CN207198158U - 一种水泥基材料开裂敏感性测试装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型为一种水泥基材料开裂敏感性测试装置，开裂敏感性对水泥基材料的体积稳定性和耐久性影响很大，对结构承载和安全性也有不利影响，进而导致水泥基材料加速劣化。本实用新型研制了一种检测装置，设计和使用外圆内方的铜钱形状测试装置进行水泥基材料开裂敏感性的测试。本实用新型对水泥基材料的开裂敏感性测定方法操作简易、迅速、敏感，适用性强，值得推广。

Description

一种水泥基材料开裂敏感性测试装置

技术领域

本实用新型属于水泥基材料应用技术领域，具体涉及一种水泥基材料（包括水泥净浆、砂浆、混凝土）开裂敏感性测试装置。

背景技术

砂浆和混凝土等水泥基材料是建筑工程中最常用的建筑材料，其优越性能得到业内人士的认可。随着我国城市化进程的加快，需要消耗大量的砂浆和混凝土等建筑材料，而这些建筑材料在大规模使用的同时又必须面对严峻的开裂问题。开裂不仅影响建筑的外观，严重时更会影响结构的耐久性，每年对开裂性能的维修花费巨大的人力和物力。因此，需要对胶凝材料净浆、砂浆和混凝土的开裂进行研究。影响开裂的因素有很多，材料的性质、施工质量、养护措施、温湿度等，都会影响开裂，其中塑性收缩、干缩、自身收缩和温度温升是影响开裂的主要因素。

用正确的方法简单、快速检测和评价水泥净浆、砂浆和混凝土的开裂性能，对防范和处置开裂问题具有重要意义。目前国内外测试开裂性能的方法主要有平板开裂法、环开裂法和单轴法等，然而这些方法具有一定的局限性，主要表现在难以开裂、开裂不明显、开裂周期长、开裂位置不确定且有的开裂从内部开始等不足，使得现有的测试方法较难准确、快速检测水泥基材料的开裂敏感性，适用性差。因此，需要研究一种新型的可以简单、快速测试水泥基材料开裂敏感性的检测装置。

实用新型内容

为了解决上述问题，本实用新型的目的是提供一种以解决现有水泥基材料开裂敏感性测试不易开裂、测试周期长等问题，实现简单、快速测试胶凝材料净浆、砂浆以及混凝土的开裂敏感性能的测试装置。

本实用新型一种水泥基材料开裂敏感性测试装置，该测试装置包括2个半圆环箍，可拆卸固定螺栓、等边长方柱和圆盘底座；

其中，2个所述半圆环箍对称安装在所述圆盘底座的靠近边缘的位置，2个所述半圆环箍通过所述可拆卸固定螺栓相互连接闭合形成完整圆环箍，所述等边长方柱固定在所述圆盘底座的上，且位于所述圆环箍的中心位置，所述等边长方柱的高度大于或等于所述半圆环箍的高度，所述等边长方柱为空心结构。

进一步，该测试装置还包括握持手把，2个所述握持手把固定在所述圆盘底座的两侧。

进一步，该测试装置还包括底座、支架、图像采集装置和数据处理系统，所述图像采集装置通过支架安装在所述底座的垂直上方，所述圆盘底座置于所述底座上，所述数据处理系统与所述图像采集装置数据连接，所述数据处理系统通过通信模块与客户端数据连接。

进一步，该测试装置还包括加热装置，所述加热装置设置在所述底座内部，所述加热装置与所述数据处理系统控制连接。

进一步，该装置还包括冷却装置，所述冷却装置设置在所述底座的内部，所述冷却装置与所述数据处理系统控制连接。

进一步，所述等边长方柱的对角线长与2个所述半圆环箍形成完整圆环箍的内直径比例范围为：0.50-0.65。

本实用新型装置为外圆内方铜钱形状，内部方形边角处有利于加强约束，产生应力集中加速水泥基材料的开裂进程，能够有效弥补传统抗裂性测试方法不够敏感的不足。

本实用新型涉及的开裂敏感性测试装置如附图所示，其特征在于，该测试装置呈周边圆环中间方柱的组合形状，如图1所示。该测试装置包括半圆环箍、可拆卸固定螺栓、等边长方柱和圆盘底座；

其中，所述半圆环箍安装在所述圆盘底座的外侧，所述等边长方柱设置在所述圆盘底座的中央，所述半圆环箍加工有螺栓孔和握持手把，且两个半圆环箍可以通过所述可拆卸固定螺栓紧密闭合形成完整圆环箍，所述等边长方柱与所述圆盘底座采用焊接固定，所述半圆环箍与所述圆盘底座表面可以紧密贴合，保证无漏浆。

测试装置根据水泥基材料种类（净浆、砂浆、混凝土）有三种尺寸范围，即测试胶凝材料净浆、砂浆以及混凝土的开裂敏感性的装置尺寸。

本实用新型的特点和有益效果是：主要针对净浆、砂浆或混凝土等水泥基材料开裂敏感性测试和评价，为生产合格的水泥基材料提供技术依据。旨在强调对于水泥基材料而言，开裂敏感性是一项重要的技术要求，开裂敏感性对砂浆、混凝土等的耐久性影响很大，砂浆、混凝土等试件开裂后，结构自身免疫性降低，水和氯离子、二氧化碳、硫酸盐等有害介质容易通过裂缝进入基体加速试件劣化进程。随着裂缝增多变宽，也会对结构承载力产生不利影响。本实用新型对水泥基材料的开裂敏感性测定方法操作简易、迅速、敏感，适用性强，值得推广。

附图说明

图1是本实用新型一种水泥基材料开裂敏感性测试装置的结构示意图；

图2是本实用新型一种水泥基材料开裂敏感性测试装置的另一实施例的结构示意图。

图中：

1.半圆环箍、2.可拆卸固定螺栓、3、等边长方柱、4.圆盘底座、5.握持手把、6.底座、7.支架、8.图像采集装置、9.数据处理系统、10.加热装置、11.冷却装置、12.客户端。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本实用新型的技术方案作进一步说明。

如图1所示，本实用新型一种水泥基材料开裂敏感性测试装置，该测试装置包括2个半圆环箍1，可拆卸固定螺栓2、等边长方柱3和圆盘底座4；

其中，2个所述半圆环箍1对称安装在所述圆盘底座4的靠近边缘的位置，2个所述半圆环箍1通过所述可拆卸固定螺栓2相互连接闭合形成完整圆环箍，所述等边长方柱3固定在所述圆盘底座4的上，且位于所述圆环箍的中心位置，所述等边长方柱3的高度大于或等于所述半圆环箍1的高度。该测试装置还包括握持手把5，2个所述握持手把5固定在所述圆盘底座4的两侧。

如图2所示，该测试装置还包括底座6、支架7、图像采集装置（8）和数据处理系统9，所述图像采集装置8通过支架7安装在所述底座6的垂直上方，所述圆盘底座4置于所述底座6上，所述数据处理系统9与所述图像采集装置8数据连接，所述加热装置10设置在所述底座6内部，所述加热装置10与所述数据处理系统9控制连接。所述冷却装置11设置在所述底座6的内部，所述冷却装置11与所述数据处理系统9控制连接，所述等边长方柱的对角线长与2个所述半圆环箍形成完整圆环箍的内直径比例范围为：0.50-0.65。

使用如图1所示的装置测试水泥基材料开裂敏感性测试方法，具体步骤如下：

组装装置：先将测试装置组装好，先在方形柱体外侧和圆环的内侧涂上脱模剂，置于平台上保持水平，备用；

浇筑成型：按照需要测试的水泥基材料的配合比配制相对应的净浆、砂浆或混凝土，并浇筑在步骤1组装好的测试装置里，振捣密实并将上表面抹平；

检测：在温度为20±2℃，湿度为60±5℃的环境下开始计时，每隔2 h对试件表面进行观察，24小时后打开可拆卸固定螺栓2，将2个半圆环箍1取下，记录圆盘底座4上的水泥基材初始开裂时间和裂缝数目，初始开裂后，并且重点观察在方形柱体周边是否有裂纹产生和扩展，分别测量和统计成型3 d、7 d、14d时裂缝数目、裂缝宽度；依据初始开裂时间和规定龄期的裂缝数目、裂缝宽度对水泥基材料的开裂敏感性进行评价。

采用如图2所示的装置测试水泥基材料开裂敏感性测试方法，具体步骤如下：

组装装置：先将测试装置组装好，先在方形柱体外侧和圆环的内侧涂上脱模剂，置于平台上保持水平，备用；

浇筑成型：按照需要测试的水泥基材料的配合比配制相对应的净浆、砂浆或混凝土，并浇筑在步骤1组装好的测试装置里；

检测：在温度为20±2℃，湿度为60±5℃的环境下开始计时，每隔2 h对试件表面进行观察，24小时后打开可拆卸固定螺栓2，将2个半圆环箍1取下，启动图像采集装置8、加热装置10和冷却装置11，记录在不同温度下初始开裂时间，初始开裂后，分别测量和统计成型3 d、7 d、14d时裂缝数目、裂缝宽度，并将记录的数据发送给数据处理系统9进行处理；数据处理系统9依据不同温度下初始开裂时间和规定龄期的裂缝数目、裂缝宽度对水泥基材料的开裂敏感性进行评价，并将分析结果通过有线或无线发送给客户端。

实施例1：

胶凝材料采用普通水泥，采用水胶比0.45的水泥净浆成型测试，然后将拌合均匀的水泥净浆倒入浇筑，振动密实并将上表面抹平，静置24h后拆去外层圆环，放在温度为20±2℃，湿度为60±5℃的环境下，从浇筑在测试模具里开始计时，每隔2 h对试件表面进行观察，记录到初始开裂时间为40h，在方形柱体角部有两条裂缝产生。初始开裂后，分别测量和统计成型3 d、7 d、14 d时裂缝数目、裂缝宽度。其中成型7d 时裂缝数目为6条，主裂缝宽度为1.4mm。

实施例2：

采用低碳胶凝材料的成分以质量百分比计包括：24% 水泥熟料，44% S105矿渣粉，22%粉煤灰，10%石膏，0.15%减水剂。各胶凝材料组分单独粉磨至相应细度，再混合均匀。其中水泥熟料比表面积为320 m²/kg，矿渣粉比表面积为530 m²/kg，28 d活性指数为108%，粉煤灰需水量比为90%，细度为45μm筛余11%，比表面积为470m²/kg。采用水胶比0.45的净浆成型测试，然后将拌合均匀的水泥净浆倒入浇筑，振动密实并将上表面抹平，静置24h后拆去外层圆环，放在温度为20±2℃，湿度为60±5℃的环境下，从浇筑在测试模具里开始计时，每隔2 h对试件表面进行观察，记录到初始开裂时间为60h，在方形柱体角部有一条裂缝产生。初始开裂后，分别测量和统计成型3 d、7d、14d时裂缝数目、裂缝宽度。其中成型7d 时裂缝数目为2条，主裂缝宽度为0.6mm。依据初始开裂时间、裂缝数目、裂缝宽度可以对净浆的开裂敏感性是否满足工程需要进行评价。与实施例1的水泥净浆试件相比，实施例2的低碳胶凝材料的开裂敏感性得到明显改善，初始开裂时间推迟，开裂数目减少，裂缝宽度减小。

实施例3：

混凝土的成分以每方混凝土所用质量计包括：980 kg/m³粗骨料，870 kg/m³细骨料，370 kg/m³胶凝材料，166 kg/m³自来水，水胶比为0.45。普通水泥220 kg/m³、粉煤灰70kg/m³、S95矿渣粉80 kg/m³与粗细骨料混合均匀，得到混合物；向混合物中加入自来水，用搅拌机搅拌2分钟使其均匀。然后将拌合均匀的混凝土倒入本实用新型所述混凝土开裂敏感性测试装置浇筑，振捣密实并将上表面抹平，静置24h后拆去外层圆环，放在温度为20±2℃，湿度为60±5℃的环境下，从浇筑在测试模具里开始计时，每隔2 h对试件表面进行观察，记录到初始开裂时间为48h，在方形柱体角部有一条裂缝产生。初始开裂后，分别测量和统计成型3 d、7 d、14 d时裂缝数目、裂缝宽度。其中成型7d 时裂缝数目为4条，主裂缝宽度为1.2mm。依据初始开裂时间、裂缝数目、裂缝宽度可以对混凝土的开裂敏感性是否满足工程需要进行评价。

实施例4：

混凝土的成分以每方混凝土所用质量计包括：980 kg/m³粗骨料，870 kg/m³粗骨料，370 kg/m³胶凝材料，160 kg/m³自来水，水胶比为0.43。将实施例2中的低碳胶凝材料与粗细骨料混合均匀，得到混合物；向混合物中加入自来水，用搅拌机搅拌2分钟使其均匀。然后将拌合均匀的混凝土倒入本实用新型所述混凝土开裂敏感性测试装置浇筑，振捣密实并将上表面抹平，静置24h后拆去外层圆环，放在温度为20±2℃，湿度为60±5℃的环境下，从浇筑在测试模具里开始计时，每隔2 h对试件表面进行观察，记录到初始开裂时间为58h，在方形柱体角部有一条裂缝产生。初始开裂后，分别测量和统计成型3 d、7 d、14d时裂缝数目、裂缝宽度。其中成型7d 时裂缝数目为2条，主裂缝宽度为0.5mm。依据初始开裂时间、裂缝数目、裂缝宽度可以对混凝土的开裂敏感性是否满足工程需要进行评价。与实施例3的混凝土试件相比，实施例4的低碳混凝土的开裂敏感性得到明显改善，初始开裂时间推迟，开裂数目减少，裂缝宽度减小。

开裂敏感性的测定简单迅速，与圆环开裂法相比能大大提高效率，节省时间。可以进行抗裂性对比试验，也可以在大量试验和工程应用对比试验中获得经验，积累数据，为今后规范和标准中应用此装置和方法奠定基础，创造条件。

以上内容是结合具体的实施方式对本实用新型所作的进一步详细说明，不能认定本实用新型的具体实施至局限于这些说明。对于本实用新型所属技术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，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为本实用新型的保护范围。

Claims (6)

1.一种水泥基材料开裂敏感性测试装置，其特征在于，该测试装置包括2个半圆环箍（1），可拆卸固定螺栓（2）、等边长方柱（3）和圆盘底座（4）；

其中，2个所述半圆环箍（1）对称安装在所述圆盘底座（4）的靠近边缘的位置，2个所述半圆环箍（1）通过所述可拆卸固定螺栓（2）相互连接闭合形成完整圆环箍，所述等边长方柱（3）固定在所述圆盘底座（4）上，且位于所述圆环箍的中心位置，所述等边长方柱（3）的高度大于或等于所述半圆环箍（1）的高度，所述等边长方柱（3）为空心结构。

2.根据权利要求1所述的水泥基材料开裂敏感性测试装置，其特征在于，该测试装置还包括握持手把（5），2个所述握持手把（5）固定在所述圆盘底座（4）的两侧。

3.据权利要求1所述的水泥基材料开裂敏感性测试装置，其特征在于，该测试装置还包括底座（6）、支架（7）、图像采集装置（8）和数据处理系统（9），所述图像采集装置（8）通过支架（7）安装在所述底座（6）的垂直上方，所述圆盘底座（4）置于所述底座（6）上，所述数据处理系统（9）与所述图像采集装置（8）数据连接，所述数据处理系统（9）通过通信模块与客户端（12）数据连接。

4.据权利要求3所述的水泥基材料开裂敏感性测试装置，其特征在于，该测试装置还包括加热装置（10），所述加热装置（10）设置在所述底座（6）内部，所述加热装置（10）与所述数据处理系统（9）控制连接。

5.据权利要求3所述的水泥基材料开裂敏感性测试装置，其特征在于，该装置还包括冷却装置（11），所述冷却装置（11）设置在所述底座（6）的内部，所述冷却装置（11）与所述数据处理系统（9）控制连接。

6.根据权利要求1-5任意一项所述的水泥基材料开裂敏感性测试装置，其特征在于，所述等边长方柱的对角线长与2个所述半圆环箍形成完整圆环箍的内直径比例范围为：0.50-0.65。