CN216051549U - 一种测量混凝土终凝时间点的实验装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种测量混凝土终凝时间点的实验装置，它包括隔震垫、两个波速传感器和动弹模测定仪；被测混凝土试件放置在所述隔震垫上，两个波速传感器分别粘贴在被测混凝土试件的前、后面中间处；波速传感器的信号输出端与动弹模测定仪的信号输入端相连。本实用新型选取不同养护龄期的混凝土试件；调整动弹模测定仪输出频率，确定不同混凝土试件的基频振动频率，计算不同养护龄期混凝土试件的动弹性模量Ed(tn)；根据测量的不同龄期下混凝土的动弹性模量散点，进行多项式拟合求混凝土动弹性模量Ed和龄期t的函数f(t)；求函数f(t)二阶导数f″(t)，并计算f″(t)＝0的时刻t即为混凝土的终凝时间点。本实用新型结构简单，测量结果准确。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种实验装置，具体地说，涉及一种测量混凝土终凝时间点的装置。
背景技术
大体积混凝土浇筑后，其内部短时间会产生大量热量，当产生的热量不能及时散失时，该热量会导致混凝土内部短时间温度急骤升高，产生膨胀变形，该变形受到相邻构件的约束后产生压应力；随着内部温度的缓慢下降，混凝土又产生收缩变形，继续受到相邻构件的约束后，压应力逐渐消散，转为拉应力；当混凝土内部的拉应力超过混凝土的抗拉强度时，混凝土发生开裂。
由混凝土应力发展规律可知，混凝土拉应力产生的时刻与混凝土压应力的产生--增长--消散过程密切相关，因此，准确地确定出混凝土压应力产生的时间点，进而确定混凝土压应力、拉应力的发展过程，从而为避免混凝土产生温度裂缝采取温控措施提供可靠的参考依据。
混凝土能够承受荷载是产生压应力的前提，这个时间点通常定义为“终凝时间点”，在此之前的混凝土变形不会导致混凝土产生应力，因此，准确的确定“终凝时间点”对于确定混凝土变形初始时刻，进而确定混凝土压应力的发展至关重要。而现有的终凝时间确定方法是基于我国《水工混凝土试验规程SL 352-2006》规范确定的贯入阻力法。
但是，采用该方法确定混凝土终凝时间点存在一个致命的缺点：正如规范3.9.3条所述“本试验方法从混凝土拌合物中筛出砂浆用贯入阻力法测定…凝结时间”。显然，砂浆相比于混凝土，剔除了粗骨料，改变了被测物质的组成，故，采用此方法直接测定的混凝土终凝时间的准确性未知！
因此，对于采用混凝土浇筑的重要大体积混凝土结构工程来说，采用传统的确定混凝土终凝时间的方法，确定其应力产生时刻(即终凝时间点)存在明显的误差，依此进行的混凝土应力分析、开裂风险评价等工作均不准确。
实用新型内容
鉴于上述原因，本实用新型的目的是提供一种测量混凝土终凝时间点的实验装置。
为实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案：一种测量混凝土终凝时间点的实验装置，它包括隔震垫、两个波速传感器和动弹模测定仪；
被测混凝土试件放置在所述隔震垫上；所述两个波速传感器分别粘贴在被测混凝土试件4的前、后面中间处；所述波速传感器的信号输出端与所述动弹模测定仪的信号输入端相连。
在本实用新型较佳实施例中，所述两个波速传感器的型号必须为同一型号。
在本实用新型较佳实施例中，所述隔震垫为厚度5cm-8cm的橡胶隔震垫。
在本实用新型较佳实施例中，所述隔震垫为厚度5cm-8cm的聚乙烯发泡减震垫。
本实用新型选取不同养护龄期的混凝土试件；调整动弹模测定仪输出频率，确定不同混凝土试件的基频振动频率，计算不同养护龄期混凝土试件的动弹性模量Ed(tn)；根据测量的不同龄期下混凝土的动弹性模量散点，进行多项式拟合求混凝土动弹性模量Ed和龄期t的函数f(t)；求函数f(t)二阶导数f″(t)，并计算f″(t)＝0的时刻t即为混凝土的终凝时间点。本实用新型结构简单，测量结果准确。
附图说明
图1是本实用新型测量混凝土终凝时间点的实验装置俯视结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型的结构及特征进行详细说明。需要说明的是，可以对此处公开的实施例做出各种修改，因此，说明书中公开的实施例不应该视为对本实用新型的限制，而仅是作为实施例的范例，其目的是使本实用新型的特征显而易见。
理论分析，混凝土形成刚度后才能承担约束，进而产生应力，因此，本实用新型通过确定混凝土刚度形成的起始时间来确定混凝土的终凝时间。一般意义上，混凝土的刚度可以用弹性模量直接体现，其反映了混凝土所受应力与产生应变之间的关系，并体现混凝土结构截面的刚度。现有文献研究结果表明，弹性模量相对于强度在混凝土浇筑后增速更快，更能体现混凝土刚度的形成特点。
由于混凝土的静弹性模量测试较为复杂，需要安装位移传感器、粘贴应变片，不同测试单位的仪器精度不同，结果存在偏差；此外，还需要施加轴向荷载，若施加的轴向荷载不对中，则容易导致测量的静弹性模量不稳定，离散性偏大。
考虑到混凝土静弹性模量与动弹性模量的一致性，故，本实用新型决定通过聚集混凝土的动弹性模量发展情况确定混凝土的终凝时间点。
如图1所示，本实用新型测量混凝土终凝时间点的实验装置包括隔震垫1、两个波速传感器2和动弹模测定仪3。被测混凝土试件4放置在隔震垫1上；两个波速传感器2分别粘贴在被测混凝土试件4的前、后面中间处；波速传感器2的信号输出端与动弹模测定仪3的信号输入端相连。
在测量混凝土终凝时间点时，先取一块养护龄期为t1的混凝土试件4放置在隔震垫1上，测量其长度L、宽度w、高度h和质量m；然后，将两个波速传感器2分别粘贴在混凝土试件的前、后面中间处，并将波速传感器2的信号输出端与动弹模测定仪3的信号输入端相连；调整动弹模测定仪3的激振频率，待显示共振效果的测定仪指针达到最大偏转时，此时的共振频率即为基频振动频率f；参见《水工混凝土试验规程SL 352-2006》规范4.24.4条，计算养护龄期为t1时混凝土动弹性模量Ed(t1)：
重复上述步骤，分别计算养护龄期为t2、t3、t4、……的混凝土的动弹性模量Ed(tn)，考虑到终凝时间测定的准确性，测试间隔取为0.1h；根据测量的不同龄期下混凝土的动弹性模量散点，进行多项式拟合求动弹性模量Ed和龄期t的函数f(t)，取4次展开式，即
Ed＝f(t)＝a4×t4+a3×t3+a2×t2+a1×t+a0 (2)
式中，a0、a1、a2、a3和a4为根据试验得到的不同养护龄期的动弹性模量反演得出的待定系数；根据拟合出的动弹性模量Ed和龄期t的函数f(t)，求其二阶导数f″(t)，并计算f″(t)＝0的时刻t即为混凝土的终凝时间点：
Ed＝f″(t)＝12a4×t2+6a3×t+2a2＝0 (3)。
本实用新型在测量混凝土终凝时间点时，所选的两个波速传感器的型号必须为同一型号。
在本实用新型较佳实施例中，所述隔震垫1为厚度5cm-8cm的橡胶隔震垫，当然也可需用厚度为5cm-8cm的聚乙烯发泡减震垫，其作用都是减震。
本实用新型与传统的混凝土终凝时间点测试装置，具有如下优点：
1、结构简单，可准确地测量混凝土终凝时间点。
2、克服了现有试验规程只能测量砂浆试件的终凝时间的弊端，提出了一种可测量混凝土终凝时间的实验装置，填补了技术空白。克服了现有测试不考虑大颗粒骨料(砂浆只含有细骨料(即细砂)，相比于混凝土缺少了大粒径骨料(即碎石))对试件终凝时间的影响。
最后应说明的是：以上所述的各实施例仅用于说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或全部技术特征进行等同替换；而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的范围。
Claims (4)
1.一种测量混凝土终凝时间点的实验装置，其特征在于：它包括隔震垫、两个波速传感器和动弹模测定仪；
被测混凝土试件放置在所述隔震垫上；所述两个波速传感器分别粘贴在被测混凝土试件的前、后面中间处；所述波速传感器的信号输出端与所述动弹模测定仪的信号输入端相连。
2.根据权利要求1所述的测量混凝土终凝时间点的实验装置，其特征在于：所述两个波速传感器的型号必须为同一型号。
3.根据权利要求2所述的测量混凝土终凝时间点的实验装置，其特征在于：所述隔震垫为厚度5cm-8cm的橡胶隔震垫。
4.根据权利要求2所述的测量混凝土终凝时间点的实验装置，其特征在于：所述隔震垫为厚度5cm-8cm的聚乙烯发泡减震垫。
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| CN113945640A (zh) * | 2021-10-14 | 2022-01-18 | 华能澜沧江水电股份有限公司 | 一种确定混凝土终凝时间点的方法 |
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| CN113945640B (zh) * | 2021-10-14 | 2023-12-19 | 华能澜沧江水电股份有限公司 | 一种确定混凝土终凝时间点的方法 |
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