一种水泥混凝土无应力环境的营造装置的制作方法

本实用新型属于土木工程技术领域，涉及一种水泥混凝土无应力环境的营造装置。

背景技术：

在水泥混凝土结构物健康监测技术中，应变测量的可靠性是结构应力计算正确与否的决定性因素。水泥混凝土应变，尤其是早期应变的影响因素众多，从应力构成的角度，可将其分为两类：应力应变分量和非应力应变分量。前者与结构应力有关，后者与结构应力无关，在进行应力计算时应将后者剔除。目前，应变主要通过电阻式应变计、振弦式应变计、光栅光纤式应变计获得。而所测应变为某时段的混凝土总应变，包含塑性阶段的收缩、蠕变等非应力应变分量。为了降低该部分应变分量对混凝土结构应力计算产生的干扰，有学者提出了采用隔离装置将应变计及周边混凝土与外围混凝土隔离开的方法，营造装置内无结构应力的环境，实现非应力应变分量的测定。再通过平行试验测定总应变，进而计算应力应变。然而，由于无应力环境通过较大尺寸的刚性筒体营造，筒体的引入改变了筒体周边混凝土的应力状态，对所测非应力应变将产生较大干扰。

技术实现要素：

为了解决背景技术中存在的上述技术问题，本实用新型提供了一种阻断了筒外混凝土对筒内混凝土应变状态的干扰以及可减小筒端混凝土对筒内混凝土收缩的阻碍的水泥混凝土无应力环境的营造装置。

为了实现上述目的，本实用新型采用如下技术方案：

一种水泥混凝土无应力环境的营造装置，其特征在于：所述水泥混凝土无应力环境的营造装置包括无应力圆筒以及设置在无应力圆筒上的应变计以及应变补偿单元；所述无应力圆筒是中空且两端设置有开口的圆筒；所述无应力圆筒是热敏金属材料制成的圆筒。

作为优选，本实用新型所采用的应变计包括轴向应变片；所述轴向应变片设置在无应力圆筒的外壁上；所述轴向应变片所在轴向与无应力圆筒的轴向平行。

作为优选，本实用新型所采用的应变计还包括径向应变片；所述径向应变片设置在无应力圆筒的径向方向上。

作为优选，本实用新型所采用的应变补偿单元包括温控管以及与温控管相连的控制器；所述温控管缠绕设置在无应力圆筒的外壁上。

作为优选，本实用新型所采用的无应力圆筒的内壁上涂覆有黄油层。

作为优选，本实用新型所采用的无应力圆筒的两端部设置有薄膜封口膜。

作为优选，本实用新型所采用的无应力圆筒的两端部设置有塑料薄膜封口膜。

作为优选，本实用新型所采用的无应力圆筒的筒壁厚1mm-2mm；所述无应力圆筒的外径是36mm-50mm。

作为优选，本实用新型所采用的应变计的外表面以及温控管的外表面均设置有封装膜。

作为优选，本实用新型所采用的应变计的外表面以及温控管的外表面均设置有环氧树脂封装膜。

本实用新型的优点是：

本实用新型提供了一种水泥混凝土无应力环境的营造装置，该装置包括无应力圆筒以及设置在无应力圆筒上的应变计以及应变补偿单元；无应力圆筒是中空且两端设置有开口的圆筒；无应力圆筒是热敏金属材料制成的圆筒。本实用新型通过无应力圆筒将筒内、外的水泥混凝土分隔开，阻断了筒外混凝土对筒内混凝土应变状态的干扰，为无应力圆筒的筒内混凝土营造了不受外界干扰的无应力环境；由于本实用新型所提供的无应力圆筒为热敏金属材料制成，可依据应变计的测量值，利用应变补偿单元调节无应力圆筒的涨缩，补偿无应力圆筒自身引入对筒内混凝土应变状态改变的补偿。本实用新型实现了筒内混凝土的无应力状态，可用于水泥混凝土无应力环境下的应变测定，广泛服务于土木工程领域水泥混凝土结构物的应力监测。

附图说明

图1是本实用新型所提供的水泥混凝土无应力环境的营造装置的结构示意图；

其中：

1-无应力圆筒；2-应变计；3-应变补偿单元；31-温控管；32-控制器。

具体实施方式

参见图1，本实用新型提供了一种水泥混凝土无应力环境的营造装置，该水泥混凝土无应力环境的营造装置包括无应力圆筒1以及设置在无应力圆筒1上的应变计2以及应变补偿单元3；无应力圆筒1是中空且两端设置有开口的圆筒；无应力圆筒1是热敏金属材料制成的圆筒。

其中：本实用新型所提供的应变计2至少包括轴向应变片；轴向应变片设置在无应力圆筒1的外壁上；轴向应变片所在轴向与无应力圆筒1的轴向平行；另外的，应变计2还包括径向应变片；径向应变片设置在无应力圆筒1的径向方向上。

本实用新型所采用的应变补偿单元3包括温控管31以及与温控管31相连的控制器32；温控管31缠绕设置在无应力圆筒1的外壁上。温控管31经控制器32与外部电源接通，控制器32可实现温控管的温度调节。本实用新型通过无应力圆筒将筒内、外的水泥混凝土分隔开，阻断了筒外混凝土对筒内混凝土应变状态的干扰；同时，可依据应变计的测量值，利用应变补偿单元调节无应力圆筒的涨缩，补偿无应力圆筒自身引入对筒内混凝土应变状态改变的补偿。本实用新型实现了筒内混凝土的无应力状态，可用于水泥混凝土无应力环境下的应变测定，广泛服务于土木工程领域水泥混凝土结构物的应力监测。

无应力圆筒1的内壁上涂覆有黄油层，无应力圆筒1的两端部设置有薄膜封口膜，尤其是塑料薄膜封口膜。无应力圆筒1的筒壁厚1mm-2mm；无应力圆筒1的外径是36mm-50mm。本实用新型在具体使用时，筒内抹黄油，减小筒壁对筒内混凝土收缩的阻碍；筒两端使用塑料薄膜封口，减小筒端混凝土对筒内混凝土收缩的阻碍。

应变计2的外表面以及温控管31的外表面均设置有封装膜，尤其是环氧树脂封装膜。

下面以水泥混凝土路面板为例，对本实用新型所提供的技术方案进行详细说明：

一种水泥混凝土无应力环境的营造装置，包括无应力圆筒1、应变计2、应变补偿单元3三部分。其中：应变计2粘贴在无应力圆筒1的筒壁上；应变补偿单元3的温控管31缠绕在无应力圆筒1的外壁上，经应变补偿单元3的控制器32与外部电源连接。无应力圆筒1在温控管31温度变化时热胀冷缩，控制器32可根据应变计2的测量值对温控管31的温度进行精度为0.1℃的调节。

1、准备工作

在无应力圆筒内填满混凝土，并插捣密实。使用塑料封口膜将两端封口。在无应力圆筒的筒壁的径向和轴向上粘贴应变片，表面使用环氧树脂封装，并与采集仪相连。在无应力圆筒周围缠绕三组内径为6mm的温控管，外表用环氧树脂封装；将温控管与控制器、电源连接。

2、安装工作

将装备好的无应力圆筒、应变计和补偿单元整体埋入待测的水泥混凝土内，并调整至合适位置。同时做平行试验，将内埋式水泥混凝土应变计埋入同等条件的水泥混凝土内。

3、应变补偿工作

接通应变计与采集仪、控制器与电源，利用控制器调节无应力圆筒涨缩，使应变计的读数与平行试验中内埋式水泥混凝土应变计的测量值一致。

4、此时，无应力圆筒内即为无应力环境。