测量混凝土早龄期收缩变形特性的标靶的制作方法

本实用新型涉及的是一种测量混凝土早龄期收缩变形特性的标靶。

背景技术：

混凝土浇筑后的随着凝固与老化的过程要发生变形，这一变形既有膨胀又有收缩，但以收缩为主，故业内称为收缩变形。混凝土收缩性能特别是对3天内早龄期收缩性能是评价混凝土的抗裂性的重要技术指标，对混凝土工程防止混凝土构件产生裂缝具有实际意义。由于3天内早龄期混凝土尚未完全凝固且其收缩变形量很微小，如果采用机械接触方式直接测量其收缩位移，测量时机械接触产生的力的作用将可能使被测体发生位移而影响测量结果。为了精确测定混凝土早龄期收缩性能，中华人民共和国国家标准《普通混凝土长期性能和耐久性能试验方法标准》（GB/T 50082-2009）提出了一种无约束条件下测量混凝土早龄期收缩性能的方法和装置。该装置把两只非接触式位移的探头固定在10cm×10cm×51.5cm的混凝土试模的两端上方，试模内涂刷润滑油，然后再在试模内铺设两层塑料薄膜，每层薄膜上均匀涂抹一层润滑油，以保证混凝土在试模中的自由变形，把两个金属标靶预埋浇注在混凝土试件的两端，标靶露出混凝土试件的部分与相应的电涡流位移传感器探头组成微位移测量系统。当混凝土试件产生收缩时，两组位移传感器分别测量到标靶的位移量，其两者之和即为被测混凝土试件的两标靶之间所发生的收缩距离。测量时，由计算机系统每隔一定的时间测量一次两个位移传感器的位移量，即当前位置相对于混凝土试件刚浇注成型时初始位置的距离△L₁ 、△L₂ 。

当前龄期的混凝土收缩率按下式计算：

式中：ε 为当前龄期的混凝土收缩率；L₀ 为的试件测量标距，即试件刚浇注成型未发生收缩前两标靶间内侧端之间的初始距离。

计算机记录每个采样时刻的位移量。整个测量过程完成后，便可以考察的混凝土试件收缩率按时间变化的规律。

上述现有基于该测量方法的测量装置因技术和成本等综合原因，都选用了电涡流位移传感器作为非接触式位移传感器，故称为混凝土早龄期收缩性能测试电涡流法测试装置。

测量标靶可以看作是两部分组成的，一是测量平面——露出部分，二是支架——埋入部分，其中标靶的测量平面通常与支架向两标靶支架间内侧端齐平。标靶在混凝土成型时埋入，随混凝土收缩变形移动，测量平面与位移传感器配合，通过测量标靶的移动距离获得混凝土收缩变形特性。

测量过程中，测量平面必须在自由状态始终保持直立，因此标靶的构造必须既能依靠自身的重力支撑在试模底部，又能随试样的收缩变形而整体移动。早龄期混凝土内部存在着不平衡压强，这种不平衡压强作用于支架时将产生一个导致标靶发生偏移或使标靶本身发生微变形。由于测量平面在标靶的上部，当偏移或变形方向使测量平面倾斜时，该倾斜将被测量系统放大。由于本身就是微米级微位移测量，上述偏移或变形，特别是反映到测量方向的倾斜将被放大，将影响测量精度。因此标靶需要有适当的质量（重量）和合理的结构（重心）来克服这一倾斜力，同时支架的材料与结构也需要具有一定的刚度，使之能在混凝土凝结过程中抵抗由于不平衡收缩发生的微变形。

基于上述实际需要，通常情况下标靶的基本要求是其位移能够代表被测混凝土试件的收缩（膨胀）特性，主要是：

⑴具有良好的随动性，即能跟随混凝土的变形而移动。由于早龄期混凝土未凝固，因此标靶的重量越轻（质量小）越能克服标靶底脚与试模接触所存在的摩擦力而灵敏随动。

⑵测量平面的稳定性，测量平面始终保持与测量方向垂直，不偏向（即：不左右转动、前后倾斜），尤其是对于倾斜方向。

早龄期混凝土主要是以粘结力和内部压强这两个力来驱动埋入式标靶移动的，而越早期混凝土的流动性越好，则粘结力越低，使内部压强驱动的比例越高。因为支架平面会对混凝土的流动性形成隔断，则使支架平面的两侧形成压强差，从而驱动标靶移动。

此外，早龄期混凝土还因为密度不平衡、振捣不均匀以及发生不均匀变形等多种因素的作用导致其内部存在不平衡压强，这种不同方向不同大小的不平衡压强作用于支架平面将推动标靶发生转动或倾斜，导致发生测量误差。标靶受不平衡压强而发生转动或倾斜的作用与其本身质量呈负相关，也就是说质量越小越容易发生偏转和倾斜。这样，标靶的质量对于上述随动性和稳定性这两个基本要求的作用是矛盾的。

起初混凝土早龄期收缩性能测试电涡流法测试装置所用的标靶是将金属薄片垂直于测量方向埋入混凝土试件，薄片上部伸出试件与电涡流位移传感器配合构成非接触式位移测量系统，标靶的底部直角折边形成水平平面以使标靶可放置在混凝土试模的底面，侧向截面呈“L”状。但这种标靶存在如下问题：

1、试件成型过程中容易使标靶产生倾斜：由于标靶靶底为一平面，并预埋入试模，在装入混凝土、振实成型等过程中很容易发生标靶的底部与试模间嵌入砂或细碎石使标靶不能垂直，导致标靶被测面与位移传感器探头的测量方向不垂直，从而产生测量误差。而一旦标靶的底部发生嵌入砂石等情况，几乎无法对标靶再进行整平处理。

2、标靶的垂直平面分隔了混凝土，早龄期混凝土因材料内部不均匀或浇筑不均匀等原因其内部存在不均匀压强，在其作用下会使标靶产生偏转、倾斜或位移，而这种位移并不代表混凝土的整体变形特性，从而导致测量误差。为减小不均匀压强的作用，标靶平面需做得较小，但又影响了标靶的随动灵敏性。

中国实用新型专利ZL200820120744.7“混凝土早龄期收缩性能测试电涡流法测试装置”中提供了一种改进了的测量混凝土早龄期收缩变形特性的标靶，“标靶的形状是一薄片制品，该薄片制品的水平截面是以一主边和与主边向一侧延伸的辅边构成的，所说主边是测量平面的截面，辅边是延伸平面的截面。即标靶的俯视形状是如‘ㄇ’形、‘丁’形或‘丌’ 形的。”就是在支架部分标靶平面的后侧增加了支撑结构，以提高其抵抗变形的刚度和支撑在底面上的稳定性。

为解决标靶的质量与随动性和稳定性这两个基本要求之间的矛盾，该实用新型提出了在标靶的埋入部分设置一定数量的过孔，以释放混凝土试件内部压强的不平衡的技术方案，以兼顾标靶的随动性与稳定性。

然而，该专利技术方案并未解决标靶的随动性和稳定性矛盾，即开孔面积后虽然释放了不平衡压强，但同时也使标靶移动的驱动力也变小，将使标靶的随动性变差。而且由于混凝土的龄期越早，流动性越好，其压强驱动的分量也越大，导致标靶的随动性越差。

前述标靶在结构上，标靶的支架平面与测量平面是完全连接的同一的标靶平面。换一个角度讲，标靶的测量平面是支架平面的延续，是一整块与测量方向（即试模的长方向）垂直的板为主体的。

技术实现要素：

针对上述不足，本实用新型就是要提供一种测量混凝土早龄期收缩变形特性的标靶，其支架平面与测量平面不是同一平面，以实现标靶提高标靶早龄期的随动灵敏性的同时更好地兼顾标靶稳定性与随动性的技术目的。

本实用新型提供的测量混凝土早龄期收缩变形特性的标靶，包括测量平面和支架两部分，其中支架上的支架平面是由多个面以曲折形态形成的，所述面上设置有过孔，测量平面经连接点与支架上的面曲折处连接，所述支架上的面与测量平面不相平行。

所述曲折形成支架平面的面是平面或弧面，而曲折形成的棱是角棱或弧棱。

本实用新型提供的测量混凝土早龄期收缩变形特性的标靶，支架平面是由多个面连接组成，而这些面与测量平面不相平行，将混凝土内部不平衡压强对支架平面的作用方向与测量平面不相垂直，即与测量方向呈倾斜角，减小了其在测量方向的力分量，降低了标靶在测量平面方向发生倾斜的可能；还使支架平面上过孔的面积大于其在测量平面上的投影面积，在减小所述不平衡压强对支架平面的作用的同时保持了较大测量平面有效驱动面积。例，当支架平面上的面与测量方向垂直平面夹角为60°时，保持相同的有效驱动面积时，过孔的面积可增加一倍，这就能更好地改善标靶的随动性与稳定性矛盾。

本实用新型将测量平面经“点”与支架上的面曲折形成的棱连接，这在结构上几乎杜绝了标靶测量方向的倾斜变形，而支架上的面在其他方向的变形不会反应到测量方向上，因此标靶可以做成更轻薄，从而减小了标靶的质量，提高标靶的随动灵敏性。如上述实用新型的标靶至少要1mm厚的钢片冲制才能保证稳定性，而本实用新型只需要0.2mm厚的钢片冲制就能保证稳定性，并有更好的随动性。

所述支架上多个面的结构布置，在受测量方向的压强作用时，其垂直于测量方向的分量合力为零。即，由混凝土变形压强（非不均匀压强）作用在标靶时不会使标靶发生偏转或倾斜。典型的实现方式是支架上多个面对于试模长轴中分面对称布置。

所述支架是由中间一条垂直于底面的曲折棱为中心左右对称的，测量平面底边中点连接在该中心曲折棱的顶端。

所述支架是由一张薄板经垂直于底面的曲折棱形成的俯视为等腰三角波形的波形板。此结构使标靶自身的结构和重力稳定性（重心位置处于中间）比现有标靶的形状更好，因此标靶可以做得更轻薄。

所述支架是由一对以薄板经垂直于底面的曲折棱形成的俯视为等腰三角波形的波形板，经对应的面中间有开口相对的、长度是一半高度的、宽度与厚度相同的、方向与曲折棱平行的槽相插构成的俯视为网格状的结构。

附图说明

图1为本实用新型一实施例的主视图，图2为图1的右视图，图3为图1的俯视图，图中：1-测量平面，2-支架，a-曲折棱，b-过孔；

图4为本实用新型一实施例的俯视图，图中：1-测量平面，3-支架二，4-卡扣。

具体实施方式

1、一测量混凝土早龄期收缩变形特性的标靶，如图1、2、3所示，有测量平面1和支架2两部分，两者是以同一块0.2mm厚的薄钢片冲压成型的。其中测量平面是一矩形，支架是呈W形状的三折波形板，即支架上有三条与底面垂直的曲折棱a，共四个面，面上有过孔b，过孔的形状与大小对于中间棱呈对称分布。曲折棱两侧的面之间夹角为60°，测量平面底边中点与波形板中间一道曲折棱顶端连接。

2、另一测量混凝土早龄期收缩变形特性的标靶，如图4所示，有6面5折波形板支架二3，支架二的6个面大小相同，每两个面之间的夹角都是60°，每个面上开设有过孔，过孔的形状与大小对于中间棱呈对称分布。支架二由0.2mm厚的薄钢片冲压成型。测量平面1是一块0.2mm厚的矩形薄钢片，测量平面底边对称固定有一对卡扣4。使用时测量平面通过卡扣架在支架两个对称的曲折棱上。

3、一测量混凝土早龄期收缩变形特性的标靶，有两个半圆柱面经一圆角棱组成的翼形支架，圆弧面轴线与底面垂直。半圆柱面上有过孔，过孔的形状与大小对于中间棱呈对称分布。使用时测量平面通过卡扣架在圆角棱顶端。

4、一测量混凝土早龄期收缩变形特性的标靶，支架有以测量平面为中心的辐射形曲折棱。

5、一测量混凝土早龄期收缩变形特性的标靶，支架由一对W形状的三折波形板对插构成。波形板各面之间夹角为45°，其上有过孔，过孔的形状与大小对于中间棱呈对称分布。波形板各面两纵边中间有一半面高的槽，槽的宽度是波形板的厚度。两个波形板以槽相对插入，构成网格状支架。测量平面底边架在其中一个三折波形板的一对曲折棱上端。