CN209432829U - 一种水泥基自修复材料修复性能的评价装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种水泥基自修复材料修复性能的评价装置，该装置包括用于放置水泥基自修复材料试样的基座、加载装置、超声波发生器、应力应变片、电子扫描显微镜以及自动分析仪；所述超声波发生器、应力应变片、电子扫描显微镜的数据输出端分别与自动分析仪的数据输入端连接，所述自动分析仪的控制信号输出端与加载装置的控制信号输入端连接。本实用新型可实时观测水泥基试样表面裂缝的应力‑应变变化情况，可以直观的反映水泥基材料修复过程中应力‑应变的变化过程，还可实时观测裂缝随龄期增长时的变化过程，通过观察裂缝的动态变化评价水泥基材料自修复性能。

Description

一种水泥基自修复材料修复性能的评价装置

技术领域

本实用新型涉及水泥基材料的技术领域，具体地指一种水泥基自修复材料修复性能的评价装置。

背景技术

水泥基材料作为一种最常用的建筑材料，具有易于成型、强度高、耐久性好等优点，但是水泥基材料在使用的过程中往往因自身收缩和环境荷载的作用而产生微裂纹，裂纹的产生将严重降低水泥基材料的耐久性能和使用的安全性能，如裂纹的产生会导致水泥基材料渗水及有害离子对水泥基材料中钢筋的侵蚀。因此需采取措施对水泥基材料中微裂纹的产生进行防控及对已产生的微裂纹进行修补，为节省人力与成本，水泥基自修复材料应运而生，水泥基自修复材料中掺有自修复剂，其能够对自身已产生的微裂纹进行良好修复。

为了评估水泥基自修复材料的自修复能力，需比较不同配比、不同养护制度的水泥基试样产生裂纹前后的性能。现有的水泥基材料自修复性能评价方法多为人为制造裂缝后通过裂缝观测仪进行观察裂缝的愈合情况，而这些方法虽简单，但仅能评价表面裂缝的修复情况，对于内部的深层次裂缝无法直接观测，同时局限于裂缝观测仪的精度，细小的裂缝(≤0.1mm)无法进行观测，评估自修复水泥基材料的修复性能的方法过于单一且局限性大。

发明内容

本实用新型的目的就是要提供一种水泥基自修复材料修复性能的评价装置，该装置可以对水泥基试样产生的裂缝进行直观观察且兼顾对已产生裂缝的水泥基试样修复性能进行动态监测，能够从多方面来评价水泥基材料的修复性能。

为实现上述目的，本实用新型提供一种水泥基自修复材料修复性能的评价装置，包括用于放置水泥基自修复材料试样的基座、加载装置、超声波发生器、应力应变片、电子扫描显微镜以及自动分析仪；

所述超声波发生器、应力应变片、电子扫描显微镜的数据输出端分别与自动分析仪的数据输入端连接，所述自动分析仪的控制信号输出端与加载装置的控制信号输入端连接。

作为优选实施方式地，它还包括电子探针X射线显微分析仪，所述电子探针X射线显微分析仪的数据输出端与自动分析仪的数据输入端连接。

作为优选实施方式地，所述超声波发生器安装在水泥基自修复材料试样的轴向两端，所述应力应变片安装在水泥基自修复材料试样的侧面。

作为优选实施方式地，所述电子扫描显微镜与应力应变片所在的侧面正对布置，所述电子扫描显微镜的扫描区域覆盖水泥基自修复材料试样的外侧面。

作为优选实施方式地，所述自动分析仪上设置有显示器。

作为优选实施方式地，所述自动分析仪上设置有控制按钮。

与现有技术相比，本实用新型具有如下优点：

其一，本实用新型可实时观测水泥基试样表面裂缝的应力-应变变化情况，从而可以直观的反映水泥基材料修复过程中应力-应变的变化过程。

其二，本实用新型还可通过数据采集和图像采集来实时观测裂缝随龄期增长时的变化过程，裂缝的直观变化可以直接说明水泥基材料自修复性能的好坏。

其三，本实用新型可通过对水泥基试样内部裂缝进行持续测试，测试经过不同养护制度修复后水泥基试样内部修复情况，测试方法简单，易于操作。

其四，本实用新型可以通过预先的参数设置，可评价试样各种裂缝大小的自修复情况，准确有效。

其五，本实用新型可长时间对试样进行观察，数据和图像结合的测试方式，准确有效，且不受环境因素影响。本实用新型应用范围广泛，可应用于一般建筑工程、桥梁工程、地下隧道工程等水泥混凝土工程。

附图说明

图1为本实用新型水泥基自修复材料修复性能的评价装置的主视结构示意图；

图2为图1所示水泥基自修复材料修复性能的评价装置的俯视结构示意图；

图3为图2沿A-A方向的剖视结构示意图；

图中，基座1、加载装置2、超声波发生器3、应力应变片4、电子扫描显微镜5、自动分析仪6、电子探针X射线显微分析仪7、显示器8、控制按钮9、水泥基自修复材料试样10、裂缝11。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明。

一种水泥基自修复材料修复性能的评价装置，包括用于放置水泥基自修复材料试样10的基座1、加载装置2、超声波发生器3、应力应变片4、电子扫描显微镜5、自动分析仪6、电子探针X射线显微分析仪7；所述超声波发生器3、应力应变片4、电子扫描显微镜5、电子探针X射线显微分析仪7的数据输出端分别与自动分析仪6的数据输入端连接，所述自动分析仪6的控制信号输出端与加载装置2的控制信号输入端连接。

所述加载装置2安装在水泥基自修复材料试样10的上方，所述超声波发生器3安装在水泥基自修复材料试样10的轴向两端；所述应力应变片4安装在水泥基自修复材料试样10的侧面。所述电子扫描显微镜5与应力应变片4所在的侧面正对布置，所述电子扫描显微镜5的扫描区域覆盖水泥基自修复材料试样10的外侧面。所述自动分析仪6上设置有显示器8和控制按钮9。电子扫描显微镜5、电子探针X射线显微分析仪7可以与自动分析仪6集成。

本实用新型利用上述装置进行水泥基自修复材料修复性能的评价方法，包括如下步骤：

(1)将水泥基自修复材料试样10放置于基座1上，安装好加载装置2、超声波发生器3、应力应变片4，然后在合适的距离放置好一体化数据采集的自动分析仪6，使得电子扫描显微镜5的扫描区域覆盖水泥基自修复材料试样10的全表面，连接好数据传输线；

(2)按下控制按钮9中的“设定”按钮，设置加载装置2的加载速率(如0.1kN/s)，设定预设的裂缝宽度(如0.2mm)，按下控制按钮9中的“加载”按钮，控制加载装置2进行设定的加载速率加载，同时按下“启动”按钮，开启超声波发生器3，应力应变片4及电子扫描显微镜5工作并采集记录分析数据并将获取的数据发送给自动分析仪6；

(3)当超声波发生器3，应力应变片4及电子扫描显微镜5分析到水泥基自修复材料试样10的裂缝11达到设定值(如0.2mm)时，自动分析仪6自动控制加载装置2停止加载并维持恒定恒载，自动分析仪6并自动按照设定的参数分析数据并采集图片储存；

(4)设定裂缝11(如0.2mm)形成后，将带裂缝11的水泥基自修复材料试样10置于恒温水槽养护装置中浸水养护(亦可不浸水养护，直接调节环境温湿度至规定参数，如温度为20～25℃、湿度为65～100％的环境中)，继续开启自动分析仪6通过超声波发生器3，应力应变片4及电子扫描显微镜5持续观察裂缝在养护一段时间后裂缝11的变化情况，通过显示器8可以观测裂缝变化数据，当裂缝自修复愈合过程稳定后，通过控制按钮9中“分析”按钮，自动分析不同养护时间裂缝的自修复愈合数据并评价自修复率(修复率＝修复后力学性能/无裂缝试样的力学性能)，并记录裂缝11自修复的图片；

(5)通过控制按钮9中“产物测定”按钮启动电子探针X射线显微分析仪7，分析裂缝11自修复后的产物类型及特征；

(6)通过控制按钮9中“力学测定”按钮启动加载装置2，测试水泥基自修复材料试样10在完成自修复愈合后的力学性能，并与原始未开裂的试样进行对比，分析自修复后试样的力学性能的变化，对水泥基自修复材料修复性能进行评价。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，应当指出，本说明书中未详细说明的内容为本领域普通技术人员公知的现有技术，任何熟悉本领域的技术人员在本实用新型所揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种水泥基自修复材料修复性能的评价装置，包括用于放置水泥基自修复材料试样(10)的基座(1)，其特征在于，它还包括：加载装置(2)、超声波发生器(3)、应力应变片(4)、电子扫描显微镜(5)以及自动分析仪(6)；

所述超声波发生器(3)、应力应变片(4)、电子扫描显微镜(5)的数据输出端分别与自动分析仪(6)的数据输入端连接，所述自动分析仪(6)的控制信号输出端与加载装置(2)的控制信号输入端连接。

2.根据权利要求1所述的水泥基自修复材料修复性能的评价装置，其特征在于，它还包括电子探针X射线显微分析仪(7)，所述电子探针X射线显微分析仪(7)的数据输出端与自动分析仪(6)的数据输入端连接。

3.根据权利要求1所述的水泥基自修复材料修复性能的评价装置，其特征在于，所述超声波发生器(3)安装在水泥基自修复材料试样(10)的轴向两端，所述应力应变片(4)安装在水泥基自修复材料试样(10)的侧面。

4.根据权利要求3所述的水泥基自修复材料修复性能的评价装置，其特征在于，所述电子扫描显微镜(5)与应力应变片(4)所在的侧面正对布置，所述电子扫描显微镜(5)的扫描区域覆盖水泥基自修复材料试样(10)的外侧面。

5.根据权利要求1所述的水泥基自修复材料修复性能的评价装置，其特征在于，所述自动分析仪(6)上设置有显示器(8)。

6.根据权利要求1所述的水泥基自修复材料修复性能的评价装置，其特征在于，所述自动分析仪(6)上还设置有控制按钮(9)。