CN219737091U - 一种水泥基材料抗裂性评价装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种水泥基材料抗裂性评价装置，由荷载模块、控温模块和变形监测模块组成，其中，所述荷载模块由承力钢架、夹具、水泥基材料试件、力传感器、紧固螺栓组成，所述控温模块由试验箱、风扇、温度传感器和程序式温度控制器组成，所述变形监测模块由应变片和应变数据采集器组成，有益效果：本申请的装置，能够比较不同胶凝材料试件在降温条件下的开裂时间和单位温度收缩应力，适用于大量、快速试验，筛选出抗裂性好的水泥混凝土胶凝材料组合，造价低廉，操作简单，适合大范围推广应用，实现快速评价不同胶凝材料组合对水泥混凝土抗裂性能的影响，试验操作简单、试验时间较短。
Description
技术领域
本实用新型涉及水泥基无机胶凝材料检测技术领域，具体来说，涉及一种水泥基材料抗裂性评价装置。
背景技术
随着混凝土技术的不断发展，制配高强度、良好工作性能水泥基材料的技术不断进步，随之出现的水泥基材料开裂问题也日益突出。开裂对水泥基材料的整体性能、力学性能及耐久性能等方面均具有十分显著的影响。大体积混凝土温度开裂是水库大坝等工程首要解决的关键难题之一。混凝土的温度变化和收缩不会直接造成开裂，只有混凝土的变形受到约束，产生拉应力才有可能出现开裂现象。目前对水泥基材料抗裂性能研究的约束试验方法按其试件型式可分为三种：平板约束试验、环约束试验和单轴约束试验，其中平板约束试验和环约束试验主要用于干燥开裂分析，单轴约束试验主要用于温度开裂评价。单轴约束试验中目前最为先进、研究较多的是温度应力试验机(TSTM)。
TSTM设备对试验内部环境要求较高，必须达到绝湿和半绝热状态，且需要高精度的机械加工以保证测量和控制的精度。TSTM单台设备占地约为10平方米，价格为100万元以上，且需要配套的试验室，其操作过程非常复杂。该设备由于以上几方面的限制：试验周期长，试验操作复杂，不适合用于大量水泥基材料组合的初步筛选；环境条件要求高，需要配套的专业试验室，不适合用于工程现场开展检测评价；价格昂贵，维护成本高，不适合大范围推广应用。
针对相关技术中的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
实用新型内容
针对相关技术中的问题，本实用新型提出一种水泥基材料抗裂性评价装置，以克服现有相关技术所存在的上述技术问题。
本实用新型的技术方案是这样实现的：
一种水泥基材料抗裂性评价装置，包括荷载模块、控温模块和变形监测模块组成，其中，所述荷载模块由承力钢架、夹具、水泥基无机胶凝、力传感器、紧固螺栓组成，所述控温模块由试验箱、风扇、温度传感器和程序式温度控制器组成，所述变形监测模块由应变片和应变数据采集器组成。
优选的，所述夹具上片穿过所述承力钢架的上部与所述紧固螺栓连接，所述夹具的下片穿过所述承力钢架下部与所述力传感器连接，且所述夹具的上片和下片之间为水泥基材料试件。
优选的，所述试验箱位于所述承力钢架内，所述试验箱的内壁安装有两个所述风扇和所述温度传感器，所述温度传感器与所述程序式温度控制器电性相连。
优选的，所述水泥基材料试件上均安装有所述应变片，所述应变片与所述应变数据采集器控制连接，且所述应变片的灵敏度为2.0mV/V，应变数据采集器示数的最小单位为1E-6。
本实用新型提供了一种水泥基材料抗裂性评价装置，有益效果如下：
通过荷载模块对一组平行的水泥基材料试件分别施加一个等大的初始轴向拉力，控温模块中的温度传感器检测试验箱内的温度，并由程序式温度控制器控制试验温度降低，让水泥基材料试件受冷收缩，轴向拉力增大，拉力超过水泥基材料试件的抗拉强度时试件断裂，变形监测模块中的应变片和应变数据采集器记录时间和应变，读取断裂时间。若多个水泥基材料试件均未发生断裂，则比较各水泥基材料试件的单位温度的应力变化，数值较小的对抗裂有利。本申请的装置，能够比较不同胶凝材料在降温条件下的开裂时间和单位温度收缩应力，适用于大量、快速试验，筛选出抗裂性好的水泥混凝土胶凝材料组合，造价低廉，操作简单，适合大范围推广应用，通过调控试验箱内降温条件，模拟水泥混凝土温度开裂过程，采用断裂时间和单位温度应力指标，实现快速评价不同胶凝材料组合对水泥混凝土抗裂性能的影响，通过测试的是完全相同温度变化条件下不同材料组合的应力应变情况，对比结果更可信，试验操作简单、试验时间较短，适合快速大量试验筛选合适的材料组合，为选取大体积混凝土胶材体系提供重要参考依据。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是根据本实用新型实施例的一种水泥基材料抗裂性评价装置的结构示意图。
图中：
1、承力钢架；2、夹具；3、水泥基材料试件；4、力传感器；5、紧固螺栓；6、试验箱；7、风扇；8、温度传感器；9、程序式温度控制器；10、应变片；11、应变数据采集器。
具体实施方式
为使本实用新型实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本实用新型。
请参阅图1，根据本实用新型实施例的一种水泥基材料抗裂性评价装置，包括荷载模块、控温模块和变形监测模块组成，其中，所述荷载模块由承力钢架1、夹具2、水泥基材料试件3、力传感器4、紧固螺栓5组成，所述控温模块由试验箱6、风扇7、温度传感器8和程序式温度控制器9组成，所述变形监测模块由应变片10和应变数据采集器11组成，通过荷载模块对一组平行的水泥基材料试件3分别施加一个等大的初始轴向拉力，控温模块中的温度传感器8检测试验箱6内的温度，并由程序式温度控制器9控制试验温度降低，让水泥基材料试件3受冷收缩，轴向拉力增大，拉力超过水泥基材料试件3的抗拉强度时断裂，变形监测模块中的应变片10和应变数据采集器11记录时间和应变，读取断裂时间，若多个水泥基材料试件3均未发生断裂，则比较各水泥基材料试件3的单位温度的应力变化，数值较小的对抗裂有利，本申请的装置，能够比较不同胶凝材料在降温条件下的开裂时间和单位温度收缩应力，适用于大量、快速试验，筛选出抗裂性好的水泥混凝土胶凝材料组合，造价低廉，操作简单，适合大范围推广应用
在一实施例中，请参阅说明书附图1所示，所述夹具2上片穿过所述承力钢架1的上部与所述紧固螺栓5连接，所述夹具2的下片穿过所述承力钢架1下部与所述力传感器4连接，且所述夹具2的上片和下片之间为水泥基材料试件3。通过旋动紧固螺栓5，调节夹具2上片的高度到合适的位置，将水泥基材料试件3安装到夹具2上，调节水泥基材料试件3与夹具2的相对位置，使得水泥基材料试件3受力为竖直方向，旋动紧固螺栓5，调节夹具2的上片向上移动，水泥基材料试件3受轴向拉力后测力计显示拉力数值。
在一实施例中，请参阅说明书附图1所示，所述试验箱6位于所述承力钢架1内，所述试验箱6的内壁安装有两个所述风扇7和所述温度传感器8，所述温度传感器8与所述程序式温度控制器9电性相连。通过控温模块中的温度传感器8检测试验箱6内的温度，并由程序式温度控制器9控制试验温度降低，让水泥基材料试件3受冷收缩，轴向拉力增大，拉力超过水泥基材料试件3的抗拉强度时试件断裂。
在一实施例中，请参阅说明书附图1所示，所述水泥基材料试件3上均安装有所述应变片10，所述应变片10与所述应变数据采集器11控制连接，且所述应变片10的灵敏度为2.0mV/V，应变数据采集器示数的最小单位为1E-6。通过变形监测模块中的应变片10和应变数据采集器11记录时间和应变，读取断裂时间。
在实际应用时，通过荷载模块对一组平行的水泥基材料试件3分别施加一个等大的初始轴向拉力，控温模块中的温度传感器8检测试验箱6内的温度，并由程序式温度控制器9控制试验温度降低，让水泥基材料试件3受冷收缩，轴向拉力增大，拉力超过水泥基材料试件3的抗拉强度时试件断裂，变形监测模块中的应变片10和应变数据采集器11记录时间和应变，读取断裂时间，若多个水泥基材料试件3均未发生断裂，则比较各水泥基材料试件3的单位温度的应力变化，数值较小的对抗裂有利，本申请通过调控试验箱6内降温条件，模拟水泥混凝土温度开裂过程，采用断裂时间和单位温度应力指标，实现快速评价不同胶凝材料组合对水泥混凝土抗裂性能的影响，通过测试的是完全相同温度变化条件下不同材料组合的应力应变情况，对比结果更可信，试验操作简单、试验时间较短，适合快速大量试验筛选合适的材料组合，为选取大体积混凝土胶材体系提供重要参考依据。
虽然本说明书按照实施方式加以描述，但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案，说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见，本领域技术人员应当将说明书作为一个整体，各实施例中的技术方案也可以经适当组合，形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (4)
1.一种水泥基材料抗裂性评价装置，其特征在于，由荷载模块、控温模块和变形监测模块组成，其中，所述荷载模块由承力钢架(1)、夹具(2)、水泥基材料试件(3)、力传感器(4)、紧固螺栓(5)组成，所述控温模块由试验箱(6)、风扇(7)、温度传感器(8)和程序式温度控制器(9)组成，所述变形监测模块由应变片(10)和应变数据采集器(11)组成。
2.根据权利要求1所述的一种水泥基材料抗裂性评价装置，其特征在于，所述夹具(2)上片穿过所述承力钢架(1)的上部与所述紧固螺栓(5)连接，所述夹具(2)的下片穿过所述承力钢架(1)下部与所述力传感器(4)连接，且所述夹具(2)的上片和下片之间为水泥材料试件(3)。
3.根据权利要求1所述的一种水泥基材料抗裂性评价装置，其特征在于，所述试验箱(6)位于所述承力钢架(1)内，所述试验箱(6)的内壁安装有两个所述风扇(7)和所述温度传感器(8)，所述温度传感器(8)与所述程序式温度控制器(9)电性相连。
4.根据权利要求1所述的一种水泥基材料抗裂性评价装置，其特征在于，所述水泥基材料试件(3)上均安装有所述应变片(10)，所述应变片(10)与所述应变数据采集器(11)控制连接，且所述应变片(10)的灵敏度为2.0mV/V，应变数据采集器示数的最小单位为1E-6。
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