一种用于混凝土检测的通用装置的制作方法

本实用新型属于土木工程技术领域，具体涉及一种用于混凝土检测的通用装置。

背景技术：

混凝土温度应力指由于温度变化使混凝土热胀冷缩导致其内部产生的应力。在施工过程中，混凝土温度应力常常会导致温度裂缝，从而影响整体的结构性和耐久性。目前，实验室检测混凝土的早期变形及其变形应力均在标准养护条件下进行，但是水泥基材料发生体积变化除了与水泥的水化反应相关外，还与混凝土所处的环境温度密切相关，应该考虑在不同温度下对应设置有不同的检测装置，而且如果为将零度作为温度划分点，负温和高温环境下对应有不同的检测装置和评价方法，因为升温和负温混凝土变形机制不同。

在高温或常温环境下，高性能混凝土早期收缩应力主要有自收缩应力、温度应力和干燥收缩应力，其中自收缩应力最为显著。因为高性能混凝土配合比的显著特点是低的水胶比、更多的胶结料以及掺加大量的超细矿物掺料等，快速的自干燥作用导致了高性能混凝土较普通混凝土有更大的体积变化，早期高性能混凝土受到约束包括内部约束和外部约束，约束的存在会导致混凝土内部产生自收缩应力，自收缩应力的大小除了与自收缩应变有关外，还受混凝土力学性能如抗拉强度的影响。

经过相关研究表明，负温下混凝土的冻胀应力值常常大于水泥石内部形成的初期强度值，使混凝土受到不同程度的受冻破坏，如粗大孔隙、冻胀和早期开裂的发生，即使再回到正温养护混凝土的微结构和力学性能也不能得到完全恢复，显著地降低混凝土的使用功能和服役寿命。而在实际检测操作中缺乏能够同时适用于高温、常温以及负温环境下的水泥基材料的收缩应力和冻胀应力的检测装置，难以实现在试验过程中对全温度环境下混凝土变形应力变化的全面且快速的检测过程。

技术实现要素：
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针对上述问题，本实用新型公开了一种用于混凝土检测的通用装置。

本实用新型所采用的技术方案为：

一种用于混凝土检测的通用装置，包括桶体、盖体、柱体、压力传感器、套管、第一连接盘和第二连接盘，所述桶体的顶部可拆卸连接有盖体，所述桶体的底部加工有通线孔，第一连接盘和第二连接盘分别设置在桶体内的底部和顶部，所述套管设置在桶体内，套管的一端通过第一连接盘可拆卸连接在桶体的底部，套管与通线孔相连通，套管的另一端顶紧在第二连接盘上，套管内设置有压力传感器，柱体依次穿过盖体和第二连接盘贴紧在压力传感器上，桶体内填充有混凝土。

作为优选方案：套管靠近压力传感器的一端加工有沉孔，沉孔与套管相连通，沉孔内设置有压力传感器。

作为优选方案：桶体、套管、柱体、第一连接盘和第二连接盘同轴设置。

作为优选方案：第一连接盘的中心处加工有与套管相配合的第一中心孔，第二连接盘的中心处加工有与柱体相配合的第二中心孔。

作为优选方案：柱体与第二连接盘的第二中心孔螺纹连接。

作为优选方案：柱体与第二连接盘的第二中心孔螺纹连接。第一连接盘带有多个第一定位钉可拆卸连接在桶体的底部，第二连接盘带有多个第二定位钉可拆卸连接在桶体的顶部。

本实用新型的有益效果为：

一、本实用新型通过简单的结构相配合实现对混凝土高温、常温和负温环境下的各种变形应力的定量检测工作。操作方式简单，获取数据可靠，有效实现一装置多用的检测效果，对现场施工具有指导意义，能够实现对混凝土在全温度环境下的应力变化作出全面且快速的检测过程。

二、通过桶体、盖体、柱体、压力传感器、套管、第一连接盘和第二连接盘相互配合能够实现混凝土自收缩应力的定量检测，通过桶体、盖体、压力传感器和第二连接盘相互配合能够实现混凝土冻胀应力的定量检测，获取方式简单直接，省去繁冗的计算过程，有利于对混凝土抗裂性能作出全面评价。

附图说明：

为了易于说明，本实用新型由下述的具体实施及附图作以详细描述。

图1为本实用新型用于高温和常温环境下的混凝土收缩应力检测时主视结构剖面图；

图2为本实用新型用于负温环境下的混凝土收缩应力检测时主视结构剖面图；

图3为图1中a处的放大结构示意图。

图中标注如下：

1-桶体；2-盖体；3-柱体；4-压力传感器；5-套管；6-第一连接盘；7-第二连接盘；8-通线孔；9-混凝土；10-沉孔；12-第一定位钉；13-第二定位钉；14-弹性圈。

具体实施方式：

为使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面通过附图中示出的具体实施例来描述本实用新型。但是应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本实用新型的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本实用新型的概念。

具体实施方式一：结合图1、图2和图3说明本实施方式，本实施方式包括桶体1、盖体2、柱体3、压力传感器4、套管5、第一连接盘6和第二连接盘7，所述桶体1的顶部可拆卸连接有盖体2，所述桶体1的底部加工有通线孔8，第一连接盘6和第二连接盘7分别设置在桶体1内的底部和顶部，所述套管5设置在桶体1内，套管5的一端通过第一连接盘6可拆卸连接在桶体1的底部，套管5与通线孔8相连通，套管5的另一端顶紧在第二连接盘7上，套管5内设置有压力传感器4，柱体3依次穿过盖体2和第二连接盘7贴紧在压力传感器4上，桶体1内填充有混凝土9。

本实施方式中的装置用于检测混凝土9的自收缩应力。

进一步的，如图3所示，套管5顶紧在第二连接盘7的端部套装有弹性圈14，套管5通过弹性圈14与第二连接盘7相贴紧，从而实现混凝土9收缩时，弹性圈14被压缩，套管5不限制第二连接盘7的位移，影响测试的准确性。

进一步的，弹性圈14优选为弹性橡胶圈。

进一步的，套管5的外表面涂刷有隔离层，用于防止套管5与混凝土9之间粘连，起到隔离效果，从而使混凝土9受套管5影响小，确保混凝土正常移动。

进一步的，第一连接盘6和第二连接盘7均为轻质高强合金制成的圆盘体。

进一步的，柱体3为实心轻质高强合金制成的柱体。

进一步的，压力传感器4为市场可购买的产品，型号为hzc-30a/2t压力传感器。

本实施方式中的检测装置的工作原理如下：

当桶体1内的混凝土9发生自收缩变形时，混凝土9发生自收缩变形的同时带动柱体3和套管5相对移动，同时压紧压力传感器4，压力传感器4上显示的读数的变化即为混凝土9的自收缩应力。

具体实施方式二：本实施方式为具体实施方式一的进一步说明，套管5靠近压力传感器4的一端加工有沉孔10，沉孔10为压力传感器10提供安装位置，沉孔10与套管5相连通，用于为压力传感器10的引线提供穿过位置，沉孔10内设置有压力传感器4。

进一步的，沉孔10中的大孔段用于配合压力传感器4设置，为压力传感器4提供安装位置，沉孔10中的小孔段用于为压力传感器4的引线提供通道，小孔段与通线孔8相连通。

具体实施方式三：本实施方式为具体实施方式一或二的进一步限定，桶体1、套管5、柱体3、第一连接盘6和第二连接盘7同轴设置。如此设置能够确保检测结果的准确性。

具体实施方式四：本实施方式为具体实施方式一、二或三的进一步限定，第一连接盘6的中心处加工有与套管5相配合的第一中心孔，第一中心孔与通线孔8相连通，第一中心孔和通线孔8相互配合能够确保压力传感器4的引线顺利穿出桶体1外。

进一步的，第二连接盘7的中心处加工有与柱体3相配合的第二中心孔，第二中心孔的设置能够确保柱体3穿过盖体2，便于柱体3在混凝土9发生自收缩变形时能够有足够的移动空间。

具体实施方式五：本实施方式为具体实施方式一、二、三或四的进一步限定，柱体3与第二连接盘7的第二中心孔螺纹连接。

本实施方式中柱体3的外圆周壁上加工有外螺纹，第二中心孔的孔内壁上加工有内螺纹，柱体3穿过第二中心孔且二者螺纹连接。

具体实施方式六：本实施方式为具体实施方式一、二、三、四或五的进一步限定，第一连接盘6带有多个第一定位钉12可拆卸连接在桶体1的底部，多个第一定位钉12用于保证第一连接盘6与混凝土的良好粘结，同时还便于第一连接盘6的拆卸。

进一步的，第二连接盘7带有多个第二定位钉13可拆卸连接在桶体1的顶部，多个第二定位钉13用于保证第二连接盘7与混凝土的良好粘结，同时还便于第二连接盘7的拆卸。

进一步的，第一定位钉12和第二定位钉13均为螺钉。

第二定位钉13的设置还便于在桶体1和盖体2外调节第二连接盘7的位置。

利用本装置对混凝土9的自收缩应力的检测过程如下：

步骤一：安装桶体1：将第一连接盘6带有多个第一定位钉12安装在桶体1内的底部，将套管5的一端旋拧在第一连接盘6上，在套管5的另一端上安装压力传感器4，将压力传感器4的引线依次穿过套管5、第一连接盘6和通线孔8后设置在桶体1外，将柱体3插入套管5中并贴紧压力传感器4；

步骤二：在桶体1内装入混凝土9，插捣；振捣密实后，在桶体1的顶部安装第二连接盘7后，最后将盖体2安装在桶体1外；

步骤四：记录下压力传感器4的初始读数；

步骤五：混凝土9在10个小时左右发生终凝，混凝土9自收缩开始，压力传感器示数开始增加，记录不同龄期下压力传感器的读数，减去压力传感器4的初始读数，即为混凝土9的自收缩力，约72小时后，压力传感器4的读数趋于最大值，后期增幅不大，混凝土9自收缩产生力值除以混凝土9的横截面积即为混凝土9自收缩产生的应力。

具体实施方式七：结合图2说明本实施方式，本实施方式包括桶体1、盖体2、压力传感器4和第二连接盘7，所述桶体1的顶部可拆卸连接有盖体2，盖体2的内壁上设置有压力传感器4，所述桶体1的底部加工有通线孔8，便于混凝土取出时施加气压将混凝土顶出，第二连接盘7设置在桶体1内且其与压力传感器4相贴紧，桶体1内填充有混凝土9。

本实施方式中的装置用于检测混凝土9的冻胀应力。检测混凝土的冻胀应力的装置通过检测混凝土的自收缩应力装置变形而来，分别将柱体3、套管5和第一连接盘6从桶体1拆卸下来即可，同时移动压力传感器4的位置使其设置在盖体2和第二连接盘7即可。

进一步的，压力传感器4为市场可购买的产品，型号为hzc-30a/5t压力传感器。

进一步的，桶体1和第二连接盘7同轴设置。如此设置能够确保检测结果的准确性。

具体实施方式八：本实施方式为具体实施方式一、二、三、四、五、六或七的进一步限定，本实施方式中柱体3、第二连接盘7和混凝土9之间固定连接为成一体结构。

利用本装置对混凝土9冻胀应力的检测过程如下：

步骤一：安装桶体1：将桶体1内装入混凝土9，插捣；振捣密实后，将第二连接盘7安装在桶体1的顶部，将压力传感器4安装在盖体2内侧壁上，再将带有压力传感器4的盖体2安装在桶体1外，确保压力传感器4贴紧在第二连接盘7上。

步骤四：记录下压力传感器4的初始读数；

步骤五：混凝土9在几个小时龄期后开始冻胀，压力传感器4示数开始增加，记录不同龄期下压力传感器的读数，减去压力传感器4的初始读数，即为混凝土9的冻胀应力，48～72小时后，压力传感器4的读数趋于最大值，后期增幅不大，混凝土9冻胀产生力值除以混凝土9的横截面积即为混凝土9的冻胀应力。

以上显示和描述了本实用新型的基本原理和主要特征和本实用新型的优点。本行业的技术人员应该了解，本实用新型不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本实用新型的原理，在不脱离本实用新型精神和范围的前提下，本实用新型还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本实用新型范围内。本实用新型要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。