的装置，其特征在于：包括可伸缩连杆（1）、纵向位移检测装置（2）、可伸缩连杆固定基座（3）、固定试模基座（4）、混凝土浇筑试模（5）、环形基座上的钢筋骨架（6）、闭合片（7）、环形基座（8）、闭合片锁扣（9）、水平仪（10）；固定试模基座（4）紧贴混凝土浇筑试模（5）；环形基座（8）上焊接钢筋骨架（6）；可伸缩连杆固定基座（3）安装在环形基座的钢筋骨架（6）上，通过螺丝固定，可伸缩连杆固定基座（3）通过活动螺丝能够调整上下位移，让四个可伸缩连杆固定基座（3）始终保持在同一水平线上；在四个可伸缩连杆固定基座（3）上安装对应的可伸缩连杆（1），每个可伸缩连杆固定基座（3）上通过两端紧固螺丝固定两个可伸缩连杆（1），并且可伸缩连杆（1）能够通过活动紧固螺丝调整不同的角度；闭合片（7）置于混凝土浇筑试模（5）侧面的凹槽内，凹槽上端带有闭合锁扣（9）；四个可伸缩连杆固定基座（3）上还设置有4个环向位移检测装置。

2.根据权利要求1所述用于测试自密实微膨胀钢管混凝土膨胀率的装置，其特征在于：环形基座（8）用直径为1cm的钢筋焊接而成，混凝土试模（5）采用1mm厚的弹簧钢。

3.根据权利要求1所述用于测试自密实微膨胀钢管混凝土膨胀率的装置，其特征在于：纵向位移检测装置（2）和环向位移检测装置均为千分表，在可伸缩连杆（1）上安装千分表；把水平仪（10）固定在钢筋骨架（6）上，通过环形基座（8）下四个方向的升降螺丝调整好水平仪（10）。