一种混凝土温度裂缝的测试装置及试验方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种混凝土温度裂缝的测试装置及试验方法。其技术方案的特点是，温度裂缝的测试装置设计相对简单，通过测试不同骨料(天然骨料、再生骨料及其它骨料)、不同强度等级(C20

【技术实现步骤摘要】
一种混凝土温度裂缝的测试装置及试验方法


[0001]本专利技术涉及一种混凝土温度裂缝的测试装置及试验方法，主要用于土木工程领域测试有约束混凝土在温度变化时产生的温度应力。

技术介绍

[0002]随着我国城市化建设步伐的不断推进，混凝土结构建设规模也日益增大，如何保证建筑工程质量也日益受到各级政府和社会各界的广泛关注。在混凝土工程质量事故中，混凝土裂缝导致结构耐久性退化的问题更为突出，尤其是在桥梁工程中裂缝几乎无所不在。
[0003]在大体积混凝土中，温度应力及温度控制具有重要意义。除了在施工中混凝土常常出现温度裂缝外在运转过程中，温度变化对结构的应力状态具有显著的不容忽视的影响。
[0004]混凝土中产生裂缝有多种原因，工程实际中除了荷载作用造成的裂缝外，更多的是混凝土收缩、温度和湿度的变化导致开裂。
[0005]混凝土在完全冷却以后的运转时期，温度应力主要是外界气温变化所引起，气温的升高或降低也会在有约束混凝土表面引起很大的拉应力。当这些拉应力超出混凝土的抗拉强度时，即会出现裂缝。这些应力与早期形成的残余温度应力相迭加。
[0006]在钢筋混凝土中，拉应力主要是由钢筋承担，混凝土只是承受压应力。在素混凝土内或钢筋混凝上的边缘部位如果结构内出现了拉应力，则须依靠混凝土自身承担。一般设计中均要求不出现拉应力或者只出现很小的拉应力。但在混凝土在完全冷却以后的运转时期内，温度变化往往导致在混凝土内部引起很大的拉应力。有时温度应力超过其它外荷载所引起的拉应力，因此、掌握混凝土凝结硬化后运转时期温度应力的变化规律，对合理进行结构设计极为重要。

技术实现思路

[0007]本专利技术要解决的技术问题是提供一种温度变化引起的温度裂缝的测试装置及试验方法，用于测试有约束混凝土在温度变化时产生的温度应力。
[0008]温度裂缝试验装置：温度裂缝试验装置由约束混凝土试件变形的4根钢管(约束钢管)、将约束力传至试件的钢板(反力钢板)及传达试件与反力钢板间力的钢筋(固定钢筋)组成，试验装置如图1所示。约束钢管与反力钢板的结合处插入绝热板，从两侧用螺栓固定反力钢板；约束钢管用绝热材料包裹，不受气氛温度的影响；固定钢板用图1所示的用螺栓固定反力钢板；测试温度裂缝时将试验装置立在台架上。
[0009]温度控制装置：通过电动泵将钢管中温水循环来控制约束钢管的温度；各约束钢管下方安装加热棒来对循环水进行加热；约束钢管的温度调节，可通过插入钢管中的温度传感器以及加热棒进行温水温度的调节。
[0010]冷却装置：试件的冷却可通过将试验装置移入冷却室对试件进行冷却。
[0011]测定装置：试件及约束钢管的温度可用温度测定装置进行测试；试件的约束收缩应变可由埋入式应变片进行测试；约束钢管的应变可由钢管表明粘贴的应变片进行测试；应变测试装置的应变精度为1
×
10
‑6。
[0012]温度裂缝测试试件的形状、尺寸大小如图2所示。试件长1000mm，中间断面为100
×
100mm两端固定约束区为150
×
150mm。
[0013]试件模板参考图2，模板底板为厚5～10mm，侧板为厚5～10mm的钢板，如图2所示安装在试验装置中。
[0014]试件的制作及养护方法：浇筑试件前，先将反力钢板与约束钢管与模板固定，浇筑混凝土时将试件模板平放浇筑，试件浇筑成型后24～48h拆模；试件的约束应变(或自收缩应变)可通过试件中心部的埋藏式应变片进行测试；试件成型后的养护温度为20
±
2℃，并在试件表面用湿布缠绕，保持湿润状态；混凝土强度测试用及线膨胀系数测试用试件与测试温度裂缝试件要保持同一养护环境养护。
[0015]混凝土强度等级及配合比设计：本专利技术适用混凝土强度等级为C20～C80的普通混凝土、再生骨料混凝土及其它混凝土。
[0016]水泥：普通硅酸盐水泥(32.5～52.5)、矿渣硅酸盐水泥(32.5～52.5)、粉煤灰水泥(32.5～52.5)、火山灰水泥(32.5～52.5)复合水泥(32.5～52.5)
[0017]骨料：粗骨料选用天然骨料、再生骨料及其它骨料(骨料粒径：4.75～31.5mm)；细骨料：天然砂(山砂或河砂，粒径0.18～4.75mm，细度模数为2.2～3.2)
[0018]试验准备：在混凝土温度裂缝测试前24～48h，提前测试混凝土的温度线膨胀系数、静弹性模量以及混凝土的抗拉强度。
[0019]温度裂缝试验：试验前提前24～48h将驱动电泵，在约束钢管内循环温水，保持试验前钢管内的水温趋于平稳；测试试件及约束钢管内的初始水温，并用螺栓固定反力钢板及约束钢管；将试件温度以1～3℃/h的速度缓慢升高或降低；试验开始15～30分钟后测试试件的温度，调节约束钢管内的水温，使其达到既定的约束率，并测试此时约束钢管内的水温、混凝土的温度及应变值；试件发生裂缝为止一直重复上述操作。
[0020]输出试验报告：(1)使用原材料的种类及基本物理、力学参数；(2)混凝土的配合比及养护方法；(3)混凝土的基本性质(包括混凝土的抗压强度、静弹性模量、抗拉强度、线膨胀系数等)；(4)各应变测试时的混凝土的抗拉强度(MPa)；(5)混凝土温度裂缝发生时的抗拉强度，试件的温度下降量，约束钢管内的水温上升量；(6)试件裂缝的发生位置。
[0021]本专利技术的有益效果：
[0022]本专利技术中混凝土温度裂缝的测试装置设计较为合理，试验方法相对简单，可测试不同骨料(天然骨料、再生骨料及其它骨料)、不同强度等级(C20～C80)混凝土在硬化后运转时期温度应力的变化规律，以及在此温度应力作用下混凝土裂缝开展情况与抗拉强度变化，为评价混凝土在服役期间内因温度变化导致温度应力而使混凝土开裂的可能性提供试验依据，这对合理进行结构设计极为重要。
附图说明
[0021]图1是混凝土温度裂缝试验装置；
[0022]图2是试件的尺寸及模板。
[0023]图中：1
‑
温度传感器；2
‑
混凝土试件；3
‑
应变片；4
‑
约束钢管；5
‑
反力钢板；6
‑
温水循环管；7
‑
温水循环泵；8
‑
温度控制器；9
‑
应变数据采集仪；10
‑
计算机；11
‑
模板侧板；12
‑
螺栓。
具体实施方式
[0024]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，具体包括以下步骤：
[0025]步骤一：按要求制备出长1000mm，中间断面为100
×
100mm两端固定约束区为150
×
150mm的混凝土试件；试件成型后按要求进行养护，期间使试件保持湿润状态；
[0026]步骤二：混凝土温度本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种混凝土温度裂缝的测试装置及试验方法，其特征在于：包括约束钢管(4)、反力钢板(5)、模板侧板(11)、温度传感器(1)、温水循环管(6)、温水循环泵(7)、温度控制器(8)；所述约束钢管(4)两端设有螺纹，上下两端通过螺栓(12)与反力钢板(5)连接，温水顺着温水循环管(6)从温水循环泵(7)出来穿过约束钢管(4)后再回到温水循环泵(7)，温度传感器(1)置于约束钢管(4)顶部并连接温度控制器(8)，应变片(3)贴在约束钢管(4)表面并通过应变数据采集仪(9)记录数据到计算机(10)上。2.根据权利要求1所述的混凝土温度裂缝的测试装置及试验方法，其特征在于，该方法适用混凝土强度等级为C20～C80的普通混凝土、再生骨料混凝土及其它混凝土。3.根据权利要求1所述的混凝土温度裂缝的测试装置及试验方法，其特征在于，所述螺栓(12)为高强度螺栓。4.权利要求1所述的混凝土温度裂缝的测试装置及试验...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔正龙，李正元，郭勇，
申请(专利权)人：辽宁工程技术大学，
类型：发明
国别省市：