CN207215052U - 一种混凝土冻融体积变形测试系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种混凝土冻融体积变形测试系统，包括殷钢棒、多个耐低温应变片、多个信号传输电缆、静态应变采集仪，多个耐低温应变片沿着殷钢棒轴向依次贴在殷钢棒外表面，自殷钢棒顶面中心向底面方向开设穿线通道，在殷钢棒上，位于每个耐低温应变片上方开有与穿线通道贯通的圆孔，信号传输电缆一端连接在耐低温应变片上，另一自由端分别从殷钢棒表面的圆孔穿入，经殷钢棒中心的穿线通道从殷钢棒顶面穿出连接到静态应变采集仪，采用环氧树脂对殷钢棒表面圆孔进行封闭。可对混凝土在冻融过程中的体积变形进行实时测试，有效解决了预埋载体在冻融试验过程中自身温度变形对混凝土冻融体积变形测试结果的影响，具有测试精度高、可重复性强、预埋应变片成活率高等特点。

Description

一种混凝土冻融体积变形测试系统

技术领域

本实用新型涉及一种体积变形测试系统，尤其是能对混凝土冻融试验过程中产生的体积变形进行连续测试的混凝土冻融体积变形测试系统。

背景技术

以水工混凝土为代表的大坝混凝土的耐久性问题几乎都与其涉水服役环境有关，对于寒冷地区而言，冻融作用是导致水工混凝土结构性能损伤的主要因素。混凝土的毛细孔在水环境下会吸水，在遭受低温环境时，混凝土毛细孔中的水结成冰，产生体积膨胀，待升温时，混凝土中毛细孔中的冰又融化成水，体积膨胀逐渐恢复。在我国北方等寒冷地区，以大坝混凝土为主的水工建筑物一年中经受的冻融循环至少数几十次，在冻融循环过程中混凝土的体积经历着冻胀-逐渐恢复-再冻胀-再恢复的循环过程，进而引发大坝混凝土的冻胀破坏。

目前，国内外对于混凝土经受冻融作用后的性能裂化，主要通过室内测试动弹性模量、质量损失、力学强度等宏观物理和力学指标变化来表征，而关于混凝土冻融过程中的体积变形测试，目前没有标准试验方法可依据，也没有现成的成熟仪器设备。

实用新型内容

针对上述问题，为了实现混凝土冻融过程中体积变形的测试，本实用新型提出一种混凝土冻融体积变形测试系统，可以对混凝土冻融过程中的体积变形进行实时连续监测。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种混凝土冻融体积变形测试系统，包括殷钢棒、多个耐低温应变片、多个信号传输电缆、静态应变采集仪，多个耐低温应变片沿着殷钢棒轴向依次贴在殷钢棒外表面，自殷钢棒顶面中心向底面方向开设穿线通道，在殷钢棒上，位于每个耐低温应变片上方开有与穿线通道贯通的圆孔，信号传输电缆一端连接在耐低温应变片上，另一自由端分别从殷钢棒表面的圆孔穿入，经殷钢棒中心的穿线通道从殷钢棒顶面穿出连接到静态应变采集仪，采用环氧树脂对殷钢棒表面圆孔进行封闭。

所述耐低温应变片为3个，贴在殷钢棒外表面的上、中、下三个部位。

所述殷钢棒长度320mm，截面呈圆形，直径10mm；殷钢棒自一端顶面中心向另一端开设直径为6mm、深220mm的穿线通道；殷钢棒表面顶端沿轴线向下15mm、115mm、215mm处分别开设直径3mm的3个圆孔，耐低温应变片贴合位置分别位于殷钢棒表面圆孔正下方5mm处，耐低温应变片长80mm、宽3mm，应变片一端有供信号传输电缆连接的线头两根，应变片能够最低在-70℃温度下正常使用。

本实用新型的有益效果：可对混凝土在冻融过程中的体积变形进行实时测试，采用应变片上、中、下三层分段贴合于殷钢棒表面的预埋形式，有效弱化了混凝土中骨料分布、缺陷等因素对体积变形的影响；通过采用具有低线膨胀系数特征的殷钢棒作为载体预埋应变片的方式，有效解决了预埋体在冻融试验过程中自身温度变形对混凝土冻融引发的体积变形测试结果的影响。具有测试结果可靠、数据可重复性高、预埋应变片成活率高等特点。

附图说明

图1为本实用新型混凝土冻融体积变形测试系统使用示意图。

具体实施方式

下面，参考附图，对本实用新型进行更全面的说明，为了易于说明，在这里可以使用诸如“上”、“下”“左”“右”等空间相对术语，用于说明图中示出的一个元件或特征相对于另一个元件或特征的关系。应该理解的是，除了图中示出的方位之外，空间术语意在于包括装置在使用或操作中的不同方位。例如，如果图中的装置被倒置，被叙述为位于其他元件或特征“下”的元件将定位在其他元件或特征“上”。因此，示例性术语“下”可以包含上和下方位两者。装置可以以其他方式定位(旋转90度或位于其他方位)，这里所用的空间相对说明可相应地解释。

如图1所示，本实用新型的混凝土冻融体积变形测试系统，包括殷钢棒1、多个耐低温应变片2、多个信号传输电缆4、静态应变采集仪6，多个耐低温应变片2沿着殷钢棒轴向依次贴在殷钢棒1外表面，自殷钢棒1顶面中心向底面方向开设穿线通道5，在殷钢棒1上，位于每个耐低温应变片2上方开有与穿线通道5贯通的圆孔3，信号传输电缆4一端连接在耐低温应变片2上，另一自由端分别从殷钢棒表面的圆孔3穿入，经殷钢棒中心的穿线通道8从殷钢棒顶面穿出连接到静态应变采集仪6，采用环氧树脂对殷钢棒表面圆孔3进行封闭。

本实施例中，所述耐低温应变片2为3个，贴在殷钢棒1外表面的上、中、下三个部位。

具体地说，所述殷钢棒1长度320mm，截面呈圆形，直径10mm；殷钢棒自一端顶面中心向另一端开设直径为6mm、深220mm的穿线通道5；殷钢棒1表面顶端沿轴线向下15mm、115mm、215mm处分别开设直径3mm的3个圆孔3，耐低温应变片2贴合位置分别位于殷钢棒表面圆孔3正下方5mm处，耐低温应变片长80mm、宽3mm，应变片一端有供信号传输电缆4连接的线头两根，应变片能够最低在-70℃温度下正常使用。

本实用新型的实现由以下技术方案完成，具体步骤如下：

1)采用3根信号传输电缆4的一端分别与耐低温应变片2的连接线头连接，连接完毕后，信号传输电缆4的另一自由端分别从殷钢棒表面圆孔3穿入，经殷钢棒中心穿线通道5从殷钢棒一端顶面穿出待用。

2)将已与信号传输电缆4完成连接的耐低温应变片2用专业低温粘结胶贴于殷钢棒表面，具体贴合位置分别位于殷钢棒表面圆孔3正下方5mm处；采用环氧树脂对殷钢棒表面圆孔3进行封闭；将完成耐低温应变片贴合的殷钢棒待用。

3)按《水工混凝土试验规程》(SL 352-2006)成型、制作混凝土，混凝土浇筑入模时，将步骤2)准备待用的已完成耐低温应变片贴合的殷钢棒预埋于混凝土试件7中心，混凝土试件尺寸100mm×100mm×400mm。

4)在达到试验龄期前4d，将100mm×100mm×400mm的混凝土在20℃±3℃的水中浸泡4d，使混凝土试件充分饱水；将饱水混凝土试件移入混凝土冻融试验设备，冻融试验按《水工混凝土试验规程》(SL 352-2006)的高低温及作用时间设定，也可根据试验需要自行设定温度及其降温、升温速率。

5)待混凝土试件移入混凝土冻融试验设备后，将信号传输电缆4的自由端与多通道静态应变采集仪6连接待用。

6)启动混凝土冻融试验设备，开启多通道静态应变采集仪6，随着冻融试验的进行，混凝土试件在冻融过程中的体积变形实现实时连续测试。

7)以多通道静态应变采集仪6采集的耐低温应变片2分别对应的应变数值的平均值作为混凝土的冻融体积变形。

本实用新型通过在混凝土试件上、中、下三个部位预埋耐低温应变片，实现了冻融过程混凝土体积变形的测试；通过采用将应变片上、中、下分段贴合于殷钢棒表面的预埋形式，有效弱化了混凝土中骨料分布、缺陷等因素对体积变形的影响；通过采用-100℃～100℃温度范围内具有低线膨胀系数特征的殷钢棒作为应变片预埋载体，有效解决了预埋载体在冻融试验过程中自身温度变形对混凝土冻融体积变形测试结果的影响。

上述实施例只为说明本实用新型的技术构思与特点，其目的在于让熟悉此项技术的人员能够了解本实用新型的内容并据此予以实施，但并不能以此限值本实用新型的保护范围。凡根据本实用新型精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (3)

1.一种混凝土冻融体积变形测试系统，其特征在于，包括殷钢棒(1)、多个耐低温应变片(2)、多个信号传输电缆(4)、静态应变采集仪(6)，多个耐低温应变片(2)沿着殷钢棒轴向依次贴在殷钢棒(1)外表面，自殷钢棒(1)顶面中心向底面方向开设穿线通道(5)，在殷钢棒(1)上，位于每个耐低温应变片(2)上方开有与穿线通道(5)贯通的圆孔(3)，信号传输电缆(4)一端连接在耐低温应变片(2)上，另一自由端分别从殷钢棒表面的圆孔(3)穿入，经殷钢棒中心的穿线通道(8)从殷钢棒顶面穿出连接到静态应变采集仪(6)，采用环氧树脂对殷钢棒表面圆孔(3)进行封闭。

2.根据权利要求1所述混凝土冻融体积变形测试系统，其特征在于，所述耐低温应变片(2)为3个，贴在殷钢棒(1)外表面的上、中、下三个部位。

3.根据权利要求2所述混凝土冻融体积变形测试系统，其特征在于，所述殷钢棒(1)长度320mm，截面呈圆形，直径10mm；殷钢棒自一端顶面中心向另一端开设直径为6mm、深220mm的穿线通道(5)；殷钢棒(1)表面顶端沿轴线向下15mm、115mm、215mm处分别开设直径3mm的3个圆孔(3)，耐低温应变片(2)贴合位置分别位于殷钢棒表面圆孔(3)正下方5mm处，耐低温应变片长80mm、宽3mm，应变片一端有供信号传输电缆(4)连接的线头两根，应变片能够最低在-70℃温度下正常使用。