专利名称：水泥基材料抗裂性能测试诱导开裂法及其装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种水泥基材料抗裂性能测试诱导开裂法及其装置。对土木工程中所采用的各种水泥基材料，均可用本发明快速地测试其抗裂性能。
背景技术：
水泥基材料结构的抗裂性能已成为人们十分关心的问题，特别是应用面广且量大的混凝土，但是国内外至今还没有较为统一的测试水泥基材料抗裂性能的方法，对商品混凝土的质量检验也缺少抗裂性能这一重要的环节。目前采用的方法，如平板法、圆环法等，各有其优点和缺陷，所存在的共性的突出问题是测试时间长、随机性大，不便于应用。国外也有关于加快水泥基材料开裂时间的测试方法的报道，即在平板法的基础上，平行于板边放置若干条高度小于板厚度的三角形钢条，由于三角形钢条的顶端低于水泥基材料平板顶面的高度，缩短了水泥基材料裂缝出现时间且使裂缝沿三角形钢条顶端位置发生。但是，该方法使平板中水泥基材料不均匀，在三角形钢条的顶端上方，水泥基材料的厚度要小于其他位置，从而造成塑性沉降量的不一致，即在钢条的上方沉降量小于其两侧的沉降，从而在钢条的上方出现沿着钢条方向的裂缝，而不是水泥基材料结构中出现的由于收缩引起的裂缝。从而影响了测试水泥基材料抗裂性能的准确性。同时对于混凝土而言，该方法还存在平板中混凝土材料不均匀，在三角形钢条的顶端上方，混凝土的粗骨料含量小于其它位置的粗骨料含量等问题，影响测试结果的准确性。目前，有关研究单位、商品混凝土厂家及工程施工单位都很需要一种快速、准确测试水泥基材料抗裂性能的装置。
发明内容
本发明解决了现有技术测试时间长、随机性大、测试结果不准确的缺陷，提供一种测试时间短、准确性高的水泥基材料抗裂性能测试诱导开裂法及其装置。
本发明的技术方案如下1、水泥基材料抗裂性能测试诱导开裂法，其特征在于它是采用内设有隔板的带螺栓的框体来诱导水泥基材料的快速开裂；在隔板与框体之间浇注水泥基材料，螺栓被覆盖在水泥基材料中，从而对水泥基材料形成约束；隔板的上端露出水泥基材料外，其下端与框体1的下部在同一平面上。通过隔板使该处水泥基材料的断面面积小于其它断面，隔板的高度应大于等于框体的高度，使得该部分的水泥基材料完全被隔板断开，从而诱导水泥基材料在断面面积较小处开裂。
2、水泥基材料抗裂性能测试诱导开裂装置，它包括带螺栓的框体，其特征在于在框体内设有隔板。
本发明的有益效果是，能方便、快速、准确测量水泥基材料的早期裂缝发展趋势，测试对象是土木工程中所用的各种水泥基材料。本发明精确度高、适用性强、使用方法简便。本发明方法能够在不改变水泥基材料的均匀性、保证测试结果具有足够精度的情况下，有效地缩短水泥基材料抗裂性能的测试时间、大大减小了裂缝出现的随机性。
由于加入隔板使该断面的面积小于其他断面，使该断面的水泥基材料所受的应力大于其他断面，从而引导、加速裂缝的发展，同时又不影响其水泥基材料浇注的均匀性即各个位置水泥基材料厚度及其骨料分布均匀。通过隔板的引导，水泥基材料的裂缝出现的时间早、裂缝位置相对固定、裂缝条数相对确定、裂缝宽度大且裂缝的发展速度快，缩短了观测时间，便于观测水泥基材料的开裂时间，裂缝宽度、长度，而且误差小，快速方便。消除了由于在框体中水泥基材料各个断面的截面积相同而使裂缝是随机出现的，裂缝出现的时间迟，裂缝发展速度慢，裂缝条数多，裂缝宽度小，观测难度大且时间长，准确度小等缺点。
图1为实施例1单向约束矩形板对边隔板装置的结构示意图。其中(a)为未浇注水泥基材料装置的整体结构示意图，(b)为浇注水泥基材料装置的整体结构示意图，(c)为浇注水泥基材料装置的剖面图。
图2为实施例2双向约束矩形板对边隔板装置的结构示意图。
图3为实施例3双向约束矩形板四边隔板装置的结构示意图。
图4为实施例4双向约束矩形板中间隔板装置的结构示意图。
图5为实施例5单向约束矩形板中间隔板装置的结构示意图。
图6为隔板的一种结构示意图。
图7为隔板的另一种结构示意图。
标号说明1为框体；2为螺栓；3为隔板；4为水泥基材料；5为底板。
具体实施例方式如图1-5所示，本发明是采用内设有隔板3的带螺栓2的框体1来诱导水泥基材料的快速开裂的；在隔板3与框体1之间浇注水泥基材料4，螺栓2被覆盖在水泥基材料4中，隔板3的上端露出水泥基材料4外，通过隔板3使隔板处的断面面积小于其它断面，从而诱导水泥基材料4在断面面积较小处开裂。
本发明的水泥基材料抗裂性能测试诱导开裂装置，它包括带螺栓2的框体1，其特征在于在框体1内设有隔板3。
框体1可直接放置或固定在台面上，也可在其下方配置固定底板，以便于水泥基材料浇注在底板或台面上方的框体1内。框体1为矩形框。
隔板3必须具有足够的刚度，以免由于隔板3的变形而影响测试结果的可靠性；隔板3的表面光滑平整，以免对水泥基材料形成约束而影响测试结果的可靠性；隔板3与水泥基材料接触端应为圆弧型尖头，以免由于应力集中而影响测试结果的可靠性。由于加入隔板3使该断面的面积小于其他断面，使该断面的水泥基材料所受的应力大于其他断面，从而引导、加速裂缝的发展，同时又不影响其水泥基材料浇注的均匀性即各个位置水泥基材料厚度及其骨料分布均匀。通过隔板3的引导，水泥基材料裂缝出现的时间早、裂缝位置相对固定、裂缝条数相对确定、裂缝宽度大且裂缝的发展速度快，缩短了观测时间，便于观测水泥基材料的开裂时间，裂缝宽度、长度，而且误差小，快速方便。消除了由于在水泥基材料中各个断面的截面积相同而使裂缝呈随机出现、裂缝出现的时间迟、裂缝发展速度慢、裂缝条数多、裂缝宽度小、观测难度大且时间长、准确度小等缺点。
在图1～图5中，底板5或台面应具有足够的刚度且表面光滑平整，以免由于底板5或台面变形，或者底板5或台面的摩擦约束而影响测试结果的可靠性；框体1应具有足够的刚度，以避免由于水泥基材料收缩所产生的应力引起框体1变形，影响测试结果的准确性；螺栓2是固定在框体1上以对水泥基材料形成约束。在图1～图3中，隔板3是固定在框体1上，同时隔板3的下部应与框体的下部在同一平面上，并且隔板3的高度应不小于框体1的高度，以完全隔断水泥基材料；图4与图5中的隔板是固定在底板5或台面上，以免由于隔板3的晃动而影响测试结果的可靠性。
实施例1如图1所示根据矩形框体1的尺寸及水泥基材料收缩的大小，在单向约束的矩形框体1内、沿垂直于矩形框体1的自由边设置1～10对长为1/10～2/5框体1约束边边长的隔板3，将框体1的框边均匀等分，从而减小相应断面的截面积，当水泥基材料收缩时在该断面处所产生的应力大于其它断面，从而加速裂缝的产生，并引导裂缝产生于该截面。相对确定了裂缝可能出现的位置与裂缝条数，并且裂缝出现的时间早、发展快、裂缝宽度大，易于观测，观测的时间短，准确度高。
实施例2如图2所示，根据框体1的尺寸及水泥基材料收缩的大小，在双向约束的矩形框体1内、沿垂直于矩形框体1的长框边设置1～10对隔板3，隔板3长度为矩形框体1短边边长的1/10～2/5，将框体1长边均匀等分，从而减小相应断面的截面积，当水泥基材料收缩时在该断面处所产生的应力大于其它断面，从而加速裂缝的产生，并引导裂缝产生于该截面。
实施例3如图3所示在双向约束的矩形框体1内、分别在其四个框边1的中间沿垂直于框体1的框边设置一隔板3，隔板3长度为其平行框体1的框边长度的1/10～2/5，从而减小相应断面的截面积。
实施例4如图4所示根据框体1的尺寸及水泥基材料收缩的大小，在双向约束的矩形框体1内、沿平行于短边边框、在矩形框体1的中间加1～10对隔板3，隔板3的长度为矩形框体1短边边长的1/10～4/5，将水泥基材料4的中间部分均匀等分，从而减小相应断面的截面积。
实施例5如图5所示根据框体1的尺寸及水泥基材料收缩的大小，在单向约束的矩形框体1的中间设置1～10条平行于约束端边框且长度为1/10～4/5框体边长的隔板3，将水泥基材料4的中间部分均匀等分，从而减小相应断面的截面积，并引导裂缝产生于该截面。
权利要求
1.一种水泥基材料抗裂性能测试诱导开裂法，其特征在于它是采用内设有隔板(3)的带螺栓(2)的框体(1)来诱导水泥基材料(4)的快速开裂的；在隔板(3)与框体(1)之间浇注水泥基材料(4)，螺栓(2)被覆盖在水泥基材料(4)中，隔板(3)的上端露出水泥基材料(4)外，其下端与框体1的下部在同一平面上。
2.一种水泥基材料抗裂性能测试诱导开裂装置，它包括带螺栓的框体，其特征在于在框体(1)内设有隔板(3)。
3.根据权利要求2所述的水泥基材料抗裂性能测试诱导开裂装置，其特征在于所采用的框体(1)为矩形框，框体(1)可直接放置或固定在台面上，或在其下方配置有固定的底板(5)，台面或底板(5)应光滑平整；隔板3必须具有足够的刚度，隔板(3)与水泥基材料(4)接触端为圆弧型尖头，隔板(3)的表面光滑平整。
4.根据权利要求2或3所述的水泥基材料抗裂性能测试诱导开裂装置，其特征在于将隔板(3)的一端固定于框体(1)的内壁面上。
5.根据权利要求4所述的水泥基材料抗裂性能测试诱导开裂装置，其特征在于在单向约束的矩形框体(1)内、沿垂直于矩形框体(1)的自由边设置1～10对长为1/10～2/5框体(1)约束边边长的隔板(3)，将框体(1)的自由边均匀等分。
6.根据权利要求4所述的水泥基材料抗裂性能测试诱导开裂装置，其特征在于在双向约束的矩形框体(1)内、沿垂直于矩形框体(1)的长框边设置1～10对隔板(3)，隔板(3)长度为矩形框体(1)短边边长的1/10～2/5，将框边均匀等分。
7.根据权利要求4所述的水泥基材料抗裂性能测试诱导开裂装置，其特征在于在双向约束的矩形框体(1)内、分别在其四个框边的中间沿垂直于框体(1)的框边设置一隔板(3)，隔板(3)长度为框体(1)的平行边长度的1/10～2/5，从而减小相应断面的截面积。
8.根据权利要求3所述的水泥基材料抗裂性能测试诱导开裂装置，其特征在于隔板(3)放置于框体(1)内的中间，并固定于底板(5)或台面上。
9.根据权利要求8所述的水泥基材料抗裂性能测试诱导开裂装置，其特征在于在双向约束的矩形框体(1)内、沿平行于短边边框、在矩形框体(1)的中间加1～10对隔板(3)，隔板(3)的长度为矩形框体(1)短边边长的1/10～4/5，将水泥基材料4的中间部分均匀等分。
10.根据权利要求8所述的水泥基材料抗裂性能测试诱导开裂装置，其特征在于在单向约束的矩形框体(1)的中间设置1～10条平行于约束端边框且长度为1/10～4/5约束端边长的隔板(3)，将水泥基材料4的中间部分均匀等分。
全文摘要
本发明涉及一种测试时间短、准确性高的水泥基材料抗裂性能测试诱导开裂法及其装置，它是采用内设有隔板的带螺栓的框体来诱导水泥基材料的快速开裂的；在隔板与框体之间浇注水泥基材料，螺栓被覆盖在水泥基材料中，隔板的上端露出水泥基材料外，下端与框体的下部在同一平面内。本发明的有益效果是，能方便、快速、准确测量水泥基材料的早期裂缝发展趋势，测试对象是土木工程中所用的各种水泥基材料。本发明精确度高、适用性强、结构简单、使用方便。为快速测试水泥基材料抗裂性能，该装置能够在不改变水泥基材料的均匀性、保证测试结果具有足够精度的情况下，有效地缩短水泥基材料抗裂性能的测试时间、大大减小了裂缝出现的随机性。
文档编号G01N19/00GK1632575SQ20041006149
公开日2005年6月29日 申请日期2004年12月31日 优先权日2004年12月31日
发明者郑建岚, 罗素蓉, 王雪芳, 王国杰 申请人:福州大学