一种用于混凝土膨胀和收缩检测的装置及方法与流程

本发明涉及混凝土检测，特别是一种用于混凝土膨胀和收缩检测的装置及方法。

背景技术：

1、混凝土体积膨胀、收缩会引起构件产生应变，会对其材料性能造成负面影响，一旦超过混凝土的抗裂性极限，就会产生裂缝并导致混凝土强度降低，甚至引发结构问题及缩短混凝土构件的使用寿命，影响混凝土耐久性评价指标。现有的混凝土检测手段，如混凝土收缩试验、混凝土膨胀率试验等，虽然可以在一定程度上评估混凝土的收缩和膨胀性能，但这些试验往往在实验室环境下进行：将混凝土浇筑形成试验规格的混凝土试块，在混凝土凝固后在混凝土试块周侧布设测量部件，通过调节外部环境，比如压力、温度，对混凝土试块的膨胀及收缩现象进行检测，然后将测量值与设计尺寸对比，确定混凝土试块的膨胀和收缩率。现有技术参见申请号为cn201922188575.1、cn201920252025.9和cn202220737227.4的专利技术。

2、采用混凝土试块的检测方式不能完全反映结构实体混凝土在现场实际条件下的性能表现，尤其是在考虑到实际施工过程中的变量，如不同的浇筑体积、水化热、养护条件等，这些因素都可能进一步影响混凝土的性能，从而导致检测结果具有较大偏差。对于这些情况，如果没有适当的现场测试手段，我们无法准确检测出混凝土在具体的环境条件下是否超出现膨胀、收缩的限值，易埋下安全隐患。

3、因此，研究并开发出能更有效、更全面检测混凝土稳定性能的新方法和装置以适应现场浇筑实际环境，对判断混凝土材料性能是否能抵抗体积变化引出的开裂问题，无疑对于保证混凝土结构的安全性和耐久性有着重要的意义。

技术实现思路

1、本发明的目的在于：针对现有技术通过采用混凝土试块对膨胀和收缩情况进行检测，存在检测结果准确性低的问题，提供一种用于混凝土膨胀和收缩检测的装置及方法，实现在混凝土硬化过程中对产生的膨胀值、收缩值进行监测。

2、为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

3、一种用于混凝土膨胀和收缩检测的装置，包括感应部、联通管、联动管道和千分表，所述感应部内部中空，所述感应部、联通管和联动管道依次连接，所述联通管和联动管道均为刚性构件，所述感应部、联通管和联动管道之间形成有闭合通道且所述闭合通道内填满惰性液体，所述闭合通道的末端为可伸缩结构，所述感应部能够感应混凝土的膨胀和收缩变化并相应在所述闭合通道内产生液压力，所述可伸缩结构能够在液压力作用下作长度伸缩变化，所述千分表用于检测所述可伸缩结构的移动量。

4、上述装置中，感应部用于预埋于浇筑混凝土结构中，联动管道用于露出混凝土结构设置，联通管用于在混凝土结构内部起到承接感应部和联动管道的作用；通过感应部感应混凝土结构的膨胀和收缩变化，将混凝土结构对感应部的松紧力对闭合通道内的惰性液体产生液压，从而对可伸缩结构产生相应的吸、推力，带动千分表读数变化；联通管和联动管道采用刚性构件作为闭合通道的保护套，能够保护闭合通道的位置固定不变、防止外力挤压，变量单一，从而保证千分表所测数据准确。其中，联通管和联动管道之间可以是可拆卸连接，也可以是一体连接；联通管和感应部可以是可拆卸连接的分体式构造，也可以为一体连接。在本方案，闭合通道内填注的惰性液体为受热胀冷缩影响较小且不易挥发的液体，如：矿物油、植物油。

5、采用上述装置用于混凝土膨胀和收缩检测，贴近混凝土硬化过程的真实境况，测量结果准确，能够为混凝土配合比设计研究及混凝土危害裂缝预判等提供有力支持。

6、优选地，所述可伸缩结构设置于所述联动管道的内部，所述可伸缩结构的一端与所述联动管道的管壁固定连接，所述可伸缩结构的另一端与所述联动管道滑动连接。

7、作为其它可实施方式，所述可伸缩结构也可设置于联动管道的端部。本方案优选在联动管道的内部设置可伸缩结构，能够为可伸缩结构的伸缩方向提供导向，保证测量稳定，避免外界干扰，而且隐蔽性好，结构简单，外形美观。

8、优选地，所述可伸缩结构为伸缩管结构，所述联动管道包括第一材质管和内包于所述第一材质管的第二材质管，所述第二材质管与所述伸缩管一体连接。在联动管道内内包设置第二材质管，一方面由于第二材质管具有较大的连接面积，设置稳定，方便连接伸缩管，能够给伸缩管的伸缩变化提供有效支撑，另一方面，第二材质管可以受第一材质管保护，避免内部的惰性液体受外界干扰，利于测量结果稳定、准确。

9、第二材质管可以采用粘接、熔接等方式与第一材质管固定。其中，第一材质管可以是硬塑料、钢、铜等不易变形的材料，第二材质管最好与感应部的材质一样，避免数据偏差。

10、进一步地，所述可伸缩结构的活动端设有传导垫，所述传导垫与所述联动管道滑动连接，传导垫用于与千分表测量杆接触。传导垫应具有较大刚度，不易发生塑形变形，利于测量稳定。

11、优选地，所述感应部沿至少一个方向设有感应通道，所述感应通道的空腔沿侧壁折叠形成多个凸出部，所述凸出部沿周向均匀分布。凸出部的设置对于混凝土收缩和膨胀变化具有较高灵敏度；相应地，相邻凸出部之间形成凹状，利于与混凝土结合。

12、优选地，所述感应部沿至少两个方向设有感应通道，每个所述感应通道的一端对应设置一处所述联通管，每处的所述联通管均依次连接有所述联动管道和千分表，每个方向上的所述感应通道与相应连接的所述联通管及联动管道分别形成一闭合通道，所有所述感应通道之间通过结合部固定连接；

13、或者，所有方向上的所述感应通道通过结合部交汇于一体，所有所述感应通道于所述结合部处相互连通。安装方便，检测时，可对不同方向的混凝土收缩和膨胀性能进行数据收集以便进行综合性研究。

14、优选地，本发明还包括安装座，所述安装座用于同轴安装所述联动管道和千分表，所述安装座上设有至少一组安装工位，方便集成固定联动管道和千分表。作为其它可实施方式，使用时，也可将联动管道和千分表分别固定设置。

15、优选地，所述联动管道上设有用于调节所述闭合通道液压的微调器。通过调节微调器，能够在混凝土浇筑完毕后将闭合通道调节在微负压的状态，使感应部轻微内缩，避免混凝土对感应部施加的包裹力突破感应部胀、缩的限值。微调器为现有成熟产品，类似活塞缸结构，其控制原理在此不作具体解释。

16、本发明还提供一种用于混凝土膨胀和收缩检测的检测方法，包括以下步骤：

17、采用上述的一种用于混凝土膨胀和收缩检测的装置，将感应部预埋于待浇筑结构中，预埋测温探头，将联动管道露出所述待浇筑结构；

18、浇筑混凝土；

19、通过千分表获取可伸缩结构的伸缩量，每隔一段时间读取所述千分表的示数并记录温度值，直至监测结束。

20、采用上述检测方法能够准确测出混凝土硬化过程中的膨胀和收缩性能参数。

21、优选地，待混凝土浇筑完毕后，通过调节微调器和/或调节千分表，将千分表归零。

22、待混凝土浇筑完毕后，混凝土重量对感应部施加包裹力，感应部内部压力增大，会通过惰性液体推动可伸缩结构外伸以实现自平衡；此时可通过外旋微调器，吸附惰性液体，带动可伸缩结构回缩，或者也可以直接基于可伸缩结构伸出的某个状态作为初始状态对千分表进行调零，进而获取混凝土硬化过程中的变化参数。

23、进一步地，监测结束后，绘制位移图，获取一定时段内混凝土内部膨胀、收缩位移随温度的变化图。

24、综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：

25、采用本发明所提供的一种用于混凝土膨胀和收缩检测的装置，能够贴近混凝土硬化过程的真实境况，测量结果准确，可靠性高。