一种水泥基材料抗裂性评价装置的制作方法

本技术涉及水泥基无机胶凝材料检测，具体来说，涉及一种水泥基材料抗裂性评价装置。

背景技术：

1、随着混凝土技术的不断发展，制配高强度、良好工作性能水泥基材料的技术不断进步，随之出现的水泥基材料开裂问题也日益突出。开裂对水泥基材料的整体性能、力学性能及耐久性能等方面均具有十分显著的影响。大体积混凝土温度开裂是水库大坝等工程首要解决的关键难题之一。混凝土的温度变化和收缩不会直接造成开裂，只有混凝土的变形受到约束，产生拉应力才有可能出现开裂现象。目前对水泥基材料抗裂性能研究的约束试验方法按其试件型式可分为三种：平板约束试验、环约束试验和单轴约束试验，其中平板约束试验和环约束试验主要用于干燥开裂分析，单轴约束试验主要用于温度开裂评价。单轴约束试验中目前最为先进、研究较多的是温度应力试验机(tstm)。

2、tstm设备对试验内部环境要求较高，必须达到绝湿和半绝热状态，且需要高精度的机械加工以保证测量和控制的精度。tstm单台设备占地约为10平方米，价格为100万元以上，且需要配套的试验室，其操作过程非常复杂。该设备由于以上几方面的限制：试验周期长，试验操作复杂，不适合用于大量水泥基材料组合的初步筛选；环境条件要求高，需要配套的专业试验室，不适合用于工程现场开展检测评价；价格昂贵，维护成本高，不适合大范围推广应用。

3、针对相关技术中的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

技术实现思路

1、针对相关技术中的问题，本实用新型提出一种水泥基材料抗裂性评价装置，以克服现有相关技术所存在的上述技术问题。

2、本实用新型的技术方案是这样实现的：

3、一种水泥基材料抗裂性评价装置，包括荷载模块、控温模块和变形监测模块组成，其中，所述荷载模块由承力钢架、夹具、水泥基无机胶凝、力传感器、紧固螺栓组成，所述控温模块由试验箱、风扇、温度传感器和程序式温度控制器组成，所述变形监测模块由应变片和应变数据采集器组成。

4、优选的，所述夹具上片穿过所述承力钢架的上部与所述紧固螺栓连接，所述夹具的下片穿过所述承力钢架下部与所述力传感器连接，且所述夹具的上片和下片之间为水泥基材料试件。

5、优选的，所述试验箱位于所述承力钢架内，所述试验箱的内壁安装有两个所述风扇和所述温度传感器，所述温度传感器与所述程序式温度控制器电性相连。

6、优选的，所述水泥基材料试件上均安装有所述应变片，所述应变片与所述应变数据采集器控制连接，且所述应变片的灵敏度为2.0mv/v，应变数据采集器示数的最小单位为1e-6。

7、本实用新型提供了一种水泥基材料抗裂性评价装置，有益效果如下：

8、通过荷载模块对一组平行的水泥基材料试件分别施加一个等大的初始轴向拉力，控温模块中的温度传感器检测试验箱内的温度，并由程序式温度控制器控制试验温度降低，让水泥基材料试件受冷收缩，轴向拉力增大，拉力超过水泥基材料试件的抗拉强度时试件断裂，变形监测模块中的应变片和应变数据采集器记录时间和应变，读取断裂时间。若多个水泥基材料试件均未发生断裂，则比较各水泥基材料试件的单位温度的应力变化，数值较小的对抗裂有利。本申请的装置，能够比较不同胶凝材料在降温条件下的开裂时间和单位温度收缩应力，适用于大量、快速试验，筛选出抗裂性好的水泥混凝土胶凝材料组合，造价低廉，操作简单，适合大范围推广应用，通过调控试验箱内降温条件，模拟水泥混凝土温度开裂过程，采用断裂时间和单位温度应力指标，实现快速评价不同胶凝材料组合对水泥混凝土抗裂性能的影响，通过测试的是完全相同温度变化条件下不同材料组合的应力应变情况，对比结果更可信，试验操作简单、试验时间较短，适合快速大量试验筛选合适的材料组合，为选取大体积混凝土胶材体系提供重要参考依据。

技术特征：

1.一种水泥基材料抗裂性评价装置，其特征在于，由荷载模块、控温模块和变形监测模块组成，其中，所述荷载模块由承力钢架(1)、夹具(2)、水泥基材料试件(3)、力传感器(4)、紧固螺栓(5)组成，所述控温模块由试验箱(6)、风扇(7)、温度传感器(8)和程序式温度控制器(9)组成，所述变形监测模块由应变片(10)和应变数据采集器(11)组成。

2.根据权利要求1所述的一种水泥基材料抗裂性评价装置，其特征在于，所述夹具(2)上片穿过所述承力钢架(1)的上部与所述紧固螺栓(5)连接，所述夹具(2)的下片穿过所述承力钢架(1)下部与所述力传感器(4)连接，且所述夹具(2)的上片和下片之间为水泥材料试件(3)。

3.根据权利要求1所述的一种水泥基材料抗裂性评价装置，其特征在于，所述试验箱(6)位于所述承力钢架(1)内，所述试验箱(6)的内壁安装有两个所述风扇(7)和所述温度传感器(8)，所述温度传感器(8)与所述程序式温度控制器(9)电性相连。

4.根据权利要求1所述的一种水泥基材料抗裂性评价装置，其特征在于，所述水泥基材料试件(3)上均安装有所述应变片(10)，所述应变片(10)与所述应变数据采集器(11)控制连接，且所述应变片(10)的灵敏度为2.0mv/v，应变数据采集器示数的最小单位为1e-6。

技术总结
本技术公开了一种水泥基材料抗裂性评价装置，由荷载模块、控温模块和变形监测模块组成，其中，所述荷载模块由承力钢架、夹具、水泥基材料试件、力传感器、紧固螺栓组成，所述控温模块由试验箱、风扇、温度传感器和程序式温度控制器组成，所述变形监测模块由应变片和应变数据采集器组成，有益效果：本申请的装置，能够比较不同胶凝材料试件在降温条件下的开裂时间和单位温度收缩应力，适用于大量、快速试验，筛选出抗裂性好的水泥混凝土胶凝材料组合，造价低廉，操作简单，适合大范围推广应用，实现快速评价不同胶凝材料组合对水泥混凝土抗裂性能的影响，试验操作简单、试验时间较短。

技术研发人员：纪国晋,吴葵,高怀振,计涛,李盼盼,田军涛,刘晨霞,马晓旭,张扬三,杨海浪
受保护的技术使用者：中国水利水电科学研究院
技术研发日：20230426
技术公布日：2024/1/14