一种同时测量早龄期混凝土内部多处应变方法
【技术领域】
[0001]本发明属于结构参数监测技术领域，具体涉及一种同时测量早龄期混凝土内部多处应变方法。
【背景技术】
[0002]混凝土早期裂缝产生一直是现代土木建筑普遍存在的问题。随着对于早期裂缝开展机制研究的不断深入，人们对于测量早龄期混凝土内部应变的需求也越来越强烈。中国专利文献CN104048591A于2014年9月17日公开了一种测量早龄期混凝土内部应变的碳纤维丝电阻应变片组合，它包括碳纤维丝I和电阻应变片2，在碳纤维丝I上粘贴有电阻应变片2和接线端子4，电阻应变片4的两条引出线3与两根输出导线5对应连接在接线端子4两端。在浇筑混凝土试件时，将该碳纤维丝电阻应变片组合整体埋入浇筑试件中，利用高强柔软的碳纤维丝可随着电阻应变片和试件整体变形的特性，测量早龄期混凝土内部的应变。
[0003]在实际应用中，发现该专利结构在安装使用过程中存在如下问题:
1、大多数试验会在受力复杂的区域粘贴较多应变片，应变片之间的间距和角度都有严格的要求。但在进行上述专利应用时应变片之间的初始相对位置和互成角度很难在埋设应变片时得到保证。尤其当应变片间距较小的时候，应变片在放入混凝土试件时相互间距和角度的测量及保持很难完成。
[0004]2、碳纤维丝粘贴电阻应变片在埋入混凝土试件或构件内部后，由于后续的强烈振捣或外力作用，电阻应变片在混凝土试件或构件内部的测量位置和测量方向容易发生改变，造成实际测量结果与预期结果存在一定偏差。
【发明内容】
[0005]针对现有技术中存在的问题，本发明所要解决的技术问题是提供一种同时测量早龄期混凝土内部多处应变方法，能够在试验初期通识并保证应变片的埋设和布置，并在浇筑时克服电阻应变片在混凝土内部的测量位置和测量方向的改变。
[0006]本发明所要解决的技术问题是通过下述技术方案实现的，它包括以下步骤:
步骤1、用粘接剂将多根碳纤维丝相互正交粘贴成网状结构，而后使用粘接剂将电阻应变片沿着碳纤维丝主轴方向并顺其轴向粘贴于碳纤维丝上；
步骤2、在电阻应变片粘贴处和接线端子位置表面涂0.5mm~l.0mm粘胶涂覆层，而后在电阻应变片、接线端子以及引出线上覆一层塑料薄膜用于防潮；
步骤3、将经步骤I和步骤2处理的带电阻应变片的碳纤维网整体埋入浇筑试件中，并对碳纤维网进行固定；
步骤4、利用电阻应变仪测量混凝土内部的电阻应变片产生的应变数据。
[0007]本发明采用的碳纤维网由多根碳纤维丝相互正交粘结而成，在埋入浇筑试件后，用粘接剂将碳纤维网四周固定在混凝土浇筑模具上，使碳纤维网和粘贴在碳纤维网上的电阻应变片不会随着后续的振捣过程或者外力作用而发生位置和方向上的偏移，测量数据的可靠性得以保证。能够同时测量多点应变。
[0008]在操作过程中，可以根据测量需要和电阻应变片的多少改变各根碳纤维丝之间的间距，碳纤维网根据混凝土试件的形状可采用不同的编织方式(井字形、蛛网型等)。
[0009]电阻应变片外涂粘胶涂覆层具有防潮性能，使电阻式电阻应变片不会在浇注过程中受潮失效，保证测量的有效性。
[0010]本发明具有如下优点:
1、能够在埋设应变片时保证应变片的相对间距和互成角度。
[0011]2、能够保持电阻应变片的测量位置和测量方向，测量结果准确；
3、能够在同一区域内布置较多的电阻应变片，同时测量同一区域内不同位置的早龄期混凝土真实应变；
本发明适用于实验室模型试验研究和施工中早龄期混凝土的前期变形监测。
【附图说明】
[0012]本发明的【附图说明】如下:
图1为【背景技术】中纤维丝电阻应变片组合的平面结构示意图；
图2为本发明埋入混凝土的碳纤维丝网粘贴电阻应变片的结构示意图；
图3为一个实施例的混凝土结构图；
图4为实施例的测量数据变化曲线图。
[0013]图中:1.碳纤维丝；2.电阻应变片；3.弓丨出线；4.接线端子；5.输出导线；6.碳纤维丝网。
【具体实施方式】
[0014]下面结合附图和实施过程对本发明作进一步说明:
本发明包括以下步骤:
步骤1、用粘接剂将多根碳纤维丝相互正交粘贴成网状结构，而后使用粘接剂将电阻应变片沿着碳纤维丝主轴方向并顺其轴向粘贴于碳纤维丝上；
步骤2、在电阻应变片粘贴处和接线端子位置表面涂0.粘胶涂覆层，再在电阻应变片、接线端子以及引出线上覆一层塑料薄膜用于防潮；
步骤3、将经步骤I和步骤2处理的带电阻应变片的碳纤维网整体埋入浇筑试件中，并对碳纤维网进行固定；
步骤4、利用电阻应变仪测量混凝土内部的电阻应变片产生应变的数据。
[0015]上述粘接剂选用环氧树脂胶或氯丁橡胶。
[0016]本发明的具体实施过程如下:
1、准备测量用材料及仪器设备:包括碳纤维丝、氯丁橡胶、塑料薄膜、电阻应变片、接线端子、导线、电烙铁、焊锡膏、万用表、应变采集仪、电脑等。
[0017]2、根据电阻应变片尺寸和所测模型试件大小，截取多根足够长度的碳纤维丝，铺平放置。
[0018]3、根据同一区域内电阻应变片的密集程度以及测量位置的间距，确定相邻碳纤维丝的间距以及碳纤维网的形状:如图2所示，用氯丁橡胶将碳纤维丝相互正交粘贴成所需的碳纤维网6，相邻节点处的碳纤维丝应纵横交错，相互交织形成紧密体系；网的大小及形状根据试件及测量需要确定；粘贴完成后放至干燥处保存使其粘贴牢固。
[0019]4、在碳纤维丝的贴片位置和电阻应变片的底面均匀地涂上薄薄一层氯丁橡胶胶水，待胶水变稠后，用镊子轻轻夹住电阻应变片的两边，沿电阻应变片主轴方向将其顺碳纤维丝轴向粘贴于碳纤维丝上；在电阻应变片粘贴过程中，应综合考虑测量位置以及测量方向的问题，并合理安排电阻应变片的粘贴位置。贴片粘贴位置应避开碳纤维网节点处。如图2所示，沿X方向，电阻应变片2可以检测横向应变；沿Y方向，电阻应变2可以检测纵向应变。
[0020]5、用氯丁胶水将接线端子粘在电阻应变片引出线的前端，然后将电阻应变片的引出线和输出导线分别焊接到接线端子两端，焊接要迅速，时间不能过长，焊点要求光滑，多余的引出线可剪断。
[0021]6、用万用表检查电阻值及电路的通顺，保证粘贴质量，如不符合，需重新粘贴电阻应变片。
[0022]7、防潮处理:先在电阻应变片粘贴处和接线端子位置表面涂0.5mm~l.0mm粘胶涂覆层，再覆一层聚乙烯塑料薄膜防潮。
[0023]8、浇筑混凝土试件或构件:待浇筑到待测应变的位置时停止，先将已浇注部分振捣密实，并保证表面光滑和平整，再将粘贴好电阻应变片的碳纤维网顺着欲测量的应变方向整体平铺置于已浇筑的部分试件上，再浇筑少许混凝土覆盖电阻应变片粘贴位置。
[0024]9、对碳纤维网进行固定:用环氧树脂胶将碳纤维网周围预留足够长度的碳纤维丝粘贴在浇筑混凝土所使用的模具上。固定过程一定要保证碳纤维网始终保持同一平面。导线可选择从浇筑后的混凝土上表面出来，或者直接从混凝土侧面出来(针对一些高度较大或没有支侧模的试件和构件)，注意导线的保护以及导线引出的预留长度，以方便接线。
[0025]10、继续浇筑，注意成型及振捣时埋入物的整体保护，直至完成整个浇筑。混凝土硬化拆模后要剪掉外露多余碳纤维丝。输出导线从混凝土表面(或侧面)引出后，编好测点号，另一端接头焊入应变采集仪，即可进行变形测量。
实施例
[0026]为了更直观的了解本发明的测量效果，以下附上一个实施例的测量数据:
如图3所示的圆环混凝土结构，钢环位于内部，起约束作用的，外部为高强混凝土。按照上述实施过程在区域A埋入圆弧形碳纤维丝网，并沿环向粘贴两份应变片，实时监控测量数据。
[0027]测量结果如图4所示，由于混凝土早期的自收缩和干燥收缩，在钢环约束状态下混凝土早期内部拉应变增大，大约在第5天时，达到最大值，第一个电阻应变片处的应变值超过600Χ10_6μ ε，第二个电阻应变片处的应变值接近600X 10_6μ ε。待混凝土内部出现微裂缝后，应力得到释放，因此拉应变降低，在约第14天时，为最小值，第一个电阻应变片约为380Χ10_6μ ε，第二个电阻应变片约为280 ΧΙΟ—6 μ ε。最后由于徐变的影响，应变又会呈现上升趋势。
[0028]通过图4的实际测量数据曲线变化图及上述理论分析，我们能够发现:本发明的测量结果能够清晰展现出混凝土内部早期应变变化趋势并基本能够正确反映内部应变的发展情况。
【主权项】
1.一种同时测量早龄期混凝土内部多处应变方法，其特征是:包括以下步骤: 步骤1、用粘接剂将多根碳纤维丝相互正交粘贴成网状结构，而后使用粘接剂将电阻应变片沿着碳纤维丝主轴方向并顺其轴向粘贴于碳纤维丝上； 步骤2、在电阻应变片粘贴处和接线端子位置表面涂0.5mm~l.0mm粘胶涂覆层，而后在电阻应变片、接线端子以及引出线上覆一层塑料薄膜用于防潮； 步骤3、将经步骤I和步骤2处理的带电阻应变片的碳纤维网整体埋入浇筑试件中，并对碳纤维网进行固定； 步骤4、利用电阻应变仪测量混凝土内部的电阻应变片产生应变的数据。
【专利摘要】本发明公开了一种同时测量早龄期混凝土内部多处应变的方法，包括以下步骤：步骤1、用粘接剂将多根碳纤维丝相互垂直粘贴成网状结构，然后使用粘接剂将电阻应变片沿着碳纤维丝主轴方向并顺其轴向粘贴于碳纤维丝上；步骤2、在电阻应变片粘贴处和接线端子位置表面涂0.5mm~1.0mm粘胶涂覆层，再在电阻应变片、接线端子以及引出线上覆一层塑料薄膜用于防潮；步骤3、将经步骤1和步骤2处理的带电阻应变片的碳纤维网整体埋入浇筑试件中，并对碳纤维网进行固定；步骤4、利用电阻应变仪测量混凝土内部的电阻应变片产生应变的数据。本发明的优点是：能够在埋设应变片时保证应变片的相对位置和相互角度；能够保持电阻应变片的测量位置和测量方向，测量结果准确。
【IPC分类】G01B7-16
【公开号】CN104792257
【申请号】CN201510171427
【发明人】陈朝晖, 陈科, 郭早阳, 胡辉, 夏成俊, 王新, 廖旻懋, 胡*高
【申请人】重庆大学
【公开日】2015年7月22日
【申请日】2015年4月13日