专利名称：混凝土早期热膨胀系数测试装置及其测试方法
技术领域：
本发明涉及一种混凝土早期热膨胀系数测试装置及其测试方法，属于土木建筑工程领域。
背景技术：
闻性能混凝土中含有外惨料(粉煤灰和矿禮:等)和外加剂(闻效减水剂等)等，组分复杂，胶凝材料用量较大，混凝土自收缩大，对开裂敏感性大。高性能混凝土早期性能变化剧烈，在荷载和外界环境及不确定因素影响下，高性能混凝土内部早期裂缝形成、发展，影响了混凝土结构的耐久性与服役寿命。研究表明，早期混凝土热膨胀系数变化较大，忽略热膨胀系数的时间依赖性是不合理，如果无法对早期混凝土热膨胀系数进行精确测定，将无法弄清高性能混凝土的早期开裂机理。因此早期混凝土热膨胀系数测定仪器和方法的研发成为高性能混凝土早期特性研究的前提之一。根据所测定目标的不同，测定混凝土早期热膨胀系数的试验系统可分为体膨胀系数试验系统(简称测体法)与线膨胀系数试验系统(简称测长法)，本发明采用测长法。与其他测长法装置比较，本方法的优点是能测量龄期Id以内的混凝土热膨胀系数。测量混凝土早期热膨胀系数并不简单，因为混凝土是一种多相、多孔、具有时效效应的一种材料。测定混凝土早期热膨胀系数的试验系统具有一定复杂性，而混凝土硬化期热膨胀系数的测量与早期热膨胀系数的测量最大的不同在于，早期热膨胀系数测量的浇筑模具十分重要，设计合理的浇筑模具不但能够提前测量热膨胀系数的时间，而且能够减小试验的误差。本发明重点考虑了浇筑模具对热膨胀系数测量的影响。专利CN 101482526 B公开了一种早龄期混凝土热膨胀系数测定方法，它认为在-2 :TC的温度范围内，胶凝材料的水化反应得到了抑制，自收缩得以剔除，所以变形为单纯的温度变形。但实际上混凝土热膨胀发生时并不是在0°C左右，这与实际情况不吻合。 专利CN 101865865 B公开了一种非接触式大坝混凝土早期热膨胀系数的方法及设备，设备是设为容纳被测试件的养护测试桶，桶外设有恒温水浴箱。然而养护测试桶无法与试件共同变形，对热传导也有一定的影响，这影响了测试精度。本专利采用波纹管试模，波纹管能与混凝土共同变形，可在正常温度下进行测试，很好地解决了上述两个问题。
发明内容
本发明的目的是提供混凝土 2h龄期后热膨胀系数的测试装置及其方法，操作简单，易于推广应用。本发明所述的一种混凝土早期热膨胀系数测试装置，其特征在于，该测试装置包括
一波纹管试模，用于浇筑待测定的混凝土，以成型混凝土波纹管试件，所述波纹管试模由两测试端头以及连接在两测试端头的波纹管构成，所述波纹管内腔设置有用于监测混凝土内部温度变化规律的热电偶；一波纹管试模固定装置，用于固定波纹管试模，使之保持竖直状态，便于浇筑；
一测长装置，用于测定混凝土波纹管试件的变形量；以及一温控箱，用于容纳放置有混凝土波纹管试件的测长装置并且控制测试环境温度。在一较佳实施例中，所述波纹管试模固定装置由底片、螺杆、固定夹片和螺帽构成，所述底片中部开设有用于定位波纹管试模测试端头的定位槽，所述定位槽旁侧的底片上均布有若干个螺杆穿孔，所述螺杆经螺帽垂直固定在底片上，所述螺杆上间隔设置有一对相对设置的固定夹片，所述固定夹片上设置有用于夹持波纹管的半圆弧和用于穿设螺杆的半圆形螺杆穿孔，所述半圆弧上径向设置有以利螺杆滑出的长槽孔。在一较佳实施例中，所述测长装置包括两侧板和连接在侧板之间的、用于水平放置混凝土波纹管试件的长圆横杆，两侧板上均设置有千分表。在一较佳实施例中，所述千分表经千分表固定装置固定在侧板上,所述千分表固定装置包括槽字形杆、用于夹持千分表圆孔约束件和设置在槽字形杆两端部的螺栓，所述圆孔约束件设置在槽字形杆的纵杆上，且可沿纵杆转动和纵向移动，所述侧板上设置有测试窗口，位于测试窗口两旁侧的侧板上设置有用于穿设横向螺栓的竖向长槽孔。本发明所述的混凝土早期温度膨胀系数测试方法，包括权利要求I所述的测试装置，其特征在于
I)采用波纹管试模固定装置固定波纹管试模，将混凝土拌合物浇筑于底部嵌有测试端头的波纹管试模中，浇筑完毕后用另一测试端头将其顶部密封。2)浇筑且静置I. 5h后，拆除波纹管试模固定装置，取出混凝土波纹管试件(波纹管试模+混凝土)，将其放置于测长装置中。3)固定千分表,使千分表触头抵于波纹管试模的测试端头,并固定；
4)将混凝土波纹管试件和测长装置作为整体置于环境温度控制箱里，控制养护温度使之周期变化(25°C— 30°C— 25°C)，对其变形进行测量。待浇筑后2h时开始读数，每隔4h 进行读数，试验持续2d。温度变化时间周期需大小合适，一方面使时间周期足够大，以避免温度梯度的影响(热电偶监测的混凝土内部温度变化规律与养护温度的一致)；另一方面使时间周期足够小，以测得更多龄期的混凝土热膨胀系数。5 )混凝土试件热膨胀系数按式(I)计算。
权利要求
1 一种混凝土早期热膨胀系数测试装置，其特征在于，该测试装置包括一波纹管试模，用于浇筑待测定的混凝土，以成型混凝土波纹管试件，所述波纹管试模由两测试端头以及连接在两测试端头的波纹管构成，所述波纹管内腔设置有用于监测混凝土内部温度变化规律的热电偶；一波纹管试模固定装置，用于固定波纹管试模，使之保持竖直状态，便于浇筑；一测长装置，用于测定混凝土波纹管试件的变形量；以及一温控箱，用于容纳放置有混凝土波纹管试件的测长装置并且控制测试环境温度。
2.根据权利要求I所述的混凝土早期热膨胀系数测试装置，其特征在于所述波纹管试模固定装置由底片、螺杆、固定夹片和螺帽构成，所述底片中部开设有用于定位波纹管试模测试端头的定位槽，所述定位槽旁侧的底片上均布有若干个螺杆穿孔，所述螺杆经螺帽垂直固定在底片上，所述螺杆上间隔设置有一对相对设置的固定夹片，所述固定夹片上设置有用于夹持波纹管的半圆弧和用于穿设螺杆的半圆形螺杆穿孔，所述半圆弧上径向设置有以利螺杆滑出的长槽孔。
3.根据权利要求I所述的混凝土早期热膨胀系数测试装置，其特征在于所述测长装置包括两侧板和连接在侧板之间的、用于水平放置混凝土波纹管试件的长圆横杆，两侧板上均设置有千分表。
4.根据权利要求2或3所述的混凝土早期热膨胀系数测试装置，其特征在于所述千分表经千分表固定装置固定在侧板上，所述千分表固定装置包括槽字形杆、用于夹持千分表圆孔约束件和设置在槽字形杆两端部的螺栓，所述圆孔约束件设置在槽字形杆的纵杆上，且可沿纵杆转动和纵向移动，所述侧板上设置有测试窗口，位于测试窗口两旁侧的侧板上设置有用于穿设横向螺栓的竖向长槽孔。
5.一种混凝土早期热膨胀系数测试方法，包括权利要求I所述的测试装置，其特征在于1)采用波纹管试模固定装置固定波纹管试模，将混凝土拌合物浇筑于底部嵌有测试端头的波纹管试模中，浇筑完毕后用另一测试端头将其顶部密封；2)浇筑且静置I.2 I. 8h后，拆除波纹管试模固定装置，取出混凝土波纹管试件，该混凝土波纹管试件包括波纹管试模和填充在其内部的混凝土，将其放置于测长装置的长圆横杆上;3)固定千分表，使千分表触头抵于波纹管试模的测试端头，并固定；4)将混凝土波纹管试件和测长装置作为整体置于环境温度控制箱里，控制养护温度使之周期变化，对其变形进行测量。
6.待浇筑后2h时开始读数，每隔相等的时间进行读数，持续2d；5)通过公式计算出热膨胀系数。
7.根据权利要求5所述的混凝土早期热膨胀系数测试方法，其特征在于在步骤I)中， 采用分段浇注混凝土，每段均要用振动棒插入波纹管中振实混凝土，将热电偶埋入混凝土波纹管试件中部，浇注完混凝土后，抹平波纹管混凝土顶面，安置另一测试端头，做到测试端头和混凝土之间不留缝隙。
8.根据权利要求5所述的混凝土早期热膨胀系数测试装置，其特征在于在步骤4)中， 温度的周期变化为25°C— 300C- 25°C。
全文摘要
本发明涉及一种混凝土早期热膨胀系数测试装置以及测试方法，该测试装置包括一波纹管试模，用于浇筑待测定的混凝土，以成型混凝土波纹管试件，所述波纹管试模由两测试端头以及连接在两测试端头的波纹管构成，所述波纹管内腔设置有用于监测混凝土内部温度变化规律的热电偶；一波纹管试模固定装置，用于固定波纹管试模，使之保持竖直状态，便于浇筑；一测长装置，用于测定混凝土波纹管试件的变形量；以及一温控箱，用于容纳放置有混凝土波纹管试件的测长装置并且控制测试环境温度。该测试装置结构简单，制作方便，测试精度高，且测试操作方便。
文档编号G01N25/16GK102608152SQ20121011215
公开日2012年7月25日 申请日期2012年4月17日 优先权日2012年4月17日
发明者周丰, 季韬, 张永霞, 江其东, 陈先锋 申请人:福州大学