混凝土约束装置的制作方法

本实用新型涉及建筑材料性能测试技术领域，尤其涉及一种混凝土约束装置。

背景技术：

混凝土的耐久性是其使用寿命的决定性因素，而抗冻性是混凝土耐久性测定的重要内容。

目前，在常用的混凝土抗冻性测试方法中，混凝土试件均会随着其受冻过程中产生的形变而发生自由变形，而在混凝土的实际服役状态下，其形变会受到周围结构的约束，这使得目前的测试方法与实际情况存在不符之处，从而导致混凝土抗冻性的测试结果不准确。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型实施例提供一种混凝土约束装置，主要目的是使混凝土抗冻性的测试过程与实际情况更贴近，以提高混凝土抗冻性测试结果的准确性。

为达到上述目的，本实用新型主要提供如下技术方案：

本实用新型实施例提供了一种混凝土约束装置，用于混凝土试件的抗冻性测试，包括：

第一约束部，其内部设置有腔体，所述腔体用于浇筑成型和容纳混凝土试件，以限制所述混凝土试件受冻膨胀；

第二约束部，位于所述腔体内且与所述腔体的腔壁连接，用于埋设于所述混凝土试件内部，以限制所述混凝土试件受冻收缩。

具体地，所述第二约束部包括沿所述腔体的高度方向均匀分布的多个约束杆组，且每个所述约束杆组中的多根所述约束杆沿所述腔体的周向均匀分布，每根所述约束杆的一端设置于所述腔体的腔壁上，另一端向所述腔体的内部延伸，用于埋设于所述混凝土试件内部。

具体地，所述第一约束部上设置有多个与所述腔体连通的安装孔；

每根所述约束杆的整个外壁上设置有螺纹，每根所述约束杆的一端穿过每个所述安装孔并通过螺母紧固于所述第一约束部的外壁。

具体地，每根所述约束杆的外部紧套有硅胶圈，每根所述约束杆的外壁通过所述硅胶圈与每个所述安装孔的孔壁连接。

具体地，所述第一约束部包括两端开口的管体，及可拆卸地连接于所述管体一端并封堵于所述开口的盖体，所述管体的内壁和所述盖体的内表面围成所述腔体；

所述安装孔设置于所述管体上。

具体地，所述腔体的横截面形状为圆形。

具体地，所述管体上还设置有与所述腔体连通的四个超声波测试孔，四个所述超声波测试孔两两相对布置，且四个所述超声波测试孔的中心点的连线相互垂直。

进一步地，该混凝土约束装置还包括应变传感器，用于设置在所述腔体内部，并埋设在所述混凝土试件中，对所述混凝土试件的应变进行监测。

具体地，所述应变传感器包括安装杆体、电阻应变片和防护罩，所述安装杆体上设置有安装平台，所述电阻应变片粘贴于所述安装平台上，所述防护罩覆盖于所述电阻应变片且与所述安装平台密封连接。

具体地，所述管体、所述盖体、所述约束杆和所述安装杆体均采用不锈钢材质制成。

借由上述技术方案，本实用新型混凝土约束装置至少具有以下有益效果：

本实用新型实施例提供的混凝土约束装置，第一约束部的腔体用于成型和容纳混凝土试件，当混凝土试件受冻而发生膨胀时，由于腔体腔壁的限制作用，限制了混凝土试件产生膨胀变形，同时，第二约束部沿位于第一约束部的腔体内且与腔体的腔壁连接，用于埋设在混凝土试件内部，当混凝土试件受冻而发生收缩时，由于第二约束部的限制作用，限制了混凝土试件产生收缩变形，较好地模拟了混凝土的实际服役状态，使混凝土抗冻性的测试过程与实际情况更贴近，提高了混凝土抗冻性测试结果的准确性。

附图说明

图1为本实用新型实施例提供的一种混凝土约束装置的结构示意图；

图2为图1所示混凝土约束装置的应变传感器的结构示意图；

图3为本实用新型实施例提供的另一种混凝土约束装置的结构示意图。

具体实施方式

为更进一步阐述本实用新型为达成预定实用新型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，对依据本实用新型申请的混凝土约束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，本实用新型实施例提供了一种混凝土约束装置，用于混凝土试件的抗冻性测试，包括第一约束部，其内部设置有腔体11，该腔体11用于成型和容纳混凝土试件，该第一约束部可以为管状体，且混凝土试件可以在第一约束部内直接成型并容纳在其内部，以限制混凝土试件受冻膨胀；第二约束部，位于腔体11内且与腔体11的腔壁连接，用于埋设于混凝土试件内部，第二约束部可以在混凝土试件的浇筑时埋设在其内部，以限制混凝土试件受冻收缩。

本实用新型实施例提供的混凝土约束装置，第一约束部的腔体用于容纳混凝土试件，当混凝土试件受冻而发生膨胀时，由于腔体腔壁的限制作用，限制了混凝土试件产生膨胀变形，同时，第二约束部沿位于第一约束部的腔体内且与腔体的腔壁连接，用于埋设在混凝土试件内部，当混凝土试件受冻而发生收缩时，由于第二约束部的限制作用，限制了混凝土试件产生收缩变形，较好地模拟了混凝土的实际服役状态，使混凝土抗冻性的测试过程与实际情况更贴近，提高了混凝土抗冻性测试结果的准确性。

其中，参见图1，第二约束部包括沿腔体11的高度方向均匀分布的多个约束杆组，每个约束杆组包括多根约束杆2，多根约束杆2沿腔体11的周向均匀分布，每个约束杆2组中的多根约束杆2沿腔体11的周向均匀分布，每根约束杆2的一端设置于腔体11的腔壁上，另一端向腔体11的内部延伸，用于埋设于混凝土试件内部。即第二约束部主要由分布在第一约束部腔体11的腔壁上的多根约束杆2构成，且该多根约束杆2沿腔体11的高度方向及腔体11的周向均匀分布，使得混凝土试件在受冻收缩时受力均匀，有效限制了混凝土试件发生收缩变形，较好地模拟了混凝土的实际服役状态下的受冻收缩，使混凝土抗冻性的测试过程与实际情况更贴近，提高了混凝土抗冻性测试结果的准确性。

在一个替代的实施例中，第二约束部不限于上述的结构形式，在该替代的实施例中，参见图3，第二约束部可以包括位于腔体11内且一端与第一约束部的腔体11内壁连接的多个第约束板4，多个约束板4可以沿腔体11的周向均匀分布。当混凝土试件在第一约束部的腔体11内成型后，多个约束板4自然会被埋设在混凝土试件内部，这样一来，在混凝土试件受冻而发生收缩时，由于多个约束板4均匀地埋设在其内部，有效防止了混凝土试件发生收缩变形，较好地模拟了混凝土的实际服役状态下的受冻收缩，使混凝土抗冻性的测试过程与实际情况更贴近，提高了混凝土抗冻性测试结果的准确性。

当然，除了上述所述的两种第二约束部的结构形式外，通过本实施例的描述，本领域所属的技术人员能够根据实际情况，选择其它合适的方式来实现第二约束部的功能，以满足实际情况的需要，此处不再赘述。

具体地，参见图1，每个约束杆2与第一约束部的连接方式有多种，只要可以实现将每个约束杆2设置在第一约束部的腔体11腔壁上即可，例如，在第一约束部上设置有多个与腔体11连通的安装孔(图中未示出)；每根约束杆2的整个外壁上设置有螺纹，每根约束杆2的一端穿过每个安装孔并通过螺母3紧固于第一约束部的外壁。通过在第一约束部上设置与腔体11连通的安装孔，以及在每个约束杆2的外壁上设置螺纹，实现了约束杆2与第一约束部的可拆卸连接，冻融试验前利用螺母3将每个约束杆2紧固在第一约束部上，冻融试验后可以将多根约束杆2拆下，使约束杆2与第一约束部实现分开存放，以节省占用空间。此外，设置在每根约束杆2外壁上的螺纹，可以增大约束杆2与混凝土试件之间的摩擦力，当混凝土试件受冻收缩时，每根约束杆2可以更好地限制混凝土试件发生收缩变形，更好地模拟混凝土的实际服役状态下的受冻收缩，使混凝土抗冻性的测试过程与实际情况更贴近，进一步提高了混凝土抗冻性测试结果的准确性。

为了提高约束杆2与第一约束部腔体11之间的连接牢固性，在每根约束杆2的外部紧套有硅胶圈(图中未示出)，每根约束杆2的外壁通过硅胶圈与每个安装孔的孔壁连接。通过硅胶圈的设置，增大了每根约束杆2与第一约束部上每个安装孔之间的摩擦力，从而提高了每根约束杆2与第一约束部腔体11之间的连接牢固性；此外，每根约束杆2的外壁通过硅胶圈与每个安装孔的孔壁连接，还可以防止混凝土试件在成型的振动过程中，浆体从安装孔渗出，保证测试结果的准确性；同时，由于硅胶的热导率较低，可以抑制混凝土试件内部通过约束杆2与外界进行热量交换，保证试件的温度梯度能够均匀分布，进而保证测试结果的准确性。

具体地，参见图1，第一约束部包括两端开口的管体12，及可拆卸地连接于管体12一端并封堵于开口的盖体13，管体12的内壁和盖体13的内表面围成腔体11；安装孔设置于管体12上。混凝土试件浇筑前，将盖体13连接在管体12的底部开口，以使其封堵该开口，然后通过管体12的上端开口将新拌混凝注入管体12内，待混凝土试件硬化后，将盖体13拆下，并将混凝土试件上与盖体13对应的面作为测试面进行冻融试验，结构简单合理，操作方便。其中，盖体13可以由法兰构成，且盖体13可以通过螺栓与管体12实现可拆卸连接。需要说明的是，可以根据管体12对混凝土试件的不同约束程度来选择管体12的管壁厚度，如1毫米、4毫米或8毫米等，管壁厚度越大，管体12对混凝土试件的约束力越大。

具体地，第一约束部的腔体11横截面形状为圆形，使得混凝土试件在受冻膨胀时受力均匀，防止应力集中等因素影响试验效果，有效防止了混凝土试件发生膨胀变形，较好地模拟了混凝土的实际服役状态下的受冻膨胀，使混凝土抗冻性的测试过程与实际情况更贴近，提高了混凝土抗冻性测试结果的准确性。

具体地，参见图1，管体12上还设置有与腔体11连通的四个超声波测试孔14，四个超声波测试孔14两两相对布置，且四个超声波测试孔14的中心点的连线相互垂直。通过在管体12上设置与腔体11连通的超声波测试孔14，使得超声测试仪器可以通过超声波测试孔14进行超声波测试，保证了超声测试结果的准确性。其中，四个超声波测试孔14可以与位于管体12中部的某个约束杆2组中的多根约束杆2交替布置。需要说明的是，在管体12内浇筑成型混凝土试件时，为了防止混凝土搅拌物从超声波测试孔14中流出，而影响试件的浇筑成型，可以在管体12的内壁上粘贴薄膜，以将超声波测试孔14进行封堵。其中，所述薄膜的材料可以采用四氟乙烯等。

进一步地，参见图1和图2，该混凝土约束装置还包括应变传感器3，用于设置于腔体11内部，并埋设在混凝土试件中，对混凝土试件的应变进行监测，以监测该混凝土约束装置的约束状态。现有技术中，对冻融试验中混凝土试件的应变测量方式通常为，在试件表面粘贴电阻应变片，使电阻应变片测得试件的应变情况，但是，由于电阻应变片粘贴在试件表面，因此，现有技术中所测得的应变数据仅为试件表面的应变数据，准确性较低。本实用新型实施例提供的应变传感器3，用于埋设在混凝土试件中，以测量试件内部的应变情况，提高了应变的测量准确性。需要说明的是，具体在实施时，该应变传感器3在混凝土试件内的埋设位置应与前述的每个约束杆2组的位置齐平，以保证应变测量的准确性，必要时，可以采用多个应变传感器3分别埋设在混凝土试件内部的不同高度，并保持每个应变传感器3的埋设位置与每个约束杆2组的位置对应齐平，以实现同一时间点测得试件不同高度的应变数据，进一步提高应变的测量准确性，从而更准确地监测该混凝土约束装置的约束状态。

具体地，参见图2，应变传感器3包括安装杆体311、电阻应变片32和防护罩33，安装杆体311上设置有安装平台311，电阻应变片32粘贴于安装平台311上，防护罩33覆盖于电阻应变片32且与安装平台311密封连接。通过将电阻应变片32粘贴在安装杆体311的安装平台311上，使得电阻应变片32通过安装杆体311埋设在混凝土试件内，具体在实施时，可以在安装杆体311的外壁设置螺纹或花纹等，以增大安装杆体311与混凝土试件之间的摩擦力，便于应变传感器3在试件中的锚固，防止了测试时应变传感器3与试件发生相对滑动，而影响测量结果；而且，电阻应变片32通过防护罩33密封连接在安装杆体311的安装平台311上，防止了试件内的浆水对电阻应变片32造成损坏，其中，防护罩33可以采用环氧树脂制成。需要说明的是，安装杆体311的材质的应变特性应与混凝土试件相同，以保证测量结果的准确性，例如，安装杆体311可以采用不锈钢材质制成。

为了防止该混凝土约束装置在长期使用后而产生锈蚀，对混凝土试件造成影响。将第一约束部的管体12和盖体13，第二约束部的约束杆2以及应变传感器3的安装杆体311均采用不锈钢材质制成。

以上所述，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型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实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。