精确测量低水灰比混凝土自收缩的成套装置的制作方法

本实用新型属于公路混凝土耐久性能测试装置技术领域，尤其涉及一种精确测量低水灰比混凝土自收缩的成套装置。

背景技术：

制备公路水泥混凝土要求在低水灰比下提高其耐久性能，而低水灰比时混凝土内部自由水分含量少，水泥等胶凝材料长期水化消耗大量自由水后使得内部局部湿度不饱和度降低，水化过程中产生的毛细孔将在低湿度下引起混凝土的自收缩量大幅度增加，严重影响了混凝土的体积稳定性和抗裂耐久性能。因此，自收缩是混凝土抗裂耐久性能的重要控制指标。已有混凝土自收缩相关的测量方法和测量系统主要是在试件两端通过比长或在内部埋入应变计的方式来进行表征，其误差相对较大或者传感器不能重复利用，且测量的均是整体变形，而混凝土自收缩发生在硬化早期，同时自收缩的发生是局部区域湿度不饱和引起的局部应变，因此其收缩的大小应该从局部变形和整体变形两方面来共同表征。

技术实现要素：

本实用新型要解决的技术问题是提供一种测量准确的精确测量低水灰比混凝土自收缩的成套装置，该装置能够同时精确测量混凝土自收缩引起的局部变形和整体变形。

为了解决上述技术问题，本实用新型采用以下技术方案：

精确测量低水灰比混凝土自收缩的成套装置，包括模具系统、无摩擦支撑架和定位测量系统；模具系统主要由底板及分别立于其四周的四块侧钢板组成，包括两块横向侧钢板和两块竖向侧钢板，每块侧钢板上边缘中部均设有拉手，相对的两块侧钢板上按照一定距离对称设置定位孔，定位柱穿插通过对应定位孔，定位柱两端突出并由磁力固定盘固定在侧钢板上；底板由底板主体和四周伸缩边框组成，底板主体四周设有止动孔、四块侧钢板相应底部设有螺孔，四周伸缩边框通过固定螺栓和螺母与侧钢板的螺孔和底板主体的止动孔连接。

定位柱为圆柱形的不锈钢材料制成，其端头轴心位置设计有凹入式中心。

无摩擦支撑架是由不锈钢杆组成的矩形框架，矩形框架对应长边设有限位点，沿矩形框架长度方向平行设置支撑杆。

定位测量系统包括数显千分表、尖部可伸缩定位杆、滑块、电动导杆及辅助定位杆；尖部可伸缩定位杆焊接固定在滑块上，滑块安装在电动导杆上；辅助定位杆焊接固定在无摩擦支撑架上；数显千分表嵌入式安装在滑块上。

针对目前已有混凝土自收缩测量系统存在的问题，发明人设计制作了一种精确测量低水灰比混凝土自收缩的成套装置，包括模具系统、无摩擦支撑架和定位测量系统；模具系统主要由底板及分别立于其四周的四块侧钢板组成，包括两块横向侧钢板和两块竖向侧钢板；无摩擦支撑架是由不锈钢杆组成的矩形框架；定位测量系统包括数显千分表、尖部可伸缩定位杆、滑块、电动导杆及辅助定位杆。应用该装置，可通过模具系统的伸缩性结构和预先嵌入塑料膜保证自收缩测量是在与外界无物质交换的条件下进行，保障了测量的精确性；通过混凝土浇筑成型期间定位柱与磁力固定盘保证定位的稳定性；通过定位测量系统进一步减小手动操作定位和测量时造成的人为误差，提高测量的精度。同时，本实用新型可实现局部变形和整体变形的测量，而且可以通过横向变形和纵向变形的测量实现泊松比的计算。总之，该装置具有结构简单易操作、测量功能多样，且自收缩测量的准确性和精度有保障。

附图说明

图1是精确测量低水灰比混凝土自收缩的成套装置中模具系统的结构示意图(俯视)。

图2是精确测量低水灰比混凝土自收缩的成套装置中模具系统的结构示意图之一(侧视)。

图3是精确测量低水灰比混凝土自收缩的成套装置中模具系统的结构示意图之二(侧视)。

图4是精确测量低水灰比混凝土自收缩的成套装置中模具系统的底板伸缩结构的局部放大图。

图5是精确测量低水灰比混凝土自收缩的成套装置中定位测量系统的结构示意图(正视)。

图6是精确测量低水灰比混凝土自收缩的成套装置中定位测量系统的结构示意图(俯视)。

图7是精确测量低水灰比混凝土自收缩的成套装置中定位测量系统的结构示意图(侧视)。

图8是精确测量低水灰比混凝土自收缩的成套装置中定位测量系统的定位柱结构的局部放大图。

图9是精确测量低水灰比混凝土自收缩的成套装置中无摩擦支撑架的结构示意图(俯视)。

图10是本实用新型的使用状态示意图(正视)。

图11是本实用新型的使用状态示意图(俯视)。

图中：1底板，2横向侧钢板，3定位柱，4磁力固定盘，5拉手，6固定螺栓，7竖向侧钢板，8限位点，9滑块，10尖端可伸缩定位杆，11数显千分表，12电动导杆，13辅助定位杆，14无摩擦支撑架，15止动孔，16混凝土试件，17定位测量系统。

具体实施方式

一、基本结构

如图1至图11所示，精确测量低水灰比混凝土自收缩的成套装置，包括模具系统、无摩擦支撑架14和定位测量系统17。

模具系统主要由底板1及分别立于其四周的四块侧钢板组成，包括两块横向侧钢板2和两块竖向侧钢板7，每块侧钢板上边缘中部均设有焊接拉手5用于辅助拆装模具，相对的两块侧钢板上按照一定距离对称设置定位孔用于放置定位柱，成型时定位柱3穿插通过对应定位孔，定位柱两端突出并由磁力固定盘4固定在侧钢板上；底板由底板主体和四周伸缩边框组成，底板主体四周设有止动孔15、四块侧钢板相应底部设有螺孔用于成型样品时侧钢板的锁定止动，四周伸缩边框通过固定螺栓6和螺母与侧钢板的螺孔和底板主体的止动孔连接，组成可伸缩式成型模具，固定螺栓和止动孔配合在成型时在靠近模版最内侧的止动孔安装固定螺栓，可通过固定螺栓与止动孔保证成型时模具各侧板与底板之间的相对固定以及拆模时的可伸缩移动。

无摩擦支撑架14是由研磨抛光的不锈钢杆组成的矩形框架，矩形框架对应长边设有限位点8，沿矩形框架长度方向平行设置多根支撑杆，用于自收缩测量期间试件的放置架。

定位测量系统包括数显千分表11、尖部可伸缩定位杆10、滑块9、电动导杆12及辅助定位杆；尖部可伸缩定位杆焊接固定在滑块上，滑块安装在电动导杆上，通过控制器来控制滑块在导杆上的移动；辅助定位杆13焊接固定在无摩擦支撑架上，通过辅助定位杆保证定位测量系统与测试样品的贴合；数显千分表嵌入式安装在滑块上，千分表的位移传感器在测量自收缩变形时与另一块滑块的定位杆保持紧密接触。

定位柱为圆柱形的不锈钢材料制成，其端头轴心位置设计有凹入式中心，用于测量时定位杆与定位柱的接触点，二者配合进行测量位置的固定。

二、制作使用

制作模具系统时，采用不锈钢板作为材料，厚度均为2cm，五块不锈钢板分别制成底板及侧钢板，其中两块侧板为平行且长度均为51.5cm的长板(横向侧钢板)，高度为11cm，另外两块侧面板为平行且长度均为10cm的短板(竖向侧钢板)，高度为11cm。底板总长度为56.5cm、总宽度为15cm，底板主体与四周伸缩边框在长度和宽度方向上形成0.5cm的边缘开槽，四块侧钢板的底端和底板之间设计有厚度为0.5cm、嵌入长度为2cm的嵌套部分，并在底板主体嵌套部分靠近内侧有止动孔。采用的数显千分表测量范围为0-100mm，测量精度为0.001mm。

将成型模具组装后，将固定螺栓安装在底板的止动孔上进行模具固定，在模具内侧嵌入一层较厚的塑料薄膜，从贴好塑料薄膜的内侧将定位柱安装在定位孔上并用磁力固定盘进行固定，浇筑成型后用塑料薄膜仔细将样品封好。待混凝土初凝时，将固定螺栓去掉，通过拉手将四块侧钢板从底板嵌入位置拉出并去掉侧钢板。将混凝土试件16样品小心移入控温室的无摩擦支撑架上。测量时将定位测量系统靠近样品，并将辅助定位杆密贴样品，通过控制器控制滑块在电动导杆上的移动，将尖端可伸缩定位杆与待测点处安置的定位柱凹入式轴心接触好，数显千分表的传感器与另外一个滑块上在定位杆靠近滑块一端设计的圆形嵌入式中心接触，此时数字千分表上显示的数据即为试验局部两个测点之间的相对距离。试样总的自收缩变形可以借助已有方法中使用的比长仪测得。

与现有方法相比，本实用新型改进之处在于：

1、现有混凝土成型时候是在一个铁制的不可伸缩的模具里面，样品测试的时候需要把模具脱模，如此造成自收缩开始测量的时间实际上比较早，而脱模的时间要24h之后等混凝土硬了之后才可以脱模。应用本实用新型可以在样品初凝后产生了一点强度的情况下就拆掉模具，便于及时测量。

2、原来的比长法只能测量总体应变，不能测局部应变。本实用新型的测量系统可实现测量局部应变，同时增加辅助定位系统保证了测量精度。