专利名称：一种直接测定早龄期混凝土轴向拉伸强度的自平衡测试装置及测定方法
技术领域：
本发明涉及一种测定混凝土早期轴向拉伸强度的自平衡测试装置及测定方法，属于混 凝土建筑领域。
背景技术：
土木工程领域中，早龄期(主要指混凝土硬化后至拆模前)混凝土的轴向拉伸强度是非 常重要的。在混凝土结构早龄期时，混凝土材料的轴向拉伸强度发展迅速，其规律没有被 完全掌握，而早龄期混凝土的轴向拉伸强度决定其开裂性能，准确测量早龄期混凝土的轴 向拉伸强度对评价混凝土早龄期开裂性能以及避免早龄期混凝土结构出现裂缝具有非常 重要的意义。
目前测量混凝土的抗拉强度主要有直接拉伸试验和间接试验方法。直接拉伸试验方法 主要有预埋法、外夹法和粘贴法。间接法主要是通过混凝土抗弯拉强度或劈裂抗拉强度试 验再根据经验公式推导出混凝土的轴向拉伸强度。这些方法都需要对所浇筑的试件全部拆 模并且利用试验机进行加载。另一方面抗弯拉强度和劈拉强度并不能真正反映混凝土的直 接拉伸强度。采用现有的抗拉强度试验方法测量早龄期混凝土的轴向拉伸强度时，由于需 要拆模，并搬动试件，会造成混凝土试件的破损，使试验无法进行或试验成功率极低。另 外，由于早龄期混凝土的强度低，预埋钢筋可能从混凝土中滑出，使试验失败。外夹法会 由于局部应力集中，从而造成试件提前破坏，使试验失败。粘贴法由于早龄期混凝土表面 湿度较大和胶的固化需要较长的时间，也不能测得早龄期混凝土的轴向拉伸强度。
发明内容
本发明提供一种测定早龄期混凝土轴向拉伸强度的自平衡试验装置及测定方法，该装 置组装简单，操作方便，试验所需仪器较少，可以在浇筑现场进行测量，只要进行局部拆 模，不需移动试件，不需要专门的拉力试验机，操作方便可重复使用。
为了实现上述技术问题，本发明采用以下技术方案种测定早龄期混凝土轴向拉伸强 度的自平衡试验装置，包括外框架、内模板、传力杆、加力装置，所述的内模板由两端模 板以及两侧模板组成，所述的两端模板中的一端固定模板与外框架的一端固定连接，另一端可动模板与外框架可拆分连接，且在该可动模板与外框架之间还留有一该可动模板移动 的空间，所述的两侧模板设置在固定模板和可动模板之间，且所述的端模板与固定模板和 可动模板的连接端口的面积小于其内部的横截面面积，所述的传力杆设置在所述的可动 模板上，所述的加力装置与传力杆连接并将力作用在所述的传力杆上。
所述的加力装置包括液压空心千斤顶、空心荷载传感器、球铰、锁紧螺母、液压油 泵和电阻应变仪，所述的球铰设置在心荷载传感器和锁紧螺母之间，所述的液压空心千斤 顶通过油管与液压油泵连接，所述的空心荷载传感器通过四芯导线与电阻应变仪连接。
所述的外框架包含底板、端板、侧板，底板和端板焊接为一体，侧板通过螺母与端板 连接。
所述的可动模板与外框架的端板之间的空间不小于10mra的距离。
所述的传力杆与端模板的中心通过螺纹连接。
所述的液压空心千斤顶与端板之间通过螺栓连接。
在底板的顶面设置有四氯聚氟乙烯板。
一种早龄期混凝土轴向拉伸强度的测定方法，步骤如下
第一步将内模板中的端模板和侧模板连接固定，再将可动模板)以及固定模板与外 框架的侧模板用螺栓连接固定，将待测的新拌混凝土装入内模板；
第二步当需要测试时，将传力导杆与端模板连接固定，拆除侧模板，并将可动模板 与外框架的侧模板拆开，试件将在内膜板的侧模板间发生破坏，通过加力装置作用在传力 导杆上，直至试件破坏，并记录试件破坏时作用力的大小P;
第三步根据作用力P与混凝土试件破坏截面的面积S的比值即为早龄期混凝土的轴 向拉伸强度。
所述的加力装置采用液压空心千斤顶、空心荷载传感器、球铰、锁紧螺母、液压油泵 和电阻应变仪，打开应变仪，调零，再固定锁紧螺母，保证锁紧时，应变仪读数保持不变， 拆除侧模板，松开端模板与侧模板的连接螺栓，通过液压油泵对液压空心千斤顶加载，由 应变仪的读数可以测量试件破坏时的荷载P，荷载P与混凝土试件破坏截面的面积S的比 值即为早龄期混凝土的轴向拉伸强度。
与现有技术相比，本发明的有益效果是 1、本发明测试装置采用在外框架内设置内模板的方式，并将内膜板的中部侧模板的截面 面积縮小，并可拆除，同时，内膜板的两端模板一端与外框架固定， 一端可以在外力载荷 的作用下移动，整个结构巧妙，测试时无需将试件拿出，不破坏试件，测定精确度高。2、本发明装置组装简单，操作方便，试验所需仪器较少，可以在浇筑现场进行测量， 只要进行局部拆模，不需移动试件，不需要专门的拉力试验机，操作方便可重复使用。
图1是本发明测试装置的整体装置图 图2是本发明测试装置的外框架 图3是本发明测试装置的侧视图 图4是本发明测试装置的内模板图 图5是本发明测试装置的左侧视图 图6是本发明测试装置的右侧视图。
具体实施例方式
下面结合附图，对本发明作详细说明
一种直接测定早龄期混凝土轴向拉伸强度的自平衡试验装置，包括外框架1、内模板
2、由传力杆3、液压空心千斤顶4、空心荷载传感器5、球铰6、锁紧螺母7、液压油泵8 以及电阻应变仪9组成的加力装置。液压空心千斤顶4通过油管10与液压油泵8连接， 对早龄期混凝土试件实现加载。空心荷载传感器5通过四芯导线11与电阻应变仪9连接， 测试试验过程中的荷载。
采用本发明早龄期混凝土轴向拉伸强度的自平衡试验装置测定早龄期混凝土轴向拉 伸强度的的方法是，测试时包括以下步骤
将内模板2中的端模板17、 18和侧模板19、 20用螺栓连接固定，再将端模板18与 外框架1的侧模板15和16用螺栓连接固定，将待测的新拌混凝土装入内模板2。当需要 测试时，将传力导杆3与端模板18连接固定，打开应变仪ll，调零，再固定锁紧螺母7， 保证锁紧时，应变仪读数保持不变。拆除侧模板19和20，松开端模板18与侧模板15和 16的连接螺栓。通过液压油泵8对液压空心千斤顶加载，由应变仪的读数可以测量试件破 坏时的荷载P，荷载P与混凝土试件破坏截面的面积S的比值即为早龄期混凝土的轴向拉 伸强度。
权利要求
1、一种直接测定早龄期混凝土轴向拉伸强度的自平衡试验装置，其特征在于包括外框架(1)、内模板(2)、传力杆(3)、加力装置，所述的内模板由两端模板(17、18)以及两侧模板(19、20)组成，所述的两端模板中的一端固定模板(17)与外框架(1)的一端固定连接，另一端可动模板(18)与外框架(1)可拆分连接，且在该可动模板(18)与外框架(1)之间还留有一该可动模板(18)移动的空间，所述的两侧模板(19、20)设置在固定模板(17)和可动模板(18)之间，且所述的端模板(17、18)与固定模板(17)和可动模板(18)的连接端口的面积小于其内部的横截面面积，所述的传力杆(3)设置在所述的可动模板上，所述的加力装置与传力杆(3)连接并将力作用在所述的传力杆(3)上。
2、 根据权利要求1所述的直接测定早龄期混凝土轴向拉伸强度的自平衡试验装置， 其特征在于所述的加力装置包括液压空心千斤顶(4)、空心荷载传感器(5)、球铰(6)、 锁紧螺母(7)、液压油泵(8)和电阻应变仪(9)，所述的球铰(6)设置在空心荷载传感器(5) 和锁紧螺母(7)之间，所述的液压空心千斤顶(4)通过油管(10)与液压油泵(8)连接，所述 的空心荷载传感器(5)通过四芯导线(11)与电阻应变仪(9)连接。
3、 根据权利要求1或2所述的直接测定早龄期混凝土轴向拉伸强度的自平衡试验装 置，其特征在于所述的外框架包含底板(12)、端板(13、 14)、侧板(15、 16)，底板(12) 和端板(13、 14)焊接为一体，侧板(15、 16)通过螺母与端板(13、 14)连接。
4、 根据权利要求1所述的直接测定早龄期混凝土轴向拉伸强度的自平衡试验装置， 其特征在于所述的可动模板(18)与外框架的端板(14)之间的空间不小于10mm的距离。
5、 根据权利要求1所述的直接测定早龄期混凝土轴向拉伸强度的自平衡试验装置， 其特征在于所述的液压空心千斤顶(4)与端板(14)之间通过螺栓连接。
6、 根据权利要求1所述的直接测定早龄期混凝土轴向拉伸强度的自平衡试验装置， 其特征在于在底板(12)的顶面设置有聚四氟乙烯板(21)。
7、 一种采用权利要求1所述的直接测定早龄期混凝土轴向拉伸强度的自平衡试验装 置的测定方法，其特征在于步骤如下第一步将内模板(2)中的端模板(17、 18)和侧模板(19、 20)连接固定，再将可动模 板(18)以及固定模板(17)与外框架(1)的侧模板(15、 16)用螺栓连接固定，将待测的新拌混凝土装入内模板(2);第二步当需要测试时，将传力导杆(3)与端模板(18)连接固定，拆除侧模板(15、16)，并将可动模板(18)与外框架(1)的侧模板(15、 16)拆开，试件将在内膜板(2) 的侧模板间发生破坏，通过加力装置作用在传力杆(3)上，直至试件破坏，并记录试件 破坏时作用力的大小P;第三步根据作用力P与混凝土试件破坏截面的面积S的比值即为早龄期混凝土的轴 向拉伸强度。
8、根据权利要求7所述的早龄期混凝土轴向拉伸强度的自平衡试验装置的测定方法， 其特征在于所述的加力装置采用液压空心千斤顶(4)、空心荷载传感器(5)、球铰(6)、 锁紧螺母(7)、液压油泵(8)和电阻应变仪(9)，打开应变仪(ll)，调零，再固定锁紧螺母 (7)，保证锁紧时，应变仪读数保持不变，拆除侧模板(19)和(20)，松开端模板(18)与侧 模板(15)和(16)的连接螺栓，通过液压油泵(8)对液压空心千斤顶加载，由应变仪的读数 可以测量试件破坏时的荷载P，荷载P与混凝土试件破坏截面的面积S的比值即为早龄期 混凝土的轴向拉伸强度。
全文摘要
本发明公开了一种直接测定早龄期混凝土轴向拉伸强度的自平衡试验装置及测定方法。其测定装置由外框架、内模板、传力杆、液压空心千斤顶、空心荷载传感器、球铰、锁紧螺母、聚四氟乙烯板、液压油泵和电阻应变仪组成。测试时拆除内模板中的侧模板以及松开由模板中的端模板与外框架中的侧板的固定，传力杆固定在内模板中的端模板中央，液压油泵驱动液压空心千斤顶，端模板与液压空心千斤顶一起移动，从而拉断混凝土试件，测得早龄期混凝土轴向拉伸强度。本发明装置结构简单，拆卸方便，所需材料及仪器少，不仅适用于科研，而且适用于施工现场对早龄期混凝土轴向拉伸强度的测定。
文档编号G01N3/00GK101603900SQ20091018139
公开日2009年12月16日 申请日期2009年7月15日 优先权日2009年7月15日
发明者吴胜兴, 玲 宋, 榕 杨, 沈德建, 解学娟 申请人:河海大学