混凝土构件多轴膨胀收缩变形测量仪器

1.本实用新型涉及混凝土构件多轴方向变形测量技术领域，特别涉及一种混凝土构件多轴膨胀收缩变形测量仪器。


背景技术：

2.混凝土具有热胀冷缩的特性，所以无论是混凝土外部环境或者是其内部结构发生温度变化，都会导致混凝土产生温度变形，如果混凝土变形时受到约束和限制，会在结构内部产生温度应力，当应力累加到超出混凝土的抗拉强度时，就会使混凝土产生温度裂缝。温度裂缝的一个特殊表现是，它会随着温度的变化而扩张和收缩。
3.混凝土结硬以后，随着表层水分逐步蒸发，湿度逐步降低，混凝土体积减小，称为缩水收缩(干缩)。混凝土硬化后收缩主要是缩水收缩，是由于水泥水化凝结作用引起体积的凝缩以及混凝土内部游离水分蒸发逸散引起的干缩。
4.对于膨胀混凝土，在水泥基材料中掺加mgo、cao或硫铝酸盐等膨胀剂，水化形成mg(oh)2、ca(oh)2或钙矾石等会使得混凝土的体积发生膨胀，混凝土的膨胀性可以有效地补偿混凝土的收缩变形，从而避免或大大减轻混凝土的开裂情况。
5.由于膨胀剂参量的不同，膨胀混凝土产生的膨胀量会有差异，大量的实验表面，膨胀混凝土的膨胀率与所添加膨胀剂的量成正比，但添加过多的膨胀剂会降低混凝土的强度。混凝土的膨胀情况，宏观上表现在体积的变化，为此研究膨胀混凝土的膨胀率以及膨胀剂的膨胀性能，可以转向测量以及研究混凝土体积的变化情况。
6.由于混凝土具有热胀冷缩的特性、在硬化初期会发生收缩变形以及在添加膨胀剂后的膨胀变形，都会使得混凝土的体积发生变化。通过测量混凝土体积的变化情况，可以反应出混凝土内部结构的情况，可以研究混凝土的收缩性能、混凝土的密实性以及混凝土的抗渗性能等，通过测量混凝土体积的变化情况，可以研究膨胀混凝土的膨胀率以及膨胀剂的膨胀性能等，为此测量和研究混凝土的收缩变形具有一定的科学价值、研究价值和实用价值。
7.对混凝土热胀冷缩的特性、在硬化初期的收缩变形以及膨胀变形的研究需要测量混凝土在相应时间段体积的变化情况，目前测量混凝土构件膨胀收缩变形的仪器，基本上是只能对构件进行某一方向的测量，很少能同时测量多个方向的变形情况。


技术实现要素：

8.本实用新型的目的在于提供一种混凝土构件多轴膨胀收缩变形测量仪器，能够实现混凝土构件在多个方向上的变形测量。
9.本实用新型所采用的技术方案是：混凝土构件多轴膨胀收缩变形测量仪器，包括：
10.三个间隔设置的竖向支撑杆，所述竖向支撑杆的上、下两端均形成有直径较小的螺纹部；
11.上套环和下套环，所述上套环套设在所有所述竖向支撑杆上端的螺纹部，所述下
套环套设在所述竖向支撑杆下端的螺纹部，所述上套环和所述下套环上均设置有若干水平测量位移计，所述上套环上设置有竖向测量位移计，所述水平测量位移计呈间隔设置且朝向混凝土构件的中心，所述竖向测量位移计朝向所述下套环设置，所述下套环上设置有与所述竖向测量位移计相对的抵接部；
12.若干仪器紧固调节件，用于将所述混凝土构件多轴膨胀收缩变形测量仪器固定安装于混凝土构件上，所述仪器紧固调节件分别活动安装于所述上套环和下套环上，所述仪器紧固调节件具有指向所述混凝土构件外周部的抵顶部；
13.六个套环紧固螺母，分别活动安装于所述螺纹部，用于将所述上套环以及下套环分别固定在所述竖向支撑杆的两端；以及
14.平水仪，设置在所述上套环或所述下套环上。
15.有益效果：该混凝土构件多轴膨胀收缩变形测量仪器中，集成有水平测量位移计和竖向测量位移计。通过水平测量位移计可实现水平面上的变形测量，通过竖向测量位移计可实现竖直方向上的变形测量。进而实现了同时测量混凝土构件三个方向上变形量的实验要求，满足实验研究构件整体多方向变形的实验目的。该混凝土构件多轴膨胀收缩变形测量仪器结构合理，性能良好，可广泛应用于土木工程技术领域。该混凝土构件多轴膨胀收缩变形测量仪器可测量混凝土的整体收缩性能，也可测量混凝土的整体膨胀性能，能够整体把握混凝土构件的收缩膨胀性。通过对混凝土构件同时进行多个方向的测量研究，可以更好的把握混凝土构件的整体性能及变形情况，使数据更具有科学性及准确性。
16.进一步地，所述上套环的外周部设置有提杆。
17.进一步地，所述仪器紧固调节件等间隔的设置在所述上套环和所述下套环上，所述上套环和所述下套环上的仪器紧固调节件的数量均为三个。
18.进一步地，所述仪器紧固调节件为调节螺栓。
19.进一步地，所述水平测量位移计的数量为4个且等间隔设置在所述上套环和所述下套环上。
20.进一步地，所述水平测量位移计连接有采集箱，以记录位移数据。
21.进一步地，所述平水仪包括水平方向调节部和竖直方向调节部。
22.进一步地，三个所述竖向支撑杆呈120
°
间隔分布，所述竖向支撑杆的截面为圆形。
23.进一步地，所述水平测量位移计为百分表或千分表。
附图说明
24.下面结合附图和实施例对本实用新型进一步地说明：
25.图1为本实用新型实施例的正视图；
26.图2为图1的左视图；
27.图3为图1的俯视图；
28.图4为图1的剖视图。
具体实施方式
29.本部分将详细描述本实用新型的具体实施例，本实用新型之较佳实施例在附图中示出，附图的作用在于用图形补充说明书文字部分的描述，使人能够直观地、形象地理解本
实用新型的每个技术特征和整体技术方案，但其不能理解为对本实用新型保护范围的限制。
30.在本实用新型的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。
31.在本实用新型的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
32.本实用新型的描述中，除非另有明确的限定，设置、安装、连接等词语应做广义理解，所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本实用新型中的具体含义。
33.参照图1至图4，本实用新型提供一种实施例，混凝土构件多轴膨胀收缩变形测量仪器，主要包括三个间隔设置的竖向支撑杆100、上套环200、下套环300、若干仪器紧固调节件600、六个套环紧固螺母400以及平水仪。
34.其中，三个竖向支撑杆100的上、下两端均形成有直径较小的螺纹部110，上套环200套设在所有竖向支撑杆100上端的螺纹部110，下套环300套设在竖向支撑杆100下端的螺纹部110，上套环200和下套环300上均设置有若干水平测量位移计，上套环200上设置有竖向测量位移计700，水平测量位移计呈间隔设置且朝向混凝土构件的中心，竖向测量位移计700朝向下套环300设置，下套环300上设置有与竖向测量位移计700相对的抵接部310；若干仪器紧固调节件600，用于将混凝土构件多轴膨胀收缩变形测量仪器固定安装于混凝土构件上，仪器紧固调节件600分别活动安装于上套环200和下套环300上，仪器紧固调节件600具有指向混凝土构件外周部的抵顶部610，混凝土构件多轴膨胀收缩变形测量仪器通过抵顶部610固定安装于混凝土构件上。六个套环紧固螺母400分别活动安装于螺纹部110，用于将上套环200以及下套环300分别固定在竖向支撑杆100的两端。平水仪设置在上套环200或下套环300上，用于实现混凝土构件多轴膨胀收缩变形测量仪器的调平。
35.需要理解的是，平水仪包括水平方向调节部和竖直方向调节部。平水仪不仅可以实现水平方向上的调平，还可以实现竖直方向上的调平。
36.该混凝土构件多轴膨胀收缩变形测量仪器中，集成有水平测量位移计和竖向测量位移计700。通过水平测量位移计可实现水平面上的变形测量，通过竖向测量位移计700可实现竖直方向上的变形测量。进而实现了同时测量混凝土构件三个方向上变形量的实验要求，满足实验研究构件整体多方向变形的实验目的。该混凝土构件多轴膨胀收缩变形测量仪器结构合理，性能良好，可广泛应用于土木工程技术领域。该混凝土构件多轴膨胀收缩变形测量仪器可以可测量混凝土的整体收缩性能，也可测量混凝土的整体膨胀性能，能够整体把握混凝土构件的收缩膨胀性。通过对混凝土构件同时进行多个方向的测量研究，可以更好的把握混凝土构件的整体性能及变形情况，使数据更具有科学性及准确性。
37.进一步地，上套环200的外周部设置有提杆210，方便提拿混凝土构件多轴膨胀收缩变形测量仪器套装在混凝土构件上。
38.进一步地，仪器紧固调节件600等间隔的设置在上套环200和下套环300上，上套环200和下套环300上的仪器紧固调节件600的数量均为三个。具体地，四个仪器紧固调节件600之间的夹角设置为120
°
，通过3个错开布设的仪器紧固调节件600与混凝土构件固定安装，可以满足多种横截面的混凝土构件。
39.本实施例中，仪器紧固调节件600为调节螺栓。
40.优选地，水平测量位移计的数量为4个且等间隔设置在上套环200和下套环300上，便于实现混凝土构件多轴膨胀收缩变形测量仪器稳定的套装在混凝土构件的外周部。
41.进一步地，水平测量位移计连接有采集箱，以记录位移数据。分析采集箱采集到的数据，将数据绘成图形。通过图形分析，可以更直观的看出混凝土构件的变形情况、变形趋势、最大变形量以及变形稳定期。
42.进一步地，三个竖向支撑杆100呈120
°
间隔分布，竖向支撑杆100的截面为圆形。
43.进一步地，水平测量位移计为百分表或千分表。
44.继续参照图1至图4对本实用新型实施例混凝土构件多轴膨胀收缩变形测量仪器进行说明：该混凝土构件多轴膨胀收缩变形测量仪器在加装平水仪时，可以将平水仪固定在上套环200或下套环300上，或者可以将小型的平水仪粘贴在上套环200或下套环300上。加装的平水仪需具备两个方向调平的能力，若平水仪只具备单方向调平能力，则需在其垂直方向再加装一个。
45.在混凝土构件多轴膨胀收缩变形测量仪器进行安装前，要先确定所测混凝土构件的尺寸是否符合仪器量程，包括混凝土构件的直径和高度。
46.该测量仪器有三个竖向支撑杆100，各自成120
°
，竖向支撑杆100横截面为圆形，横截面尺寸中部大，两端小。采用三个竖向支撑杆100，方便仪器的安装，同时可以提高仪器组装时的准确度，可以提高仪器在测量过程中整体的稳定性，减少上下套环300之间的相对错位，减少实验误差。
47.该测量仪器所测混凝土构件的截面形状可以为圆形、方形、正方形、菱形以及其他形状的构件，测量混凝土构件时由于仪器紧固调节件600两两之间成120度，不同截面形状的构件需要选择不同的施力点。对于圆形构件，可在水平面上任意选择施力点；对于正方形和方形构件，可选择相邻三面的侧面为施力点；对于菱形构件，可选择相邻两面的侧面为施力点，加正对面的交角线为施力点；对于三角形构件，可选择三面的侧面为施力点；对于其他截面的构件，可依据实验情况以及构件截面情况选择施力点。施力点的选择没有硬性要求，可以根据实验具体情况、实验环境以及实验目的等选择施力点。
48.该测量仪器在位移计架立点500处安装水平测量位移计时，可将水平测量位移计的支撑点的孔洞与位移计架立点500的孔洞对齐，通过螺栓与螺母进行固定；若安装的是千分表或者百分表，在安装前需在位移计架立点500处加装90度转换支架，通过螺栓与螺母进行固定，千分表或者百分表与支架的连接可通过螺栓固定。
49.该测量仪器的测量结果反应情况：
50.1、由于混凝土的收缩量和膨胀量比较小，安装的水平测量位移计建议采用精度为千分之一的位移计，若实验要求精度不高或者由于其他因素的影响，也可以采用精度为百分之一的水平测量位移计。若采用精度为千分之一的水平测量位移计，则数据的精度为0.001；若采用精度为百分之一的水平测量位移计，则数据的精度为0.01。安装好的水平测
量位移计与采集箱连接，通过采集箱的数据采集可得到构件的变形量和变形增长量。
51.2、在实验过程中，若实验数据要求精度不高，缺少水平测量位移计和采集箱，可在位移计架立点500处安装千分表或者百分表。通过定期读取千分表或者百分表的读数，可以得到构件变形的情况。
52.3、由于混凝土的收缩量和膨胀量的峰值及增长阶段在硬化初期，混凝土在28天之前的收缩和膨胀比较显著，28天之后混凝土趋于稳定。在实验时，按实验的目的要求对构件进行天数记录。通过分析采集箱采集到的数据，并将所得数据绘成图形，可以通过图形分析，可以更直观的看出构件的变形情况。
53.4、若采用千分表或者百分表来进行测量，在混凝土硬化初期可分天数及分时间段记录实验数据，每次测得的数据可以与上一次的数据进行对比求差值，同时在图形上将记录的数据描点连线，通过图形更有利于分析构件的变形量。
54.以下是混凝土构件多轴膨胀收缩变形测量仪器的测量方法，使用的混凝土构件多轴膨胀收缩变形测量仪器测量混凝土构件的变形，包括以下步骤：
55.s1、确定混凝土构件的高度和直径；
56.s2、结合混凝土构件的高度和直径，旋转套环紧固螺母400，调节好混凝土构件多轴膨胀收缩变形测量仪器的高度；调整仪器紧固调节件600与上套环200以及下套环300的相对位置，以调节好混凝土构件多轴膨胀收缩变形测量仪器的内径；
57.s3、通过抓取提杆210将混凝土构件多轴膨胀收缩变形测量仪器提起，之后将混凝土构件多轴膨胀收缩变形测量仪器套装在混凝土构件上；
58.s4、将仪器紧固调节件600调节至抵顶部610与混凝土构件外周部抵接，以固定混凝土构件多轴膨胀收缩变形测量仪器于混凝土构件上；
59.s5、按顺时针或者逆时针方向的顺序依次拧松套环紧固螺母400，使得上套环200和下套环300与螺纹部110保持松弛状态；
60.s6、安装水平测量位移计；
61.s7、记录水平测量位移计以及竖向测量位移计700的测量数据。
62.该测量仪器的具体安装过程如下：(至少需要两人)
63.s1、将套环上的仪器紧固调节件600朝拧松的方向旋转，旋转至仪器紧固调节件600的抵顶部610差不多接近套环(指代上套环200或下套环300，下同)内径时停止；
64.s2、将套环紧固螺母400往拧紧方向旋转，为防止在提拿仪器时由于操作不当对仪器的影响，需将套环紧固螺母400拧至上下套环300与竖向支撑杆100紧贴，此时位移计读数达最大值；
65.s3、抓住提杆210，将仪器垂直于地面提起，并垂直于地面套入构件中；
66.s4、手提仪器提杆210，将上套环200的仪器紧固调节件600往拧紧方向拧。拧紧仪器紧固调节件600时，按顺时针或者逆时针方向的顺序依次拧仪器紧固调节件600，每次拧仪器紧固调节件600时只拧一半。如此循环，至混凝土构件与上套环200完全紧贴(期间加装的平水仪的中间气泡要保持在中间)；
67.s5、按顺时针或者逆时针方向的顺序依次放松上下套环300上的套环紧固螺母400，放松情况依实验要求。如测混凝土膨胀时，可放松至1/4；测混凝土收缩可放松至1/2；
68.s6、将下套环300的套环紧固螺母400往拧紧方向拧。拧紧套环紧固螺母400时，按
顺时针或者逆时针方向的顺序依次拧套环紧固螺母400，每次拧套环紧固螺母400时只拧一半。如此循环，至混凝土构件与上套环200完全紧贴(期间加装的平水仪的中间气泡要保持在中间)；
69.s7、按顺时针或者逆时针方向的顺序依次放松上下套环300的定位套环紧固螺母400，建议放松至2/3；
70.s8、再次拧上下套环300的仪器紧固调节件600，至仪器与构件紧紧贴合。
71.s9、确保仪器安装稳定和安全情况下，开始在位移计架立点500处安装水平测量位移计；
72.s10、水平测量位移计安装完成并调试后，记录水平测量位移计及竖向测量千分表的数据，为之后的测量提供原始数据。
73.该测量仪器的具体拆除过程：(至少需要两人)
74.s1、将安装的水平测量位移计从位移计架立点500拧松拆除；
75.s2、手提仪器提杆210，将上套环200的仪器紧固调节件600往拧松的方向拧，拧至抵顶部610部差不多接近套环内径时停止；
76.s3、抓住仪器提杆210，将仪器垂直于地面提起，并垂直立于地面上；
77.s4、将套环套环紧固螺母400往拧紧方向旋转，套环紧固螺母400拧至上下套环300与竖向支撑杆100紧贴，此时位移计读数达最大值；
78.s5、拆除完成，将仪器放好，避免碰撞，影响仪器精度。
79.上面结合附图对本实用新型的实施方式作了详细说明，但是本实用新型不限于上述实施方式，在所述技术领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本实用新型宗旨的前提下作出各种变化。