早期齡混凝土拉伸徐變的測量方法及裝置制造方法及圖紙

本發明專利技術涉及一種早期齡混凝土拉伸徐變的測量方法及裝置。該測量裝置包括同軸且水平設置的固定端組件和移動端組件、約束框架、及其支架，移動端組件通過加載軸與同軸線設置的穿心千斤頂相連接，且在移動端組件的外側設置有位移傳感器，用于測量試件移動端或/和加載軸在拉伸過程中的位移；本發明專利技術方法是對拉伸徐變試件施加徐變荷載進行主動約束試驗；并記錄施加的徐變荷載以及加載前后位移傳感器的讀數；同時利用補償收縮試件按常規方法進行自收縮試驗；到達試驗設計齡期后終止試驗，主動約束試驗值減去自收縮試驗值即為拉伸徐變變形值。本發明專利技術裝置結構簡單，其檢測方法簡便、檢測成本低，且檢測精度高。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及水工結構實驗、觀測與分析
，具體涉及一種早期齡混凝土拉伸徐變的測量方法及裝置。
技術介紹
在混凝土大壩、廠房、泵站等水工建筑物中，混凝土裂縫是影響工程建設質量和耐久性的主要問題之一，非常突出，迄今防不勝防，為不爭事實。為了深入探求混凝土的開裂機理，完善混凝土防裂仿真計算分析工作，這就需要深入關注混凝土早期的一些特性參量。在相關溫控防裂仿真計算研究中發現，在水工大體積混凝土施工早期，采用不同徐變模型導致有20% 80%的差異，因而認為徐變對應力的結果是結構開裂不可忽略的主要影響因素之一。早齡期混凝土拉伸徐變性能是決定混凝土早期開裂的關鍵問題之一。關于混凝土拉伸徐變的試驗方法各國尚無統一標準，不同學者根據實際情況選擇不同的測量方法，從而也發展出了一些測量混凝土拉伸徐變的方法，混凝土拉伸徐的測量方法可分為軸向拉伸、端部約束收縮和環向拉伸試驗這三種方法。其中研究者們使用最多的方法是軸向拉伸試驗和端部約束收縮試驗兩種方法，但所使用的拉伸徐變測量方法各有利弊。常規的軸向拉伸徐變試驗方法存在一些局限，如我國的水工混凝土試驗規程DLT5150-2001中建議適用的拉伸徐變的試驗方法是端部通過預埋的拉力預埋件來施加拉力，混凝土變形的測量是通過預埋應變計來測量混凝土時間的變形，這種方法不宜保證位移傳感器與混凝土試件的軸心重合；端部約束試驗裝置價格昂貴；環向拉伸徐變試驗方法復雜，測量裝置占用場地較大等等。各研究者根據自己的研究目的及試驗室條件等因素來設計不同的試驗方法，尚有很大的研究空間。拉伸徐變測試中主要存在著混凝土端部的連接與測量儀器的選擇和放置兩方面的問題。
技術實現思路
本專利技術要解決的技術問題是提供一種結構簡單、測量誤差小、測試成本低廉的早期齡混凝土拉伸徐變的測量裝置，并公開了一種操作方法簡單、結果準確可靠的早期齡混凝土拉伸徐變的測量方法。為解決上述技術問題，本專利技術采用的技術方案是: 設計一種早期齡混凝土拉伸徐變的測量裝置，包括同軸且水平設置的固定端組件和移動端組件、約束框架、及其支架，所述移動端組件通過加載軸與同軸線設置的穿心千斤頂相連接，且在所述移動端組件的外側設置有位移傳感器，用于測量試件移動端或/和加載軸在拉伸過程中的位移。所述位移傳感器為線性差動式位移傳感器(LVDT)，選用高精度(測量精度達I μ m以上)的位移傳感器LVDT (線性差動式位移傳感器)進行位移測量。由于混凝土的拉伸徐變變形比壓縮徐變變形要小的多，通常只有幾十個至一百多個微應變，因而除了要求混凝土的變形測量儀器要有較高的精度外，還要求有穩定可靠的測量方法。目前徐變變形量測儀器主要有內埋差動式電阻應變計和鋼弦式應變計法、粘貼電阻應變片法以及外置式的千分表或位移計法。內埋差動式電阻應變計和鋼弦式應變計最明顯的不足之處就是在澆筑試件時難以保證其最終位置與混凝土的縱向軸線重合。粘貼電阻應變片的方法，本專利技術技術方案亦不能，早齡期混凝土在拆模之后，其外表面濕度較大，不易粘貼電阻應變片。所以本專利技術裝置中采用外置LVDT的方式測量早齡期混凝土試件的變形。該位移計相對簡單、能在寬溫度范圍內工作、具有極精細的分辨率、可靠性高、不易損壞、非常適合從微米級至幾個厘米內位移的測量。所述穿心千斤頂為自鎖式穿心千斤頂。由于對混凝土的軸向拉伸試驗的應力較大，而僅靠擰緊螺栓來施加拉應力不足以施加足夠的應力，因此本專利技術裝置采用穿心千斤頂進行加載，而普通的千斤頂隨著時間的增長，可能出現卸載的現象，因此可進一步的采用自鎖式穿心千斤頂進行加載。與所述移動端組件對應的承載構件通過滾動機構承載所述移動端。施加拉應力時，端部的移動端和下部的承載構件之間產生較大的摩擦力，如果不能有效的消除摩擦，施加的預加拉應力就不準確。為了減小摩擦力，采用的措施有:在測量裝置的移動端組件的下部和承載構件的上部預留半圓形的槽，并在其上部放置鋼球，這些鋼球可以減小兩者之間的摩擦。利用上述測量裝置進行早期齡混凝土拉伸徐變的測量方法，包括以下步驟: (1)制備狗骨型混凝土試件: ①在狗骨型的試模內部涂上脫模劑，然后再上面敷設一層聚乙烯薄膜，然后再涂上一層脫模劑； ②把拌制好的混凝土用鏟刀裝入試模內，經振搗密實抹平后用塑料薄膜密封，以防止水份蒸發，然后將混凝土徐變實驗室中的溫度控制在20±2°c ； ③按上述方法同時制備出拉伸徐變試件和補償收縮試件，試件成型養護20 24h后拆模，拆模后的拉伸徐變試件和補償收縮試件立即用鋁箔密封，以防止水分的散失，補償收縮試件在齡期為24h時按常規方法開始測量混凝土的自收縮變形； ④到達設計的加載齡期時，隨機抽取一狗骨型混凝土試件按常規方法進行劈裂抗拉強度試驗，以確定混凝土徐變試件施加荷載的大小； (2)試驗:將拉伸徐變試件安裝在權利要求1所述早期齡混凝土拉伸徐變的測量裝置上，將其位移傳感器安裝連接在加載軸上； (3)安裝、加載:對拉伸徐變試件施加徐變荷載進行主動約束試驗，即首先旋緊與穿心千斤頂配套使用的手動油泵上的放油閥，緩慢搖動油泵手柄對試件進行加載，整個過程在5min之內完成；并記錄施加的徐變荷載以及加載前后位移傳感器的讀數；同時利用補償收縮試件按常規方法進行自收縮試驗；到達試驗設計齡期后，終止試驗； (4)記錄、計算: 采集、記錄自收縮試驗與主動約束試驗的試驗數據；主動約束試驗值減去自收縮試驗值即為拉伸徐變變形值。本專利技術具有積極有益的效果: (1)采用水平放置混凝土試件的方式；早齡期的混凝土抗拉強度較低，可施加的預加拉力較小，自重對混凝土產生的應力較大，因此采用水平放置混凝土試件可以消除自重對混凝土試件不同位置處應力的影響； (2)選擇的測量標距較大，可以減小應變測量的誤差；因混凝土的拉伸徐變變形相對較小，在同樣位移測量誤差的前提下，測量的標距越大，測量的應變誤差就越小； (3)本專利技術裝置結構簡單，其檢測方法操作簡單，測試成本低，且檢測精度高，能夠應用于工程實踐。附圖說明圖1為一種早期齡混凝土拉伸徐變的測量裝置的俯視 圖2為一種早期齡混凝土拉伸徐變的測量裝置的側視 圖3為早期齡混凝土拉伸徐變的趨勢圖。圖中，I為自鎖式穿心千斤頂，2為線性差動式位移傳感器，3為移動端組件，4為底板，5為縱向加強筋，6為狗骨形混凝土試件，7為固定端組件，8為縱向工字鋼件，9為橫向工字鋼件，10為縱向工字鋼件，11為護欄，12為縱向加強筋，13為橫向加強筋，14為橫向工字鋼件，15為支架，16為側板。具體實施例方式以下結合具體實施例進一步闡述本專利技術。實施例1 一種早期齡混凝土拉伸徐變的測量裝置，參見圖1、圖1，包括同軸且水平設置的固定端組件7和移動端組件3、約束框架(由縱向工字鋼件8、10，縱向加強筋5、12，位于兩端橫向設置的橫向工字鋼件9、14，及底板4和側板16構成，總體形變量< I μ m)、及支架15，所述移動端組件3通過加載軸與同軸線設置的自鎖式穿心千斤頂I相連接，且在所述移動端組件3的外側設置有線性差動式位移傳感器(LVDT，測量精度達I μ m)2，用于測量試件移動端在拉伸過程中的位移。在測量裝置的移動端組件3的下部對應的承載構件的上部預留半圓形的槽，并在其上部放置鋼球，以減小兩者之間的摩擦。利用上述測量裝置進行早期本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種早期齡混凝土拉伸徐變的測量裝置,包括同軸且水平設置的固定端組件和移動端組件、約束框架、及支架，其特征在于，所述移動端通過加載軸與同軸線設置的穿心千斤頂相連接，且在所述移動端的外側設置有位移傳感器，用于測量試件移動端或/和加載軸在拉伸過程中的位移。

【技術特征摘要】
1.一種早期齡混凝土拉伸徐變的測量裝置，包括同軸且水平設置的固定端組件和移動端組件、約束框架、及支架，其特征在于，所述移動端通過加載軸與同軸線設置的穿心千斤頂相連接，且在所述移動端的外側設置有位移傳感器，用于測量試件移動端或/和加載軸在拉伸過程中的位移。2.根據權利要求1所述的早期齡混凝土拉伸徐變的測量裝置，其特征在于，所述位移傳感器為線性差動式位移傳感器。3.根據權利要求1所述的早期齡混凝土拉伸徐變的測量裝置，其特征在于，所述穿心千斤頂為自鎖式穿心千斤頂。4.根據權利要求1所述的早期齡混凝土拉伸徐變的測量裝置，其特征在于，在與所述移動端組件相對應的下方設置有承載構件，該承載構件經由滾動機構與所述移動端組件相對接，以減小兩者之間的滑動摩擦力。5.根據權利要求1所述的早期齡混凝土拉伸徐變的測量裝置，其特征在于，所述約束框架的形變量< lym。6.一種早期齡混凝土拉伸徐變的測量方法，包括以下步驟: (1)制備狗骨型混凝土試件: ①在狗骨型的試模內部涂上脫模劑，然后再上面敷設一層聚乙烯薄膜，然后再涂上一層脫模劑； ②把拌...

【專利技術屬性】
技術研發人員：郭磊，郭利霞，陳守開，劉秋常，呂藝生，徐紅松，楊文海，
申請(專利權)人：華北水利水電學院，
類型：發明
國別省市：