膨胀混凝土限制膨胀率测定仪和混凝土模具装置的制作方法

本发明涉及混凝土性能测试技术领域，尤其涉及一种膨胀混凝土限制膨胀率测定仪和混凝土模具装置。

背景技术：

补偿收缩混凝土是减少和预防混凝土开裂的有效技术手段，限制膨胀率是补偿收缩混凝土的重要技术指标，它直接决定着混凝土的补偿收缩能力。

现有技术中，通常采用膨胀混凝土限制膨胀率测定仪来测定混凝土试件的限制膨胀率。该测定仪包括纵向限制器，通过左支架设置在纵向限制器左端板上的电子千分表，以及通过右支架设置在纵向限制器右端板上的测量连杆，其中，在右支架上设置有对中调节套，测量连杆的一端穿入对中调节套，且与对中调节套连接，测量连杆的另一端端面与电子千分表测头接触，测量时，通过手动调节对中调节套上的三个对中调节螺栓，使测量连杆与千分表侧头对中，使得电子千分表测得混凝土试件的膨胀变化量和收缩变化量，从而实现对混凝土试件的限制捧场率的测量。

然而，由于现有技术中测定仪的测量连杆为悬臂结构，其在测量的过程中易下沉，从而导致测定仪的测量结果不准确，同时，现有技术中的测定仪在测量时，需要操作人员手动调节对中调节套上的对中调节螺栓，来实现测量连杆与千分表侧头的对中目的，存在人为对中误差，易导致测定仪测量结果不准确，且操作复杂。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明实施例提供一种膨胀混凝土限制膨胀率测定仪和混凝土模具装置，主要目的是消除悬臂结构下沉和人为对中误差，以提高该测定仪的测量精度，以及使该测定仪的操作更加简单方便。

为达到上述目的，本发明主要提供如下技术方案：

一方面，本发明实施例提供了一种膨胀混凝土限制膨胀率测定仪，包括：

限制器，其包括相对的第一端板和第二端板，以及垂直连接于所述第一端板和所述第二端板之间的限制杆；

第一支架和第二支架，所述第一支架通过第一固定件与所述第一端板连接，所述第二支架通过第二固定件与所述第二端板连接，所述第一支架上设置有第一安装孔，所述第二支架上设置有第二安装孔；

电子千分表，设置于所述第一支架上，所述电子千分表具有相连接的测杆和测头，所述测杆穿过所述第一安装孔；

测量件，其一端与所述测杆的端部连接，所述测量件的另一端通过所述第二安装孔与所述第二支架连接，用于通过所述测杆带动所述测头产生位移；

其中，所述第一安装孔中心与所述第二安装孔中心的连线与所述限制杆的轴线平行，使所述测量件的中心线与所述电子千分表的测头对中。

具体地，所述第一固定件包括沿所述第一端板高度方向布置的第一紧固螺丝和第一对中螺丝，所述第一支架的一端通过所述第一紧固螺丝和所述第一对中螺丝与所述第一端板连接，所述第一安装孔设置于所述第一支架的另一端，所述第一对中螺丝靠近所述第一安装孔；

所述第二固定件包括沿所述第二端板高度方向布置的第二紧固螺丝和第二对中螺丝，所述第二支架的一端通过所述第二紧固螺丝和所述第二对中螺丝与所述第二端板连接，所述第二安装孔设置于所述第二支架的另一端，所述第二对中螺丝靠近所述第二安装孔。

具体地，所述测量件包括测量钢丝，所述测量钢丝的一端与所述电子千分表的测杆端部连接，所述测量钢丝的另一端通过所述第二安装孔与所述第二支架连接，所述测量钢丝呈绷紧状态；

所述测量钢丝的轴线与所述电子千分表的测头对中。

具体地，所述测量钢丝的一端通过第一万向连接件与所述电子千分表的测杆端部转动连接，所述测量钢丝的另一端通过所述第二安装孔和第二万向连接件与所述第二支架转动连接。

具体地，所述电子千分表的测杆一端的端面上设置有万向钩体，所述万向钩体作为所述第一万向连接件；

所述第二安装孔内设置有万向螺丝，所述万向螺丝作为所述第二万向连接件。

具体地，所述测量钢丝采用低膨胀合金制成。

具体地，所述电子千分表的测杆上设置有弹性件，所述弹性件的一端与所述电子千分表的测头抵接，所述弹性件的另一端与所述第一支架的外壁抵接。

具体地，所述弹性件的一端通过垫片与所述电子千分表的测头抵接。

具体地，所述弹性件为弹簧，所述弹簧套接于所述电子千分表的测杆外部，所述弹簧的劲度系数为0.80－4.0kgf/mm。

另一方面，本发明实施例还提供一种混凝土模具装置，包括：

混凝土模具和前述的膨胀混凝土限制膨胀率测定仪；

所述限制器位于所述混凝土模具的内部，所述电子千分表和所述测量件通过所述混凝土模具的开口显露于所述混凝土模具的外部；

所述混凝土模具的一端内壁与所述第一支架的外壁之间具有第一间隙，所述混凝土模具的另一端内壁与所述第二支架的外壁之间具有第二间隙。

借由上述技术方案，本发明膨胀混凝土限制膨胀率测定仪和混凝土模具装置至少具有以下有益效果：

本发明实施例提供的技术方案中，第一支架和第二支架分别通过第一固定件和第二固定件与限制器的第一端板和第二端板连接，而且，电子千分表的测杆穿过第一支架上的第一安装孔安装在第一支架上，测量件的一端与测杆端部连接，另一端通过第二支架上的第二安装孔与第二支架连接，由于第一安装孔中心和第二安装孔中心的连线与限制器的限制杆轴线相互平行，因此，测量件的中心线与电子千分表的测头能够实现对中，换句话说，当该电子千分表和测量件分别安装在第一支架和第二支架上以后，测量件中心线与电子千分表测头便会自动实现对中，无需像现有技术那样，须操作人员手动调节，才能使测量连杆与千分表测头实现对中，消除了人为对中产生的误差，同时，由于测量件的两端分别与电子千分表和第二支架连接，克服了现有技术中呈悬臂结构的测量连杆易下沉的问题，从而提高了测定仪的测量精度，且操作简单方便。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种膨胀混凝土限制膨胀率测定仪的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种混凝土模具装置中装有混凝土时的结构示意图；

图3为采用图1所示的膨胀混凝土限制膨胀率测定仪进行测试所得到的混凝土限制膨胀率曲线图。

具体实施方式

为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，以下结合附图及较佳实施例，对依据本发明申请的膨胀混凝土限制膨胀率测定仪和混凝土模具装置的具体实施方式、结构、特征及其功效，详细说明如后。在下述说明中，不同的“一实施例”或“实施例”指的不一定是同一实施例。此外，一或多个实施例中的特定特征、结构、或特点可由任何合适形式组合。

如图1所示，本发明实施例提供了一种膨胀混凝土限制膨胀率测定仪，包括限制器1，其包括相对的第一端板11和第二端板12，以及垂直连接于第一端板11和第二端板12之间的限制杆13，该限制杆13可以由钢筋制成，且其直径大小可以为10mm；第一支架2和第二支架3，二者均可以为板状结构，以便于安装，第一支架2通过第一固定件4与第一端板11连接，第二支架3通过第二固定件5与第二端板12连接，第一支架2上设置有第一安装孔21，第二支架3上设置有第二安装孔31；电子千分表，该电子千分表的结构及原理为现有技术中的常用技术，使用时可以在现有技术中进行选取，其通过千分表紧固螺丝设置于第一支架2上，且其具有测杆61和设置在测杆61一端的测头62，测杆61穿过第一安装孔21；测量件，其一端与测杆61的端部连接，测量件的另一端通过第二安装孔31与第二支架3连接，用于通过测杆61带动测头62产生位移，以实现对混凝土试件的限制膨胀率进行测定；其中，第一安装孔21中心与第二安装孔31中心的连线与限制杆13的轴线平行，使测量件的中心线与电子千分表的测头62对中，从而保证了电子千分表能够准确示出混凝土试件长度的实时变化量。其中，电子千分表可以人工读数，亦可以与电脑进行连接，以实现数据的自动采集与读取。

该膨胀混凝土限制膨胀率测定仪的具体使用过程为：首先，通过第一固定件4将第一支架2安装在限制器1的第一端板11上，以及通过第二固定件5将第二支架3安装在限制器1的第二端板12上，然后将安装好的装置轻放入混凝土模具中，然后，向位于混凝土模具内的限制器1中装入混凝土，并振捣密实混凝土，再将混凝土试件的上表面抹后，覆盖塑料薄膜，在上述准备工作做好后，将电子千分表安装在第一支架2上，再将测量件连接在电子千分表测杆61与第二支架3之间，此时，测量件的中心线即与电子千分表的测头62为对中状态，在调整好电子千分表的预设值后，便可以对混凝土试件进行养护，并通过电子千分表的读数计算混凝土试件的限制膨胀率。

本发明实施例提供的膨胀混凝土限制膨胀率测定仪，第一支架和第二支架分别通过第一固定件和第二固定件与限制器的第一端板和第二端板连接，而且，电子千分表的测杆穿过第一支架上的第一安装孔安装在第一支架上，测量件的一端与测杆端部连接，另一端通过第二支架上的第二安装孔与第二支架连接，由于第一安装孔中心和第二安装孔中心的连线与限制器的限制杆轴线相互平行，因此，测量件的中心线与电子千分表的测头能够实现对中，换句话说，当该电子千分表和测量件分别安装在第一支架和第二支架上以后，测量件中心线与电子千分表测头便会自动实现对中，无需像现有技术那样，须操作人员手动调节，才能使测量连杆与千分表测头实现对中，消除了人为对中产生的误差，同时，由于测量件的两端分别与电子千分表和第二支架连接，克服了现有技术中呈悬臂结构的测量连杆易下沉的问题，从而提高了测定仪的测量精度，且操作简单方便。

为了确保第一支架2上的第一安装孔21中心与第二支架3上的第二安装孔31中心的连线与限制杆13的轴线平行，以使得安装完毕后的测定仪中，测量件的中心线与电子千分表的测头62能够自动对中，具体地，参见图1或图2，第一固定件4包括沿第一端板11高度方向布置的第一紧固螺丝41和第一对中螺丝42，第一支架2的一端通过第一紧固螺丝41和第一对中螺丝42与第一端板11连接，第一安装孔21设置于第一支架2的另一端，第一对中螺丝42靠近第一安装孔21；第二固定件5包括沿第二端板12高度方向布置的第二紧固螺丝51和第二对中螺丝52，第二支架3的一端通过第二紧固螺丝51和第二对中螺丝52与第二端板12连接，第二安装孔31设置于第二支架3的另一端，第二对中螺丝52靠近第二安装孔31。通过将第一固定件4设计为包括沿第一端板11高度方向布置的第一紧固螺丝41和第一对中螺丝42，且第一支架2的一端通过第一紧固螺丝41和第一对中螺丝42与第一安装板连接，同时，第一对中螺丝42靠近第一安装孔21布置，从而使得第一紧固螺丝41起到固定第一支架2和第一端板11的作用，第一对中紧固螺丝起到进一步固定第一支架2和第一端板11，以保证第一安装孔21处于第一预设位置的作用，所述第一预设位置为使第一安装孔21的中心与第二安装孔31的中心连线能够与限制杆13的轴线平行的位置；同样地，第二紧固螺丝51起到固定第二支架3和第二端板12的作用，第二对中紧固螺丝起到进一步固定第二支架3和第一端板11，以保证第二安装孔31处于第二预设位置的作用，所述第二预设位置为使第二安装孔31的中心与第一安装孔21的中心连线能够与限制杆13的轴线平行的位置，从而保证了第一支架2上的第一安装孔21中心与第二支架3上的第二安装孔31中心的连线与限制杆13的轴线平行，当该测定仪安装完毕后，测量件的中心线便可以与电子千分表的测头62实现自动对中；此外，由于第一支架2和第一端板11通过纵向布置的第一紧固螺丝41和第一对中螺丝42进行双重固定，以及第二支架3和第二端板12通过纵向布置的第二紧固螺丝51和第二对中螺丝52进行双重固定，防止了振捣密实混凝土试件时，第一支架2和第二支架3分别向外侧移位，进一步提高了该测定仪的测量精度。

具体地，参见图1或图2，所述测量件包括测量钢丝7，该测量钢丝7的一端与电子千分表的测杆61端部连接，测量钢丝7的另一端通过第二安装孔31与第二支架3连接，测量钢丝7呈绷紧状态；测量钢丝7的轴线与电子千分表的测头62对中。通过将测量钢丝7的两端分别与电子千分表的测杆61和第二支架3连接，并保证测量钢丝7处于绷紧状态，从而使得测量钢丝7通过测杆61带动测头62产生位移，防止了现有技术中悬臂结构的测量杆不易与电子千分表的测头62对中，而对该测定仪的测量精度造成影响。同时，钢丝不易受温度影响而发生形变，保证了电子千分表能够准确示出混凝土试件长度的真实变化量，进一步提高了该测定仪的测量精度。其中，所述测量钢丝7可以采用低膨胀合金丝制成，且其直径大小可以为0.1-0.5mm。

为了避免测量钢丝7在安装时发生扭转，对混凝土试件的限制膨胀率的测定造成影响，参见图1或图2，将测量钢丝7的一端设计为通过第一万向连接件8与电子千分表的测杆61端部转动连接，测量钢丝7的另一端设计为通过第二安装孔31和第二万向连接件9与第二支架3转动连接。由于测量钢丝7的两端分别与测杆61和第二支架3可万向转动地连接，因此，当安装过程中的测量钢丝7发生扭转时，操作人员无需进行额外的任何操作，待测量钢丝7安装完毕后，其会自动绷直，安装方便。

其中，第一万向连接件8和第二万向连接件9的结构有多种，只要能够实现测量钢丝7两端的万向转动即可，例如，在电子千分表的测杆61一端的端面上设置有万向钩体，该万向钩体作为第一万向连接件8，第二安装孔31内设置有万向螺丝，该万向螺丝作为第二万向连接件9。

为了保证测量钢丝7的绷紧状态，以保证该测定仪的测量准确性，参见图1或图2，在电子千分表的测杆61上设置有弹性件10，该弹性件10的一端与电子千分表的测头62抵接，弹性件10的另一端与第一支架2的外壁抵接。弹性件10的两端分别与电子千分表的测头62和第一支架2相抵接，即弹性件10具有一定的预紧力，从而保证了测量钢丝7的绷紧状态，实现了只有当混凝土试件的长度发生变化时，测量钢丝7才会通过测杆61带动测头62产生位移的目的，保证了该测定仪的测量准确性。其中，弹性件10可以为套接在电子千分表的测杆61外部的弹簧，且其劲度系数可以为0.80－4.0kgf/mm。

具体地，弹性件10的一端通过垫片(图中未示出)与电子千分表的测头62抵接，防止了弹性件10对电子千分表测头62造成损坏。

如图2所示，本发明实施例还提供了一种混凝土模具装置，包括混凝土模具100和前述的膨胀混凝土限制膨胀率测定仪；其中，限制器1位于混凝土模具100的内部，用于盛装混凝土200，电子千分表和测量件通过混凝土模具100的开口显露于混凝土模具100的外部，以实时测量养护过程中的混凝土试件的长度变化；混凝土模具100的一端内壁与第一支架2的外壁之间具有第一间隙，混凝土模具100的另一端内壁与第二支架3的外壁之间具有第二间隙，第一间隙和第二间隙用于盛装水，以实现对混凝土试件进行养护。

本发明实施例提供的混凝土模具装置，包括膨胀混凝土限制膨胀率测定仪，该测定仪的第一支架和第二支架分别通过第一固定件和第二固定件与限制器的第一端板和第二端板连接，而且，电子千分表的测杆穿过第一支架上的第一安装孔安装在第一支架上，测量件的一端与测杆端部连接，另一端通过第二支架上的第二安装孔与第二支架连接，由于第一安装孔中心和第二安装孔中心的连线与限制器的限制杆轴线相互平行，因此，测量件的中心线与电子千分表的测头能够实现对中，换句话说，当该电子千分表和测量件分别安装在第一支架和第二支架上以后，测量件中心线与电子千分表测头便会自动实现对中，无需像现有技术那样，须操作人员手动调节，才能使测量连杆与千分表测头实现对中，消除了人为对中产生的误差，同时，由于测量件的两端分别与电子千分表和第二支架连接，克服了现有技术中呈悬臂结构的测量连杆易下沉的问题，从而提高了测定仪的测量精度，且操作简单方便。

下面通过具体实施例对本发明进行更加详细的说明。

在本具体实施例中，表1是试验用混凝土试件的配合比表。其中，水泥为PO 42.5普通硅酸盐水泥；粉煤灰为Ⅱ级F类粉煤灰；矿渣粉为S95高炉磨细矿渣粉；膨胀剂为限制膨胀率0.056％的HCSA高性能膨胀剂；砂为中砂，细度模数为2.7；石子为5mm～25mm连续级配碎石；减水剂为减水率为30％的聚羧酸减水剂。

表1

该膨胀混凝土限制膨胀率测定仪在本具体实施例中的具体使用过程为：首先，将第一支架2和第二支架3与限制器1装配好，并将装配好的装置轻轻放入长方体结构，且其上端为全开口的混凝土模具100中，然后，向位于混凝土模具100中的限制器1内装入按表1配合比搅拌制成的混凝土，振捣密实混凝土，再将混凝土试件的上表面抹平后，覆盖塑料薄膜，用万向螺丝将测量钢丝7与第二支架3连接，用电子千分表紧固螺丝将电子千分表安装在第一支架2上，用万向钩子将测量钢丝7与电子千分表的测杆61端部连接，使测量钢丝7与电子千分表实现自动对中，再将垫片和弹性件10安装在电子千分表上，利用弹性件10绷紧紧测量钢丝7，同时，电子千分表的预设值调整为5.001mm。在安装及准备工作做好以后，将电子千分表读数归零，或记录初始读数L，然后将整个混凝土模具100装置移至温度(20±1)℃的养护室进行标准养护，混凝土终凝之后，轻轻揭去其表面的塑料薄膜，并覆盖毛巾，再向混凝土模具100装置的第一空隙和第二间隙，以及毛巾上浇水，以对混凝土试件进行养护，待其养护至第一规定龄期(14天)后，读取电子千分表的读数L₁，并计算混凝土限制膨胀率，计算方法如下：

式中：

ε₁—所测龄期的水中限制膨胀率(％)；

L₁—所测龄期的试体长度测量读数值，单位为毫米(mm)；

L—初始长度测量读数值，单位为毫米(mm)；

L₀—试体的基准长度，300mm。

取相近的3个试件测定值的平均值作为长度变化率的测量结果，计算值精确至0.001％。

将养护至第一预设龄期后的该测定仪从混凝土模具100中取出，并去除毛巾，再将其转移至温度(20±1)℃、相对湿度(60±5)％的干空室或空气中(工地现场)，记录电子千分表的读数L2，待第二规定龄期(42天)后，停止试验，读取电子千分表的读数L3，并计算混凝土空气中的限制膨胀率，计算方法如下：

式中：

ε₂—所测龄期的空气中限制膨胀率(％)；

L₃—所测龄期的试体长度测量读数值，单位为毫米(mm)；

L₁—水中14天的试体长度测量读数值，单位为毫米(mm)；

L₂—水养14天后转至干空室或空气中时的试体长度测量读数值，单位为毫米(mm)；

L—初始长度测量读数值，单位为毫米(mm)；

L₀—试体的基准长度，300mm。

取相近的3个试件测定值的平均值作为长度变化率的测量结果，计算值精确至0.001％。

依据电脑自动采集的数据分别计算混凝土在水中、空气中的限制膨胀率，得到试验结果，参见图3。由图3可以看出，采用本发明实施例提供的膨胀混凝土限制膨胀率测定仪所测试的数据可以记录掺膨胀剂混凝土的全程变形试验值，并且由于电子千分表和测量件的自动对中，消除了人为误差，3个混凝土试件的限制膨胀率数值十分接近。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。