CN218211162U - 水泥基材料湿胀应变的测量装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了水泥基材料湿胀应变的测量装置，所述装置包括固定单元和测量单元，其中固定单元包括设于底部的减磨板和固定于减磨板上的两块固定端板，两块固定端板之间设有水泥基材料试件；测量单元包括左右两端均嵌入固定端板内的光滑圆杆，光滑圆杆上开设螺栓滑道，螺栓滑道内设有定位螺栓，两根光滑圆杆垂直套设轻质铝片。与现有技术相比，本发明具有以下优点：(1)构造简单，主要零部件生产加工容易，组装方便，易于操作；(2)适用于测量不同尺寸的水泥基材料试件，适应性好；(3)避免埋设应变计间接测量试件湿胀应变，采用位置变化量方法直接测量湿胀应变；(4)可重复利用，相比埋设应变计方式更加经济。

Description

水泥基材料湿胀应变的测量装置

技术领域

本实用新型属于水泥基材料应变测量技术领域，涉及一种测量装置和测量方法，具体为水泥基材料湿胀应变的测量装置。

背景技术

水泥基材料是一种非均质的多相复合材料，内部不可避免的存在孔隙、微裂纹等结构，混凝土是应用广泛的水泥基材料。在水环境中工作的混凝土结构，如大坝、桥墩、矿井等，外界水会渗入混凝土中，改变其内部湿度分布。水泥凝胶体吸水后将使混凝土产生湿胀应变，从而改变混凝土的应变甚至应力状态。很多水工建筑物、构筑物因长期受到浸蚀而出现渗漏、突水甚至破裂的现象，造成极大损失。

混凝土涉水工程的应力应变分析是指导其设计、施工及后期运营管理的重要内容，能准确评估水工混凝土结构应力状态，能正确地估计混凝土开裂或塑性屈服的极限，能减少水工建筑物、构筑物因受到各种不利应力应变作用而产生的损失。由于混凝土浸水后的湿胀应变是混凝土水工程应力应变分析不可缺少的部分，因此需要一种便于操作而又能准确得到水泥基材料湿胀应变的测量方法。

目前国内测量水泥基材料湿胀应变大多采用埋设应变计方式，应变计埋设方式分为三维坐标型埋设和正四面体型埋设。两种埋设方式均存在不足，三维坐标型埋设方式施工时难以控制应变计安装方向和角度，混凝土的回填振捣容易造成应变计安装方向和角度的偏差，给计算结果带来误差。正四面体型埋设方式没有冗余设置，一支损坏则整组报废，不能进行平衡检验排除偶然误差，并且它复杂的计算方法也会给结果带来误差。

综上，能否形成一种既操作简单而又不需埋设应变计的测量方法成为了一个亟待解决的工程难题。

实用新型内容

解决的技术问题：为了克服现有技术的不足，设计一种操作简单而又不需埋设应变计的测量装置，能够直观有效测量水泥基材料在水环境下产生的湿胀应变；鉴于此，本实用新型提供了水泥基材料湿胀应变的测量装置。

技术方案：水泥基材料湿胀应变的测量装置，所述装置包括固定单元和测量单元，其中固定单元包括设于底部的减磨板和固定于减磨板上的两块固定端板，两块固定端板之间设有水泥基材料试件；测量单元包括左右两端均嵌入固定端板内的光滑圆杆，光滑圆杆上开设螺栓滑道，螺栓滑道内设有定位螺栓，两根光滑圆杆垂直套设轻质铝片。以上固定单元的作用在于固定水泥基材料试件，测量单元作用在于测量水泥基材料试件湿胀应变。水泥基材料试件自由变形端会推动轻质铝片在光滑圆杆上滑动；定位螺栓作用在于定位水泥基材料试件自由变形端的初始位置，并在螺栓滑道中滑动定位不同尺寸试件。两块固定端板、减磨板及两根光滑圆杆之间均为固定连接，且为提前加工好的结构。

优选的，水泥基材料试件底部涂布润滑油，并紧贴减磨板放置。

优选的，水泥基材料试件一端紧贴于一侧固定端板上，另一端与另一侧的固定端板之间留有空隙且为自由变形端，留有一定的空隙距离能够使得所述测量装置适应试件不同程度的湿胀应变。

优选的，螺栓滑道靠近水泥基材料试件的自由变形端。

优选的，轻质铝片紧贴水泥基材料试件的自由变形端。

优选的，轻质铝片在光滑圆杆上滑动，定位螺栓在螺栓滑道内滑动且位于轻质铝片右侧。其中，轻质铝片上供光滑圆杆穿过的圆孔直径略大于光滑圆杆直径，可在光滑圆杆上自由滑动，且始终与水泥基材料试件自由变形端紧密贴合。

优选的，减磨板的长度为380-420mm，宽度为140-160mm，厚度为5-15mm；固定端板的宽度为100-120mm，高度为70-90mm，厚度为5-15mm；水泥基材料试件的宽度为40-60mm，高度为40-60mm，长度为230-270mm；光滑圆杆的直径为4-6mm，长度为300-340mm；轻质铝片的宽度为100-120mm，高度为8-14mm，厚度为0.8-1.6mm；螺栓滑道的长度为35-65mm。

采用以上所述测量装置对水泥基材料湿胀应变的测量方法，包括以下步骤：

S1、调平装置

将测量装置置于平整面上，并用水平尺检测测量装置是否处于水平，直至调整至装置水平；

S2、检查装置

检查装置的各部件：首先，检查固定端板与减磨板、光滑圆杆是否牢固嵌入；其次，拨动定位螺栓是否能在螺栓滑道中自由滑动；最后，拨动轻质铝片是否能在光滑圆杆中自由滑动；

S3、放置试件

将水泥基材料试件底面涂布润滑油，并放置于减磨板上，将试件一端紧贴固定端板，另一端能够自由变形；

S4、确定初始位置

确定水泥基材料试件自由变形端初始位置：首先，轻微拨动轻质铝片使其紧贴试件自由变形端；其次，滑动定位螺栓使其紧贴轻质铝片；最后，拧紧定位螺栓记下此时轻质铝片的位置U₀，U₀的基准面为与自由变形端靠近的固定端板；

S5、湿胀变形试验

将测量装置和水泥基材料试件平稳置于水压机的水环境中，进行水泥基材料试件湿胀变形试验；试验结束后将测量装置和水泥基材料试件平稳从水压机中取出，放置于一水平面上；

S6、确定最终位置

确定水泥基材料试件自由变形端最终位置，试件在水压机的水环境中发生湿胀变形，试件的自由变形端会推动轻质铝片滑动，记下最终变形后轻质铝片的位置U₁，U₁的基准面与U₀相同；

S7、计算湿胀应变

水泥基材料试件的湿胀变形量S＝U₀-U₁，试件的湿胀应变量e＝S/L，其中L为试件的初始长度；

S8、继续测量

将定位螺栓拧松，轻微拨动轻质铝片使之与试件自由变形端分离，将水泥基材料试件从测量装置中取出，继续下一个试件的湿胀应变测量。

有益效果：

(1)该装置构造简单，主要零部件生产加工容易，组装方便，易于操作；

(2)该装置适用于测量不同尺寸的水泥基材料试件，适应性好；

(3)该装置避免埋设应变计间接测量试件湿胀应变，采用位置变化量方法直接测量湿胀应变；

(4)该装置可重复利用，相比于埋设应变计方式更加经济。

附图说明

图1是本实用新型装置的主视图；

图2是本实用新型装置的俯视图；

图3是本实用新型装置的a-a剖面图；

其中，1为减磨板，2为固定端板，3为水泥基材料试件，4为光滑圆杆，5为轻质铝片，6为螺栓滑道，7为定位螺栓。

具体实施方式

以下实施例进一步说明本发明的内容，但不应理解为对本发明的限制。在不背离本发明精神和实质的情况下，对本发明方法、步骤或条件所作的修改和替换，均属于本发明的范围。若未特别指明，实施例中所用的技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段。

实施例1

如图1-3所示，水泥基材料湿胀应变的测量装置，所述装置包括固定单元和测量单元，其中固定单元包括设于底部的减磨板1和固定于减磨板1上的两块固定端板2，两块固定端板2之间设有水泥基材料试件3；测量单元包括左右两端均嵌入固定端板2内的光滑圆杆4，光滑圆杆4上开设螺栓滑道6，螺栓滑道6内设有定位螺栓7，两根光滑圆杆4垂直套设轻质铝片5。

水泥基材料试件3底部涂布润滑油，并紧贴减磨板1放置。

水泥基材料试件3一端紧贴于一侧固定端板2上，另一端与另一侧的固定端板2之间留有空隙且为自由变形端。

螺栓滑道6靠近水泥基材料试件3的自由变形端。

轻质铝片5紧贴水泥基材料试件3的自由变形端。

轻质铝片5在光滑圆杆4上滑动，定位螺栓7在螺栓滑道6内滑动且位于轻质铝片5右侧。

减磨板1的长度为380-420mm，宽度为140-160mm，厚度为5-15mm；固定端板2的宽度为100-120mm，高度为70-90mm，厚度为5-15mm；水泥基材料试件3的宽度为40-60mm，高度为40-60mm，长度为230-270mm；光滑圆杆4的直径为4-6mm，长度为300-340mm；轻质铝片5的宽度为100-120mm，高度为8-14mm，厚度为0.8-1.6mm；螺栓滑道6的长度为35-65mm。

采用以上所述测量装置对水泥基材料湿胀应变的测量方法，包括以下步骤：

S1、调平装置

将测量装置置于平整面上，并用水平尺检测测量装置是否处于水平，直至调整至装置水平；

S2、检查装置

检查装置的各部件：首先，检查固定端板2与减磨板1、光滑圆杆4是否牢固嵌入；其次，拨动定位螺栓7是否能在螺栓滑道6中自由滑动；最后，拨动轻质铝片5是否能在光滑圆杆4中自由滑动；

S3、放置试件

将水泥基材料试件3底面涂布润滑油，并放置于减磨板1上，将试件一端紧贴固定端板2，另一端能够自由变形；

S4、确定初始位置

确定水泥基材料试件3自由变形端初始位置：首先，轻微拨动轻质铝片5使其紧贴试件自由变形端；其次，滑动定位螺栓7使其紧贴轻质铝片5；最后，拧紧定位螺栓7记下此时轻质铝片5的位置U₀，U₀的基准面为与自由变形端靠近的固定端板2；

S5、湿胀变形试验

将测量装置和水泥基材料试件3平稳置于水压机的水环境中，进行水泥基材料试件3湿胀变形试验；试验结束后将测量装置和水泥基材料试件3平稳从水压机中取出，放置于一水平面上；

S6、确定最终位置

确定水泥基材料试件3自由变形端最终位置，试件在水压机的水环境中发生湿胀变形，试件的自由变形端会推动轻质铝片5滑动，记下最终变形后轻质铝片5的位置U₁，U₁的基准面与U₀相同；

S7、计算湿胀应变

水泥基材料试件3的湿胀变形量S＝U₀-U₁，试件的湿胀应变量e＝S/L，其中L为试件的初始长度；

S8、继续测量

将定位螺栓7拧松，轻微拨动轻质铝片5使之与试件自由变形端分离，将水泥基材料试件3从测量装置中取出，继续下一个试件的湿胀应变测量。

Claims (6)

1.水泥基材料湿胀应变的测量装置，其特征在于，所述装置包括固定单元和测量单元，其中固定单元包括设于底部的减磨板（1）和固定于减磨板（1）上的两块固定端板（2），两块固定端板（2）之间设有水泥基材料试件（3）；测量单元包括左右两端均嵌入固定端板（2）内的光滑圆杆（4），光滑圆杆（4）上开设螺栓滑道（6），螺栓滑道（6）内设有定位螺栓（7），两根光滑圆杆（4）垂直套设轻质铝片（5）。

2.根据权利要求1所述的水泥基材料湿胀应变的测量装置，其特征在于，水泥基材料试件（3）底部涂布润滑油，并紧贴减磨板（1）放置。

3.根据权利要求1所述的水泥基材料湿胀应变的测量装置，其特征在于，水泥基材料试件（3）一端紧贴于一侧固定端板（2）上，另一端与另一侧的固定端板（2）之间留有空隙且为自由变形端。

4.根据权利要求3所述的水泥基材料湿胀应变的测量装置，其特征在于，螺栓滑道（6）靠近水泥基材料试件（3）的自由变形端。

5.根据权利要求3所述的水泥基材料湿胀应变的测量装置，其特征在于，轻质铝片（5）紧贴水泥基材料试件（3）的自由变形端。

6.根据权利要求1所述的水泥基材料湿胀应变的测量装置，其特征在于，轻质铝片（5）在光滑圆杆（4）上滑动，定位螺栓（7）在螺栓滑道（6）内滑动且位于轻质铝片（5）右侧。

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