一种实际养护条件下混凝土现场力学参数的测试设备与方法与流程

本发明属于水利水电技术领域，特别是一种实际养护条件下混凝土现场力学参数的测试设备与方法。

背景技术：

混凝土是一种由水泥、骨料，水及外加剂组成的多相材料。随着水泥水化反应的不断进行，混凝土的力学参数也随之发展，其速率呈现出先快后慢的特点。混凝土的力学性能，对于评价混凝土的应力发展，开裂风险具有重要作用。弹性模量对应力发展起关键作用，而混凝土的抗拉强度则反映混凝土本身的抵抗开裂的能力。

混凝土力学参数发展受多种因素的影响，诸如水灰比、外加剂，养护条件等。其中，养护条件对现场混凝土力学参数的发展有重要影响。现有规范关于混凝土力学参数试验均基于实验室内恒温养护条件，与实际工程混凝土的变温历程不符；同时，实验室内变温养护时，由于采用试件断面较小，也难以反映实际工况下温度梯度对混凝土不同断面深度的力学参数的影响，试验结果均无法直接应用于实际工程。

技术实现要素：

本发明的目的是提供一种实际养护条件下混凝土现场力学参数的测试设备与方法，其可以改进现有混凝土力学参数测试方法的缺陷，为大体积混凝土结构优化设计提供参数基础。

为实现上述目的，本发明采取以下技术方案：

一种实际养护条件下混凝土现场力学参数的测试设备，它包括模板系统，该模板系统包括六个模板，组成密封的立方体；该模板系统内由上至下设有多个温度传感器，各温度传感器与计算机采集系统连接。

进一步的，所述模板系统内部等分为四个竖向贯通的空间，其中一个为测温空间，其余三个为取样空间；所述温度传感器均位于该测温空间内。

进一步的，所述模板系统内设有若干竖向的固定丝，位于同一竖直直线的所述温度传感器固定设于同一固定丝上。

一种实际养护条件下混凝土现场力学参数的测试方法，利用所述的实际养护条件下混凝土现场力学参数的测试设备，它包括下列步骤：

模板系统内各测温点预先埋设温度传感器；

将搅拌完成的混凝土浇入模板系统内并密封，形成混凝土试件，预埋的温度传感器导线从模板的预留孔穿出与计算机采集系统相连；开始试验，同步测量各温度传感器的温度数据；

混凝土初凝后，拆除模板系统的各模板，使混凝土试件处于实际养护条件；

根据设定的取样龄期，在各测温点处钻芯取样，并对试样进行力学性能测试，分析不同养护条件下混凝土力学参数的发展规律。

进一步的，将所述模板系统内部等分为四个竖向贯通的空间，其中一个定义为测温空间，其余三个分别定义为第一取样空间、第二取样空间和第三取样空间；将所述温度传感器均预埋于该测温空间内，并在各温度传感器顶部形成测温点；取样时，从该第一取样空间、第二取样空间和第三取样空间顶部与各测温点对应的位置向下钻芯取样。

进一步的，在所述模板系统内的中心点，7天和14天龄期各取至少2个试样，共计不少于4个试样；在第一取样空间、第二取样空间和第三取样空间，3天、7天和14天龄期各取至少16个试样，共计不少于48个试样。

进一步的，所述试样为φ150×300mm的棱柱体。

本发明的有益效果是：本发明提供的实际养护条件下混凝土现场力学参数的测试设备和方法可以直接获取不同温度历程下混凝土的力学参数，解决了以往测试方法不能模拟真实混凝土实际养护条件的不足，测试结果更具参考性。

附图说明

图1是本发明实际养护条件下混凝土现场力学参数的测试设备的主视图。

图2是本发明实际养护条件下混凝土现场力学参数的测试设备的俯视图。

具体实施方式

以下仅以实施例说明本发明可能的实施态样，然而并非用以限制本发明所欲保护的范畴，先予叙明。

如图1、图2所示，本发明提供一种实际养护条件下混凝土现场力学参数的测试设备，它包括模板系统，该模板系统包括六个模板1，组成密封的立方体。模板1边长不小于1000mm，该模板系统内由上至下设有多个温度传感器2，各温度传感器2与计算机采集系统连接。

该模板系统内部等分为四个竖向贯通的空间，其中一个为测温空间A，其余三个为取样空间B。该温度传感器2均位于该测温空间A内。

该模板系统内设有若干竖向的固定丝3，位于同一竖直直线的该温度传感器2固定设于同一固定丝3上，以将温度传感器2按照预设的埋置位置固定。

本发明还提供一种实际养护条件下混凝土现场力学参数的测试方法，利用所述的实际养护条件下混凝土现场力学参数的测试设备，它包括下列步骤：

模板系统内各测温点预先埋设温度传感器2；

将搅拌完成的混凝土浇入模板系统内并密封，形成混凝土试件，预埋的温度传感器导线从模板1的预留孔穿出与计算机采集系统相连；开始试验，同步测量各温度传感器2的温度数据；

混凝土初凝后，拆除模板系统的各模板1，使混凝土试件处于实际养护条件；

根据设定的取样龄期，在各测温点处钻芯取样，并对试样进行力学性能测试，分析不同养护条件下混凝土力学参数的发展规律。

将所述模板系统内部等分为四个竖向贯通的空间，其中一个定义为测温空间A，其余三个分别定义为第一取样空间B1、第二取样空间B2和第三取样空间B3；将所述温度传感器2均预埋于该测温空间A内，并在各温度传感器2顶部形成测温点4；取样时，从该第一取样空间B1、第二取样空间B2和第三取样空间B3顶部与各测温点4对应的位置向下钻芯取样。本发明的温度测量点集中于立方体的1/4部分，采用预埋式温度传感器测量各取样点的温度，温度传感器预埋深度由取样点决定。测量点布置的目的是：考虑到试件为对称结构，温度场也为对称分布，通过测量1/4区域不同位置处的温度，即可反映其余3/4部分混凝土所经历的实际养护条件下的温度历程。

取芯后的试样5尺寸采用φ150×300mm的棱柱体(尺寸与现行混凝土力学性能测试规范一致)。各取样点沿高度可取4个试样，由对称性可知每2个试样的养护历程相同，共计可取不少于52个试样。因此，根据每1/4区域的试样数量和位置，通过钻芯，可获取的试样试验参数和数量为

在所述模板系统内的中心点，7天和14天龄期各取至少2个试样，共计不少于4个试样；在第一取样空间、第二取样空间和第三取样空间，3天、7天和14天龄期各取至少16个试样，共计不少于48个试样。将取出的试样，按照现行的混凝土力学参数试验规范测试，计算实际养护条件下现场混凝土的力学参数发展规律。

基于上述温度测量和取样方法，本发明可一次性获取至少9条混凝土温度历程曲线，以及相应的混凝土力学参数发展曲线。

本发明优点如下：

1、本发明可以现场测定实际养护条件下包括轴心抗压强度，弹性模量等混凝土的力学参数，为混凝土工程施工和防裂提供参考。

2、本发明可以根据实际工程的混凝土配比要求，反映真实的混凝土配比和养护历程。

3、本发明可以现场测量实际养护条件下混凝土的力学参数，为混凝土工程的防裂设计提供基础。

本发明是以所述的权利要求所限定的。但基于此，本领域的普通技术人员可以做出种种显然的变化或改动，都应在本发明的主要精神和保护范围之内。