内嵌式水泥基材料复合收缩测量仪的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及水泥基材料复合收缩测量装置。
【背景技术】
[0002] 水泥基材料在实际应用过程中常会由于自身水化和水分的蒸发使得在完全硬化 前发生化学收缩和塑性收缩等体积变化，其产物的宏观绝对体积小于反应物，而水化系统 中固相物质的体积是在增加的，整个体系的密实度增加，材料逐步硬化。当水泥基材料初凝 硬化并具有一定的结构强度后，水化过程依然在持续，此时较为密实的固相物质将阻挠系 统宏观体积的缩小，材料水化所产生的体积缩小量便会在体系内部保留并形成孔隙。此后 水化依然继续进行，当剩余水泥基材料继续水化消耗内部水分时，材料内部的相对湿度降 低，毛细孔隙和凝胶孔隙内的液面弯曲形成凹液面，该凹液面的负压作用引发体积收缩，该 种收缩称之为自收缩，一旦材料收缩应力超过体系的抗拉强度，便会发生开裂，对材料后续 的耐久性产生不利影响。另外，水泥基材料硬化后，当外部环境较为干燥时，材料体系内的 毛细孔水和吸附水便会蒸发，导致毛细孔内部的弯液面形成负压，水化产生的凝胶体紧缩， 复合作用下水泥基材料体系发生收缩，尽管这种干缩变形在材料再次遇水时能够恢复一部 分，但是在其收缩过程中材料内产生的拉应力超过抗拉强度时，依然会造成开裂。
[0003] 在实验室和工程规范中用接触法的方式测量此类材料的体积收缩时，一种方法是 卧式放置方式，尽管该方式也近乎水平或者就是水平放置，但是它需要在试件达到一定强 度后拆模才能对试块进行测试，目前试验的多数反馈结果显示其易受环境波动和人为因素 的影响，而且拆模的时间节点主要为经验值数据，准确性受限；另一种是采用立式放置方 式，测量硬化拆模后的试块，该种测量方式一方面要保证试块拆模后形状完整且性状稳定， 另一方面常常以试块的下底面作为测量基准面，因下底面通常受立式模具的约束和限制， 所以测量结果存在一定影响。两都者无法明确何时试块具有可以进行测试的结构强度，且 后者在立式放置时以受约束底端作为测量基准存在沉降和重力的共同影响，并且用自由端 和受约束端的相对距离变化来反映材料整体体积变化，测量数据极易产生偏差。
【发明内容】
[0004] 本发明的目的是为了解决现有水泥基材料在实验室内进行复合收缩测量过程中 采用试件水平放置时需要拆模引发误差和立式放置测量时也需拆模且普遍以试模底端作 为测量基准点所引入的测量数据偏差大的问题，提供一种内嵌式水泥基材料复合收缩测量 仪。
[0005] 内嵌式水泥基材料复合收缩测量仪，它包括金属模具、定位板、放置板、测量仪表、 仪表立柱、仪表顶柱、内壁隔离层和两个配套测片，金属模具由前侧立板、后侧立板、左右两 侧立板和底板组成的上部开口的箱体，内壁隔离层置于金属模具内腔体的表面上，前侧立 板与后侧立板上分别对应开有两个通透的L型的嵌槽，所述两个L型的嵌槽以前侧立板和 后侧立板竖直方向的中心线为轴，镜像设置，定位板与放置板为外径尺寸相同的H型板，所 述H型板的横梁置于金属模具的内腔体中、H型板的两翼置于金属模具的外部，定位板与放 置板的板面相对设置，定位板与放置板分别置于两个L型嵌槽的底部，仪表立柱的一端穿 过放置板上的放置板孔与放置板固定连接、仪表立柱的另一端穿过定位板上的一号定位板 孔与定位板接触连接，仪表顶柱的一端穿过定位板上的二号定位板孔与定位板固定连接、 仪表顶柱的另一端与仪表下端凸起接触连接，测量仪表固定连接在仪表立柱上，两个配套 测片分别置于待测件的上表面上。
[0006] 本发明首先在金属模具的底面、内壁铺设内壁隔离层，便于待测件的材料自由沉 降，金属模具两侧相对应的两对L型嵌槽用于放置测量定位板和放置板，定位板和放置板 的加宽端附加有圆形螺纹孔用于放置和固定测量仪表的仪表立柱和仪表顶柱，测量仪表与 仪表顶柱紧密接触作为测试端，当水泥基材料的待测件置于金属模具的内腔体中以后，定 位板和放置板的横梁均嵌入待测件中，在配套测片测量沉降与收缩平衡时间点的同时，定 位板和放置板之间的测量仪表开始进行对该材料复合收缩的测量。
[0007] 本发明侧重于通过测量实际使用过程中的体积收缩来评价可能造成的开裂破坏， 而不是常规定义下的某种单一材料变形所引起的破坏。
[0008] 本发明无需拆模即可完成测量，极大的克服现有卧式方式所存在的缺陷；本发明 采用两侧同时测量更进一步提高了测试的精度。
[0009] 本发明通过水平测量大幅度减小了实验室常用立式测量方式带来的部分沉降和 重力作用对形变测量结果的影响，此外，不同于卧式测量法，本发明实现了带模测量的方 式，消除了卧式测量法拆模步骤对收缩测量的影响，双侧读数更进一步提高了测量精度，装 置中定位板和放置板的相对位置实时变化排除了以约束端作为测量基准点对形变测量产 生的影响，以此完成复合收缩值的测定，此外，在测量过程中长方体试件其长度可以比常规 试件更长以此减少纵向变化对横向测量的影响。
[0010] 本发明结构简单、易于操作，且成本低廉。
【附图说明】
[0011] 图1为本发明内嵌式水泥基材料复合收缩测量仪工作状态的轴侧视图，图2为具 体实施方式一的定位板、放置板、测量仪表、仪表立柱、仪表顶柱连接关系的俯视示意图，图 3为【具体实施方式】一的定位板的主视图，图4为【具体实施方式】一的放置板的主视图。
【具体实施方式】
[0012]
【具体实施方式】一：结合图1至图4说明本实施方式，本实施方式所述内嵌式水泥基 材料复合收缩测量仪，它包括金属模具1、定位板2、放置板3、测量仪表4、仪表立柱5、仪表 顶柱6、内壁隔离层8和两个配套测片7,金属模具1由前侧立板、后侧立板、左右两侧立板 和底板组成的上部开口的箱体，内壁隔离层8置于金属模具1内腔体的表面上，前侧立板与 后侧立板上分别对应开有两个通透的L型的嵌槽1-1，所述两个L型的嵌槽1-1以前侧立板 和后侧立板竖直方向的中心线为轴，镜像设置，定位板2与放置板3为外径尺寸相同的H型 板，所述H型板的横梁置于金属模具1的内腔体中、H型板的两翼置于金属模具1的外部， 定位板2与放置板3的板面相对设置，定位板2与放置板3分别置于两个L型嵌槽1-1的 底部，仪表立柱5的一端穿过放置板3上的放置板孔3-1与放置板3固定连接、仪表立柱5 的另一端穿过定位板2上的一号定位板孔2-1与定位板2接触连接，仪表顶柱6的一端穿 过定位板2上的二号定位板孔2-2与定位板2固定连接、仪表顶柱6的另一端与仪表4下 端凸起接触连接，测量仪表4固定连接在仪表立柱5上，两个配套测片7分别置于待测件9 的上表面上。
[0013] 本实施方式首先在金属模具1的底面提前铺设内壁隔离层8或隔离材料，内壁附 有松软泡沫或充气材料的内壁隔离层8便于待测件9的材料自由沉降，金属模具1两侧相 对应的两对L型嵌槽1-1用于放置测量定位板2和放置板3,定位板2和放置板3为平板状 成H型且两端加宽呈铲状，两种板的加宽端附加设计有圆形螺纹孔用于放置和固定测量仪 表的仪表立柱5和仪表顶柱6,定位板2和放置板3两者保持平行且两者中心线保持在同一 水平高度，测量仪表4与仪表顶柱6紧密接触作为测试端，当水泥基材料的待测件9置于金 属模具1的内腔体中以后，定位板2和放置板3的横梁均嵌入待测件9中，在配套测片7测 量沉降与收缩平衡时间点的同时，定位板2和放置板3之间的测量仪表4开始进行对该材 料复合收缩的测量。
[0014] 本实施方式能够对水平放置的待测件9进行水泥基材料体积形变量的测试，而且 是针对开始具有一定结构强度的材料由于水分蒸发或者内外湿度不均造成收缩而进一步 引起开裂的阶段，所以本实施方式侧重于通过测量实际使用过程中的体积收缩来评价可能 造成的开裂破坏，而不是常规定义下的某种单一材料变形所引起的破坏。
[0015] 本实施方式无需拆模即可完成测量