一种混凝土温度变形应力测试方法
【专利摘要】本发明公开一种混凝土温度变形应力测试方法，1）将应变片均匀地粘贴在圆环试件的内圆环内表面，静置12～36h；2）将圆环试件置于可控制环境温湿度的试验箱中，设置可控制环境温湿度的试验箱为恒温模式，温度控制在10～30℃，持续12～36h；3）将混凝土浇筑在内圆环和外圆环之间，待混凝土终凝后拆除外圆环，然后用塑料薄膜或石蜡覆盖混凝土表面；4）设置可控制环境温湿度的试验箱为变温模式，设置具有一定温度变化的温度历程，将应变片连接到应变采集装置，开启应变采集装置，对变形进行监测。本发明的测试方法可准确、方便地测试自终凝时刻开始混凝土在约束条件下温度变化而产生的变形及应力。本发明具有测试精度高、测试连续、自动化的特点。
【专利说明】一种混凝土温度变形应力测试方法
【技术领域】
[0001]本发明属于建筑领域，具体涉及一种混凝土温度变形应力测试方法。
【背景技术】
[0002]混凝土作为一种最常用的建筑材料，其开裂问题一直是困扰工程界的难题。混凝土收缩产生拉应力，当拉应力超过混凝土的抗拉强度时混凝土开裂。由于水泥在水化过程中产生大量的水化热，同时混凝土导热系数较低，水泥水化放出的热量难以散发，混凝土结构极易在早期产生显著的升温，而后温度缓慢降低，由于混凝土是一种具有时变特征的弹塑性材料，其弹性模量和徐变参数均会随着时间而演变。在水化硬化的早龄期，模量相对较小，而徐变松弛特征明显，较大的温升变形不一定产生较大的膨胀压应力；而随着弹性模量增长，徐变松弛行为减弱，约束条件下的温降收缩将产生较大的收缩应力，此时混凝土极易产生温降裂缝。在现代混凝土高水泥用量、低水胶比和高水泥细度的发展趋势下，温降裂缝问题越来越突出。在目前研究中，一般是研究水泥基材料的干燥收缩变形与开裂，试验条件均为恒温，如专利CN1243237C明确注明试验是在标准温度20°C ±3°C的条件下进行，专利CN101738459A中虽未明确限定实验温度条件，但是其权利要求书中将圆环材质设定为低碳钢也是可行的，对应变片的温度线膨胀系数也未做明确规定，同时说明书中提出测试时需使用温度补偿应变片，默认了其使用的应变片为通用的普通应变片，其温度线膨胀系数与混凝土和普通钢材接近，为10?12ppm/°C，不适用于变温条件下的试验，且在实施例中均规定了试验环境温度为20°C，说明试验也是在恒温条件下进行的。目前尚缺乏针对变温条件下混凝土变形及应力的研究方法。
[0003]德国慕尼黑工业大学开发的温度应力试验机，通过温控设备控制试件温度，通过步进电机为混凝土提供100%的约束程度，通过LVDT测试得到混凝土的温度变形及应力。但是此设备操作控制及其复杂，价格高昂，一次仅能测试一个试件，难以进行同步对比试验，一直未能得到广泛的应用。
【发明内容】
[0004]发明目的:针对现有技术中存在的不足，本发明提供一种混凝土温度变形应力测试方法，解决了约束条件下水泥基材料温度变形应力难以测试的难题。
[0005]技术方案:为了实现上述发明目的，本发明采用的技术方案为:一种混凝土温度变形应力测试方法，其特征在于，包括以下步骤:
[0006]I)将应变片均匀地粘贴在圆环试件的内圆环内表面，静置12?36h ；
[0007]2)将圆环试件置于可控制环境温湿度的试验箱中，设置可控制环境温湿度的试验箱为恒温模式，温度控制在10?30°c，持续12?36h ；
[0008]3)将混凝土浇筑在圆环试件内圆环和外圆环之间，待混凝土终凝后拆除外圆环，然后用塑料薄膜或石蜡覆盖混凝土表面；
[0009]4)设置可控制环境温湿度的试验箱为变温模式，设置具有一定温度变化的温度历程，将应变片连接到应变采集装置，开启应变采集装置，对变形进行监测。
[0010]其中，上述应变片的温度线膨胀系数大于零小于等于lppm/°C，电阻为120±0.8Ω。
[0011]其中，上述圆环试件的内圆环和外圆环的材质为殷钢。
[0012]其中，上述圆环试件的内圆环的外半径为150mm?200mm,壁厚为25?30mm,高度为 200mm ?250mm。
[0013]其中，上述圆环试件的外圆环的内半径为300mm?350mm,壁厚为10?15mm,高度为 200mm ?250mm。
[0014]其中，上述步骤4)中可控制环境温湿度的试验箱，其温度控制范围为-40°C?100°c，升温速率为O?4°C /min,降温速率为O?2°C /min，湿度控制范围为30%RH?98%RH。
[0015]其中，上述步骤4)中具有一定温度变化的温度历程为升温过程、或降温过程、或包含升温过程和降温过程中的一种。
[0016]其中，上述步骤4)中应变采集装置的分辨率为0.1?1μ ε，数据采集频率控制范围为Is?5min。
[0017]本发明所述的应变片为变形几乎不受温度影响的应变片，圆环试件为变形几乎不受温度影响的圆环试件。
[0018]本发明通过温湿度模拟试验箱模拟实际条件下混凝土结构的温湿度变化历程，将变形几乎不受温度影响的应变片均匀地粘贴在变形几乎不受温度影响的圆环试件内圆环的内表面，随后将混凝土浇筑在两个圆环之间，通过测试圆环应变，从而推算出混凝土温度变形应力。
[0019]有益效果:相对于现有技术，本发明具有以下优点:本发明的测试方法可准确、方便地测试自终凝时刻开始混凝土在约束条件下温度变化而产生的变形及应力。本发明具有测试精度高、测试连续、自动化的特点。本发明测试的混凝土温度变形应力对于评价和预防混凝土结构温度收缩开裂具有重要意义。
【专利附图】
【附图说明】
[0020]图1是实施例1中测试的圆环应变曲线。
[0021]图2是实施例2中测试的圆环应变曲线。
[0022]图3是实施例3中测试的圆环应变曲线。
[0023]图4是实施例4中测试的圆环温度历程曲线。
[0024]图5是实施例4中测试的圆环应变曲线。
[0025]图6是实施例5中测试的圆环温度历程曲线。
[0026]图7是实施例5中测试的圆环应变曲线。
【具体实施方式】
[0027]下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步的解释。
[0028]【具体实施方式】中混凝土配合比见表I。
[0029]表I混凝土配合比[0030]
【权利要求】
1.一种混凝土温度变形应力测试方法，其特征在于，包括以下步骤: 1)将应变片均匀地粘贴在圆环试件的内圆环内表面，静置12?36h； 2)将圆环试件置于可控制环境温湿度的试验箱中，设置可控制环境温湿度的试验箱为恒温模式，温度控制在10?30°C，持续12?36h h ; 3)将混凝土浇筑在圆环试件内圆环和外圆环之间，待混凝土终凝后拆除外圆环，然后用塑料薄膜或石蜡覆盖混凝土表面； 4)设置可控制环境温湿度的试验箱为变温模式，设置具有一定温度变化的温度历程，将应变片连接到应变采集装置，开启应变采集装置，对变形进行监测。
2.根据权利要求1所述的一种混凝土温度变形应力测试方法，其特征在于，所述应变片的温度线膨胀系数大于零小于等于lppm/°C，电阻为120±0.8Ω。
3.根据权利要求1所述的一种混凝土温度变形应力测试方法，其特征在于，所述圆环试件的内圆环和外圆环的材质为殷钢。
4.根据权利要求1所述的一种混凝土温度变形应力测试方法，其特征在于，所述圆环试件的内圆环的外半径为150mm?200mm,壁厚为25?30mm,高度为200mm?250mm。
5.根据权利要求1所述的一种混凝土温度变形应力测试方法，其特征在于，所述圆环试件的外圆环的内半径为300mm?350mm,壁厚为10?15mm,高度为200mm?250mm。
6.根据权利要求1所述的一种混凝土温度变形应力测试方法，其特征在于，所述步骤4)中可控制环境温湿度的试验箱，其温度控制范围为-40°C?100°C，升温速率为O?4°C /min，降温速率为O?2V /min，湿度控制范围为30%RH?98%RH。
7.根据权利要求1所述的一种混凝土温度变形应力测试方法，其特征在于，所述步骤4)中具有一定温度变化的温度历程为升温过程、或降温过程、或包含升温过程和降温过程中的一种。
8.根据权利要求1所述的一种混凝土温度变形应力测试方法，其特征在于，所述步骤4)中应变采集装置的分辨率为0.1?I μ ε，数据采集频率控制范围为Is?5min。
【文档编号】G01B7/16GK103698238SQ201410011062
【公开日】2014年4月2日 申请日期:2014年1月10日 优先权日:2014年1月10日
【发明者】刘加平, 郭飞, 田倩, 姚婷, 徐文 申请人:江苏苏博特新材料股份有限公司